申请/专利权人：商丘师范学院

申请日：2019-01-17

公开（公告）日：2021-04-09

公开（公告）号：CN109676622B

主分类号：B25J11/00(20060101)

分类号：B25J11/00(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.04.09#授权;2019.05.21#实质审查的生效;2019.04.26#公开

摘要：本发明提供一种用于社区矫正机器人，目的在于为进一步拓展矫正机器人应用场景而开发一种可以避免受阻挡和倾倒的行走装置，本发明兼具普通社区矫正机器人的信息采集以及计算课时等监察功能，同时可以满足更多场景的需求，可在小区内进行行走，可扩展更多的使用功能，同时该机器人的行走装置与机器人主体为单独的模块化设置，可自由组合使用，方便不同使用者根据自身情况使用。

主权项：1.社区矫正机器人，包括被配置为可以采集被矫正人员信息，并计算被矫正人员教学学习时间的机器主体，其特征在于，所述机器主体下方配置有可以拆卸和固定的行走装置；所述行走装置包括一球体状的滚动球，所述滚动球被镶嵌在一球座内，所述滚动球与球座滚动配合，所述球座与滚动球之间设有驱动装置，所述驱动装置包括至少两个驱动辊和带动驱动辊转动的动力机构，所述驱动辊包括与滚动球的球面贴合并摩擦配合的辊面，其中一驱动辊驱动滚动球在水平面上第一直线方向运动，另一驱动辊驱动滚动球在水平面上第二直线方向上运动，所述第一直线和第二直线垂直交叉；还包括环绕滚动球配置的滚轮，各所述滚轮的两端分别转动铰接有支架，同一滚轮的各所述支架的另一端转动铰接有滑动座，各所述滑动座滑动套接于一水平放置的滑环上，位于滑环上的滑动套之间分别设有缓冲弹簧，所述滑环位于球座下方且与球座固定连接。

