(12)实用新型专利
(10)授权公告号 CN 206140525 U(45)授权公告日 2017.05.03
(21)申请号 201620915329.5(22)申请日 2016.08.22
(73)专利权人 中山市思考驴动漫科技有限公司
地址 528445 广东省中山市三角镇新华路6
号软件基地2期512思考驴动漫科技有限公司(72)发明人 任鹤
(74)专利代理机构 深圳中一专利商标事务所
44237
代理人 官建红(51)Int.Cl.
B25J 11/00(2006.01)B25J 13/00(2006.01)
权利要求书1页 说明书5页 附图2页
(54)实用新型名称
一种VR机器人(57)摘要
本实用新型适用于机器人技术领域，提供了一种VR机器人，用于实现用户与现场的远程交互，VR机器人包括：机器人主体、VR眼镜、控制交互平台；机器人主体包括全向移动平台、双臂机构、左侧摄像头和右侧摄像头、第一声音获取装置、场景显示装置和第一声音播放器；VR眼镜包括左侧显示屏、右侧显示屏、第二声音播放器、第二声音获取装置和用户摄像头。该VR机器人通过用户佩戴与机器人主体网络通讯的VR眼镜，大大增强了用户使用的浸入感；同时，该机器人主体通过设置可以全向移动平台以完全与用户动作同步，并且通过设置多自由机器人主体以及设置左侧摄像头和右侧摄像头以模拟用户左右视觉进行现场画面拍摄，大大提高了用户的沉浸式体验。
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权 利 要 求 书
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1.一种VR机器人，用于实现用户与现场的远程交互，其特征在于，所述VR机器人包括机器人主体、通过网络通讯连接所述机器人主体的控制交互平台和用于供用户佩戴并与所述机器人主体进行网络通讯连接的VR眼镜，其中，
所述VR眼镜与所述控制交互平台网络通讯连接并使所述机器人主体所在场景随用户视线相应改变，所述控制交互平台实时获取用户数据和动作并将用户数据和动作同步传输至所述机器人主体上；
所述控制交互平台包括设置于所述机器人主体中并控制所述机器人主体的第一控制器、所述第一控制器信号连接的第一网络通讯装置、与所述第一网络通讯装置通讯连接并设置于所述VR眼镜中的第二网络通讯装置以及与所述第二网络通讯装置信号连接并控制所述VR眼镜的第二控制器；
所述机器人主体包括与所述第一控制器电性连接的全向移动平台、设置于所述全向移动平台上且具有多个自由度的双臂机构、用于模拟人眼左右视觉进行现场画面拍摄的左侧摄像头和右侧摄像头、用于实时获取现场声音的第一声音获取装置、用于将用户画面显示在所述机器人本体上的场景显示屏以及用于播放用户声音的第一声音播放器；
所述VR眼镜包括用于播放所述左侧摄像头和所述右侧摄像头拍摄画面以便于模拟人眼左右视觉而使用户感受到身临现场效果的左侧显示屏和右侧显示屏、用于播放所述第一声音获取装置的声音的第二声音播放器、用于实施获取用户声音的第二声音获取装置、用于拍摄用户画面的用户摄像头。
2.如权利要求1所述的VR机器人，其特征在于，还包括第二控制器电性连接的无线通讯装置以及与所述VR眼镜通过所述无线通讯装置通讯连接并用于调节所述机器人本体状态的无线遥控器。
3.如权利要求2所述的VR机器人，其特征在于，所述无线遥控器为移动终端。4.如权利要求1所述的VR机器人，其特征在于，所述机器人主体还包括 与所述第一控制器电性连接并用于驱动所述全向移动平台移动的驱动机构以及提供电源的电源装置。
5.如权利要求1所述的VR机器人，其特征在于，所述双臂机构包括具有1个自由度的机械腰、具有2个自由度的机械头、一对具有4个自由度的机械臂，所述机械头上设有随之转动并用于模拟用户左右视觉进行现场画面拍摄的所述左侧摄像头和所述右侧摄像头。
6.如权利要求4所述的VR机器人，其特征在于，所述全向移动平台包括4个由所述驱动机构驱动的麦克纳姆轮。
7.如权利要求1所述的VR机器人，其特征在于，用户穿戴有通过网络通讯连接所述机器人主体并与所述机器人主体各关节同步动作的体感控制装置。
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说 明 书一种VR机器人
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技术领域[0001]本实用新型属于机器人技术领域，尤其涉及一种VR机器人。