全文数据：社区矫正机器人技术领域本发明涉及听觉训练领域，特别是涉及一种用于社区矫正机器人。背景技术社区矫正是为通过政府、社会以及爱心人士的帮助，使矫正对象改正恶习，并帮助他们重新回归社会。社区矫正其非监禁刑罚的性质可以使其在不脱离社会、不脱离生活的情况下，并借助政府、社区、社会爱心人士以及亲人的帮助下能更好的适应社会并且回归社会，实现再社会化的过程。近几年来为了补足社区服务人员的不足社区矫正机器人正在慢慢进入社区进行服务，机器人通过采用识别、体征采集、视频播放、语音播报、录音录像等技术，可与社区矫正工作信息系统对接、通过友善智能的人际交互界面，实现对社区矫正人员进行报到登记。但是现有的社区矫正机器人一般为静置状态，如放置在学习室，通过将矫正人员集中在学习室进行教育和信息采集。静置在学习室的矫正机器人其功能仅限于定点的信息采集和教育学习，为了更进一步拓展矫正机器人的使用范围及更灵活的拓展教育学习的形式和场地，如在矫正机器人上加入不定点巡查功能，这样就可以将小区的治安的情况监管起来，如根据被矫正对象的具体情况设置教学和信息采集的不同场地，实现个性化矫正的目的。但是小区中路面情况并不比平整的机器人走道，传统的机器人行走机构在遇到如斜坡或者路面高低不平时，及容易出现倾倒或者首阻碍无法行走的情况。发明内容针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明首先提供一种用于社区矫正机器人，目的在于为进一步拓展矫正机器人应用场景而开发一种可以避免受阻挡和倾倒的行走装置。其技术方案是，包括被配置为可以采集被矫正人员信息，并计算被矫正人员教学学习时间的机器主体，所述机器主体下方配置有可以拆卸和固定的行走装置；所述行走装置包括一球体状的滚动球，所述滚动球被镶嵌在一球座内，所述滚动球与球座滚动配合，所述球座与滚动球之间设有驱动装置，所述驱动装置包括至少两个驱动辊和带动驱动辊转动的动力机构，所述驱动辊包括与滚动球的球面贴合并摩擦配合的辊面，其中一驱动辊驱动滚动球在水平面上第一直线方向运动，另一驱动辊驱动滚动球在水平面上第二直线方向上运动，所述第一直线和第二直线垂直交叉；还包括环绕滚动球配置的滚轮，各所述滚轮的两端分别转动铰接有支架，同一滚轮的各所述支架的另一端转动铰接有滑动座，滑动座为椭圆柱状结构，且滑动座的一端倾斜向下延伸有一与支架铰接配合的铰接部，各所述滑动座滑动套接与一水平放置的滑环上，位于滑环上的滑动套之间分别设有缓冲弹簧，所述滑环位于球座下方且与球座固定连接。在一实施例中，所述球座为分体式结构，包括与机器主体下方配合连接的上座体和位于上座体下方的下座体，所述上座体包括与滚动球上半圆球配合的半圆球状内凹槽，所述下座体为环状结构，包括与滚动球下半球部分接触并滚动配合的环形球面槽，所述上座体与下座体之间可拆卸固定连接形成滚动球在内凹槽与环形球面槽组成的安装空间内滚动的结构。在一实施例中，所述球座上设有用于安装驱动辊的安装槽，所述驱动辊的转轴通过齿轮传动连接驱动电机，形成所述的动力机构，各所述辊面上设有凸出于表面的凸起，所述辊面由弹性橡胶制成。在一实施例中，所述滑环为分体式结构，由两半圆环状结构固定连接构成，所述滑环横截面包括一具有椭圆表面的滑动接触部，所述滑动接触部被配置为与滑动座的内侧面接触滑动配合，还包括一位于滑动接触部下方的凸出部，所述凸出部被配置为与滑动座内侧面之间设有间隔区，所述间隔区包括位于滑动接触部正下方的第一区域，还包括位于支架长度方向上的第二区域，所述第一区域和第二区域相互连通形成所述的间隔区，所述第一区域和第二区域与滑动座之间设置弹性材料制成的缓冲部，所述缓冲部分别向所对应的间隔区域径向延伸形成与间隔区匹配的结构，所述缓冲部分别设有与第一区域、第二区域对应的第一缓冲气囊和第二缓冲气囊，所述滑动座为一体刚性材料制成，所述缓冲部与滑动座内侧面固定连接形成与所述滑环形成相配合的结构。在一实施例中，所述滑环上设有多个环形分布的支柱，各所述支柱分别的上端部与所述球座的下端固定连接，各所述支柱贯穿滑环并与之滑动配合，各所述支柱透出滑环的另一端分别螺纹连接有压紧螺母，所述滑环与球座下端之间的各支柱分别套接有调节弹簧。在一实施例中，所述内凹槽的表面设有多个环槽，各所述环形槽内镶嵌固定有滚动支座，所述滚动支座上设有多个与滚动球的球面滚动接触配合的滚珠。在一实施例中，所述滚动支座为多个，各滚动支座分别包括一弹性材料制成基座，所述基座上设有多个与滚珠相配合的半球形滚珠座，还包括位于基座另一表面上的多个与滚珠座对应并贯通滚珠座的半球形状的储油槽，所述储油槽与滑槽的底面配合形成储存供滚珠使用的润滑脂，还包括与基座可拆卸来接的阻挡片，各所述阻挡片上设有各滚珠配合的透孔，形成各滚珠部分露出透孔并阻挡滚珠下落的结构。本发明兼具普通社区矫正机器人的信息采集以及计算课时等监察功能，同时可以满足更多场景的需求，可在小区内进行行走，可扩展更多的使用功能，同时该机器人的行走装置与机器人主体为单独的模块化设置，可自由组合使用，方便不同使用者根据自身情况使用。在带有行走装置时，可通过滚动球驱动辊之间的速度差实现滚动球在水平面内全方位的移动，同时滚动球的设置不同于普通轮形结构，在面对坑洼或者斜坡时，可自由调整驱动方向以脱开困境，另一方面环形分布于滚动球四周的滚轮在遇到障碍时，可通过支架、缓冲弹簧实现对滚轮方向的调整与避障，另一方慢滑环与滑套间的缓冲部可以满足在高低不平路面上始终保持与路面接触，避免滚动球落空，同时形成支撑防止机器人倾倒的结构。附图说明图1为本发明的结构示意图。图2为本方案中支架、滚轮、滑环配合的结构示意图。图3为本方案中滚动支座的主视图。图4为图3的俯视图。图5为图1中A部分的放大示意图。图6为图1中B部分的放大示意图。图7为图2中C部分的放大示意图。图8为本方案中滑环的结构示意图。图9本方案中滑动座的结构示意图。图10为本方案中缓冲部的结构示意图。图11为本发明中电控部分原理框图。具体实施方式以下结合说明书附图，对具体实施方式做进一步详细说明。以下将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本领域普通技术人员将认识到的是，“上”、“下”、“外”、“内”等方位用语是针对于附图的描述用语，并不表示对权利要求限定的保护范围的限制。本方案中机器主体部分与行走装置100为分体式结构，机器主体部分与行走装置100之间通过通信接口进行通信连接形成本装置的电控部分400，行走装置100的驱动模块位于所述球座102上，所述驱动模块包括驱动电路407，驱动电路407包括用于带动驱动辊201的步进电机409，步进电机409分别装有编码器411用于感知电机旋转角度、速度，所述驱动模块还包括存储于存储器403中的驱动控制程序，所述陀螺仪414以及红外避障传感器415的输入信号作为驱动程序的判断条件用于控制驱动电机做出相应避免碰撞以及脱困的指令或者指令集；所述存储器403并不限定于一个或多个，存储器403用于存储包括显示模块406应用程序以及操作系统的指令集，处理器401通过存储器控制器402调用处理位于存储器403中的指令集，并根据外部输入条件产生相应的判断结果，并将判断结果以指令的形式输出，所述机器人主体上包括用于获取被矫正人员的指纹信息的指纹传感器412以及图像采集器413，图像采集器413具体可以为摄像头，还包括用于与被矫正人员互动的显示模块406，显示模块406执行相应指令与被矫正人员互动，所述显示模块406、驱动电路407、传感器模块通过IO接口接入一个或多个数据总线404，所述数据总线404还连接处理器401，图11并不能限定处理器401数量，在一些是实施例中，处理器401可以为一个或多个，处理器401通过存储器控制器402调用位于存储器403中的指令集。在一些实施例中，行走装置100包括一球体状的滚动球101，所述滚动球101被镶嵌在一球座102内，所述球座102为分体式结构，包括与机器主体下方配合连接的上座体103和位于上座体103下方的下座体104，所述上座体103包括与滚动球101上半圆球配合的半圆球状内凹槽105，所述下座体104为环状结构，包括与滚动球101下半球部分接触并滚动配合的环形球面槽106，所述上座体103与下座体104之间通过螺栓进行可拆卸固定连接形成滚动球101在内凹槽105与环形球面槽106组成的安装空间内滚动的结构。在上述的实施例中，为了防止在行驶过程中，滚动球与内凹槽之间摩擦集中于某一区域，在所述内凹槽105的表面设有多个环槽112，各所述环形槽内镶嵌固定有滚动支座114，所述滚动支座114上设有多个与滚动球101的球面滚动接触配合的滚珠115，所述滚动支座114为多个，各滚动支座114分别包括由弹性材料金属铜制成基座，所述基座上设有多个与滚珠115相配合的半球形滚珠115座，还包括位于基座另一表面上的多个与滚珠115座对应并贯通滚珠115座的半球形状的储油槽113，所述储油槽113与滑槽的底面配合形成储存供滚珠115使用的润滑脂，还包括与基座可拆卸来接的阻挡片116，各所述阻挡片116上设有各滚珠115配合的透孔，形成各滚珠115部分露出透孔并阻挡滚珠115下落的结构。