背景技术[0002]近些年来，机器人技术获得了广泛应用，已在工业生产、高危作业等领域发挥了巨大作用，并带来了较好的市场收益。在可预见的未来，机器人将逐步走向人的个人生活，充当个人助理、遥控作业、整理家务、处理办公室日常重复性业务等。但是目前条件下，机器人的智能化程度还不足以理解人的意图，独立完成各种日常任务，此外多数机器人需要经过专业人员训练，才能操作，因而其人机交互界面普适性不强，无法满足人的个性化，多样化需求。[0003]人机交互技术随着机器人的广泛应用越来越受到机器人研究人员和用户的重视，其交互技术的普适性将会影响机器人在生产，参与人的生活的效能。通常人与机器人交互通过手柄实现机器人位置，速度等参数的控制或者通过图形化编程界面，对机器人进行快速编程。虽然借助视觉，人可以与机器人实现自然交互，但是浸入感不强，不能获得较好的临场感，尤其在遥操作作业时，由于空间限制，人的活动和机器人的活动空间不能很好实现匹配，因而会出现视觉上的误差，出现“心有余而力不足”的情况。所以人的活动空间和机器人的活动空间匹配，融合对人和机器人处在同一时空环境至关重要。实用新型内容[0004]本实用新型的目的在于提供一种VR机器人，旨在解决现有技术中如何增强VR机器人的沉浸式体验的技术问题。[0005]本实用新型是这样实现的，一种VR机器人，用于实现用户与现场的远程交互，所述VR机器人包括机器人主体、通过网络通讯连接所述机器人主体的控制交互平台和用于供用户佩戴并与所述机器人主体进行网络通讯连接的VR眼镜，其中，[0006]所述VR眼镜与所述控制交互平台网络通讯连接并使所述机器人主体所在场景随用户视线相应改变，所述控制交互平台实时获取用户数据和动作并将用户数据和动作同步传输至所述机器人主体上；[0007]所述控制交互平台包括设置于所述机器人主体中并控制所述机器人主体的第一控制器、所述第一控制器信号连接的第一网络通讯装置、与所述第一网络通讯装置通讯连接并设置于所述VR眼镜中的第二网络通讯装置以及与所述第二网络通讯装置信号连接并控制所述VR眼镜的第二控制器；[0008]所述机器人主体包括与所述第一控制器电性连接的全向移动平台、设置于所述全向移动平台上且具有多个自由度的双臂机构、用于模拟人眼左右视觉进行现场画面拍摄的左侧摄像头和右侧摄像头、用于实时获取现场声音的第一声音获取装置、用于将用户画面显示在所述机器人本体上的场景显示屏以及用于播放用户声音的第一声音播放器；[0009]所述VR眼镜包括用于播放所述左侧摄像头和所述右侧摄像头拍摄画面以便于模
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拟人眼左右视觉而使用户感受到身临现场效果的左侧显示屏和右侧显示屏、用于播放所述第一声音获取装置的声音的第二声音播放器、用于实施获取用户声音的第二声音获取装置、用于拍摄用户画面的用户摄像头。[0010]进一步地，所述VR机器人还包括第二控制器电性连接的无线通讯装置以及与所述VR眼镜通过所述无线通讯装置通讯连接并用于调节所述机器人本体状态的无线遥控器。[0011]进一步地，所述无线遥控器为移动终端。[0012]进一步地，所述机器人主体还包括与所述第一控制器电性连接并用于驱动所述全向移动平台移动的驱动机构以及提供电源的电源装置。[0013]进一步地，所述双臂机构包括具有1个自由度的机械腰、具有2个自由度的机械头、一对具有4个自由度的机械臂，所述机械头上设有随之转动并用于模拟用户左右视觉进行现场画面拍摄的所述左侧摄像头和所述右侧摄像头。[0014]进一步地，所述全向移动平台包括4个由所述驱动机构驱动的麦克纳姆轮。[0015]进一步地，用户穿戴有通过网络通讯连接所述机器人主体并与所述机器人主体各关节同步动作的体感控制装置。[0016]本实用新型相对于现有技术的技术效果是：该VR机器人利用所述控制交互平台实时获取的用户数据和动作并将用户数据和动作通过网络通讯传输至所述机器人主体上，以实现数据传输的同步，且用户佩戴与机器人主体网络通讯的VR眼镜以将用户画面在所述机器人主体上显示，大大增强了用户使用的浸入感；同时，该机器人主体通过设置可以全向移动平台以完全与用户动作同步，并且通过设置多自由度的双臂机构，以保证所述机器人主体的动作与用户动作一致且灵活，并通过设置左侧摄像头和右侧摄像头以模拟用户左右视觉进行现场画面拍摄，大大提高了用户的沉浸式体验。附图说明[0017]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0018]图1是本实用新型实施例提供的VR眼镜与机器人本体无线通讯的结构示意图；[0019]图2是本实用新型实施例提供的VR机器人的结构框图。[0020]附图标记说明：
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具体实施方式[0023]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。[0024]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。[0025]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。[0026]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。[0027]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。[0028]请参照图1和图2，本实用新型实施例提供的VR机器人用于实现用户与现场的远程