当滚动球进行滚动时，滚珠115所形成的阵列与滚动球之间接触形成滚动配合，将滚动球与内凹槽间的摩擦转化为滚动摩擦，使其滚动更加顺畅，也避免了摩擦集中于局部。在一些实施例中，所述球座102与滚动球101之间还设有驱动装置200，所述驱动装置200包括至少两个驱动辊201和带动驱动辊201转动的动力机构202，所述驱动辊201包括与滚动球101的球面贴合并摩擦配合的辊面203，其中一驱动辊201驱动滚动球101在水平面上第一直线方向运动，另一驱动辊201驱动滚动球101在水平面上第二直线方向上运动，所述第一直线和第二直线垂直交叉，所述球座102上设有用于安装驱动辊201的安装槽，所述驱动辊201的转轴通过齿轮传动连接驱动电机，形成所述的动力机构202，各所述辊面203上设有凸出于表面的凸起204，所述辊面203由弹性橡胶制成；还包括环绕滚动球101配置的滚轮107，各所述滚轮107的两端分别转动铰接有支架108，同一滚轮107的各所述支架108的另一端转动铰接有滑动座109，各所述滑动座109滑动套接与一水平放置的滑环110上，位于滑环110上的滑动套之间分别设有缓冲弹簧111，所述滑环110位于球座102下方且与球座102固定连接。在一实施例中，所述滑环110为分体式结构，由两半圆环状结构固定连接构成，所述滑环110横截面包括一具有椭圆表面的滑动接触部117，所述滑动接触部117被配置为与滑动座109的内侧面接触滑动配合，还包括一位于滑动接触部117下方的凸出部118，所述凸出部118被配置为与滑动座109内侧面之间设有间隔区119，所述间隔区119包括位于滑动接触部117正下方的第一区域120，还包括位于支架108长度方向上的第二区域121，所述第一区域120和第二区域121相互连通形成所述的间隔区119，所述第一区域120和第二区域121与滑动座109之间设置弹性材料制成的缓冲部300，所述缓冲部300分别向所对应的间隔区119域径向延伸形成与间隔区119匹配的结构，所述缓冲部300分别设有与第一区域120、第二区域121对应的第一缓冲气囊301和第二缓冲气囊302，第一缓冲气囊和或第二缓冲气囊可以为空心的开放式孔状结构，也可以为封闭的囊泡状结构，第一缓冲气囊和第二缓冲气囊作用一方面为起到缓冲作用，另一方面则是保证支架在受到较大冲击时，可以起到绕滑环中心进行不定心的转动，起到防止刚性冲击以及可以与路面适应性配合的结构，所述滑动座109为刚性材料金属不锈钢制成，所述缓冲部300与滑动座109内侧面固定连接形成与所述滑环110形成相配合的结构。当滚轮在行走过程中受到冲击时，支架通过铰接结构进行扩张同时通过缓冲弹簧的弹性变形带动滚轮换向偏移，降低正向冲击造成的刚性撞击，另一方面第二缓冲气垫则抵消沿支架方向的冲击。当机器人进行动作时，一方面通过红外避障传感器感知位于机器人行走道路上的障碍，另一发明对于红外传感器不能检测到的障碍，如路面低洼或者未超出红外传感器感知范围的较小障碍等，则通过环形分布的滚轮对障碍进行拨除，如一些可以移动较轻的木板、塑料瓶等，当障碍为不可移动或者无法拨除的如低洼、斜坡等，滚轮及支架在缓冲部弹性作用下随时与地面形成适应性配合，同时降低滚动过程中振动。在一实施例中，所述滑环110上设有多个环形分布的支柱122，各所述支柱122分别的上端部与所述球座102的下端固定连接，各所述支柱122贯穿滑环110并与之滑动配合，各所述支柱122透出滑环110的另一端分别螺纹连接有压紧螺母，所述滑环110与球座102下端之间的各支柱122分别套接有调节弹簧123。调节弹簧与滑环的配合一方面用于调节重心高低，另一方面，当遇到斜坡时，上坡过程中滑环可辅助支架进行部分抬升以适应地面变化。在一些实施例中，球座的102外侧围设有裙板124，所述裙板上端与上座体通过螺钉连接，裙板下端与地面之间设有间隔，各滚轮部分露出于裙板外本发明兼具普通社区矫正机器人的信息采集以及计算课时等监察功能，同时可以满足更多场景的需求，可在小区内进行行走，可扩展更多的使用功能，同时该机器人的行走装置与机器人主体为单独的模块化设置，可自由组合使用，方便不同使用者根据自身情况使用。在带有行走装置时，可通过滚动球驱动辊之间的速度差实现滚动球在水平面内全方位的移动，同时滚动球的设置不同于普通轮形结构，在面对坑洼或者斜坡时，可自由调整驱动方向以脱开困境，另一方面环形分布于滚动球四周的滚轮在遇到障碍时，可通过支架、缓冲弹簧实现对滚轮方向的调整与避障，另一方慢滑环与滑套间的缓冲部可以满足在高低不平路面上始终保持与路面接触，避免滚动球落空，同时形成支撑防止机器人倾倒的结构。

权利要求：1.社区矫正机器人，包括被配置为可以采集被矫正人员信息，并计算被矫正人员教学学习时间的机器主体，其特征在于，所述机器主体下方配置有可以拆卸和固定的行走装置；所述行走装置包括一球体状的滚动球，所述滚动球被镶嵌在一球座内，所述滚动球与球座滚动配合，所述球座与滚动球之间设有驱动装置，所述驱动装置包括至少两个驱动辊和带动驱动辊转动的动力机构，所述驱动辊包括与滚动球的球面贴合并摩擦配合的辊面，其中一驱动辊驱动滚动球在水平面上第一直线方向运动，另一驱动辊驱动滚动球在水平面上第二直线方向上运动，所述第一直线和第二直线垂直交叉；还包括环绕滚动球配置的滚轮，各所述滚轮的两端分别转动铰接有支架，同一滚轮的各所述支架的另一端转动铰接有滑动座，各所述滑动座滑动套接与一水平放置的滑环上，位于滑环上的滑动套之间分别设有缓冲弹簧，所述滑环位于球座下方且与球座固定连接。2.根据权利要求1所述的社区矫正机器人，其特征在于，所述球座为分体式结构，包括与机器主体下方配合连接的上座体和位于上座体下方的下座体，所述上座体包括与滚动球上半圆球配合的半圆球状内凹槽，所述下座体为环状结构，包括与滚动球下半球部分接触并滚动配合的环形球面槽，所述上座体与下座体之间可拆卸固定连接形成滚动球在内凹槽与环形球面槽组成的安装空间内滚动的结构。3.根据权利要求2所述的社区矫正机器人，其特征在于，所述球座上设有用于安装驱动辊的安装槽，所述驱动辊的转轴通过齿轮传动连接驱动电机，形成所述的动力机构，各所述辊面上设有凸出于表面的凸起，所述辊面由弹性橡胶制成。4.根据权利要求3所述的社区矫正机器人，其特征在于，所述滑环为分体式结构，由两半圆环状结构固定连接构成，所述滑环横截面包括一具有椭圆表面的滑动接触部，所述滑动接触部被配置为与滑动座的内侧面接触滑动配合，还包括一位于滑动接触部下方的凸出部，所述凸出部被配置为与滑动座内侧面之间设有间隔区，所述间隔区包括位于滑动接触部正下方的第一区域，还包括位于支架长度方向上的第二区域，所述第一区域和第二区域相互连通形成所述的间隔区，所述第一区域和第二区域与滑动座之间设置弹性材料制成的缓冲部，所述缓冲部分别向所对应的间隔区域径向延伸形成与间隔区匹配的结构，所述缓冲部分别设有与第一区域、第二区域对应的第一缓冲气囊和第二缓冲气囊，所述滑动座为一体刚性材料制成，所述缓冲部与滑动座内侧面固定连接形成与所述滑环形成相配合的结构。5.根据权利要求4所述的所述社区矫正机器人，其特征在于，所述滑环上设有多个环形分布的支柱，各所述支柱分别的上端部与所述球座的下端固定连接，各所述支柱贯穿滑环并与之滑动配合，各所述支柱透出滑环的另一端分别螺纹连接有压紧螺母，所述滑环与球座下端之间的各支柱分别套接有调节弹簧。6.根据权利要求1-4任一所述的矫正机器人，其特征在于，所述内凹槽的表面设有多个环槽，各所述环形槽内镶嵌固定有滚动支座，所述滚动支座上设有多个与滚动球的球面滚动接触配合的滚珠。7.根据权利要求6所述的社区矫正机器人，其特征在于，所述滚动支座为多个，各滚动支座分别包括一弹性材料制成基座，所述基座上设有多个与滚珠相配合的半球形滚珠座，还包括位于基座另一表面上的多个与滚珠座对应并贯通滚珠座的半球形状的储油槽，所述储油槽与滑槽的底面配合形成储存供滚珠使用的润滑脂，还包括与基座可拆卸来接的阻挡片，各所述阻挡片上设有各滚珠配合的透孔，形成各滚珠部分露出透孔并阻挡滚珠下落的结构。

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