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交互，所述VR机器人包括机器人主体10、通过网络通讯连接所述机器人主体10的控制交互平台20和用于供用户佩戴并与所述机器人主体10进行网络通讯连接的VR眼镜30，其中，[0029]所述VR眼镜30与所述控制交互平台20网络通讯连接并使所述机器人主体10所在场景随用户视线相应改变，所述控制交互平台20实时获取用户数据和动作并将用户数据和动作同步传输至所述机器人主体10上；[0030]所述控制交互平台20包括设置于所述机器人主体10中并控制所述机器人主体10的第一控制器22、所述第一控制器22信号连接的第一网络通讯装置24、与所述第一网络通讯装置24通讯连接并设置于所述VR眼镜30中的第二网络通讯装置26以及与所述第二网络通讯装置26信号连接并控制所述VR眼镜30的第二控制器28；[0031]所述机器人主体10包括与所述第一控制器22电性连接的全向移动平台11、设置于所述全向移动平台11上且具有多个自由度的双臂机构12、用于模拟人眼左右视觉进行现场画面拍摄的左侧摄像头13和右侧摄像头14、用于实时获取现场声音的第一声音获取装置15、用于将用户画面显示在所述机器人本体上的场景显示屏16以及用于播放用户声音的第一声音播放器17；[0032]所述VR眼镜30包括用于播放所述左侧摄像头13和所述右侧摄像头14拍 摄画面以便于模拟人眼左右视觉而使用户感受到身临现场效果的左侧显示屏32和右侧显示屏34、用于播放所述第一声音获取装置15的声音的第二声音播放器36、用于实施获取用户声音的第二声音获取装置38、用于拍摄用户画面的用户摄像头39。[0033]本实用新型实施例提供的VR机器人利用所述控制交互平台20实时获取的用户数据和动作并将用户数据和动作通过网络通讯传输至所述机器人主体10上，以实现数据传输的同步，且用户佩戴与机器人主体10网络通讯的VR眼镜30以将用户画面在所述机器人主体10上显示，大大增强了用户使用的浸入感；同时，该机器人主体10通过设置可以全向移动平台11以完全与用户动作同步，并且通过设置多自由度的双臂机构12，以保证所述机器人主体10的动作与用户动作一致且灵活，并通过设置左侧摄像头13和右侧摄像头14以模拟用户左右视觉进行现场画面拍摄，大大提高了用户的沉浸式体验。[0034]在该实施例中，所述左侧摄像头13、所述右侧摄像头14和所述用户摄像头34都是采用高清摄像头并进行高清图像传输，其分辨率如下：720P(1280*720)、960P(1280*960)或者1080P(1920*1080)等。[0035]在该实施例中，所述第一声音播放器17为扬声器，所述第二声音播放器38为耳机。[0036]请参照图1和图2，进一步地，所述VR机器人还包括第二控制器28电性连接的无线通讯装置40以及与所述VR眼镜30通过所述无线通讯装置40通讯连接并用于调节所述机器人本体状态的无线遥控器50。通过设置所述无线通讯装置40和所述无线遥控器50，以实现与所述VR眼镜30的无线通讯，并由此调节所述机器人本体的状态。[0037]在该实施例中，对于所述第一网络通讯装置24、所述第二网络通讯装置26以及所述无线通讯装置40，相互之间都是通过无线网络实现连接，例如，WI-FI或者ZigBee等，当然，在不考虑移动范围大小的情况下，也可以采用有线网络连接，不限于此。[0038]优选地，所述无线遥控器50为移动终端。所述移动终端内安装有对所述机器人主体10视觉图像的接收以及对所述左侧摄像头13和右侧摄像头14进行控制的控制程序，通过佩戴所述VR眼镜30实现沉浸式体验。
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在其他实施例中，所述无线遥控器50也可以是其他类型，例如，所述VR眼镜30配带
的遥控器等，不限于此。[0040]请参照图1和图2，进一步地，所述机器人主体10还包括与所述第一控制器22电性连接并用于驱动所述全向移动平台11移动的驱动机构(未图示)以及提供电源的电源装置(未图示)。所述驱动机构为驱动电机，所述驱动机构和所述电源装置均设置于所述全向移动平台11内。[0041]请参照图1和图2，进一步地，所述双臂机构12包括具有1个自由度的机械腰120、具有2个自由度的机械头122、一对具有4个自由度的机械臂124，所述机械头上设有随之转动并用于模拟用户左右视觉进行现场画面拍摄的所述左侧摄像头13和所述右侧摄像头14。[0042]请参照图1和图2，进一步地，所述全向移动平台11包括4个由所述驱动机构驱动的麦克纳姆轮(未图示)。采用所述麦克纳姆轮以使所述全向移动平台11可以朝任意方向移动，提高了所述机器人主体10移动的灵活性。[0043]在其他实施例中，也可以由其他机构替代所述麦克纳姆轮，以实现全向移动，不限于此。[0044]请参照图1和图2，进一步地，用户穿戴有通过网络通讯连接所述机器人主体10并与所述机器人主体10各所述关节同步动作的体感控制装置(未图示)。通过穿戴所述体感控制装置以实现所述机器人主体10各关节同步动作。在其他实施例中，可以采用人体感应装置以实时采集人体动作和状态，并通过网络通讯传输至所述机器人主体10上，以实现动作的同步完成。[0045]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
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