一种用于机器人的屏幕角度自动调节装置
技术领域
本实用新型涉及机器人自动控制技术，尤其涉及一种用于机器人的屏幕角度自动调节装置。
背景技术
现在的机器人一般都配置有显示屏或智能触摸屏，用于显示机器人的工作状态等信息，以及用于人机互动以进行任务分配、参数设置、信息报警等。但一般而言，机器人的高度基本是固定的，其可调空间较小，当不同身高的人员需要查看、操作机器人的屏幕时，只能通过调节屏幕的角度来实现，而现有的方法往往是根据个人情况手动调节屏幕的角度，使屏幕能正对人脸，这种调节方式费时费力，智能化程度低。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服上述现有技术的缺点，提供一种无需人工手动、可自动精确调节的用于机器人的屏幕角度自动调节装置。
本实用新型是通过以下技术方案来实现的：
一种用于机器人的屏幕角度自动调节装置，包括显示屏、红外感应器、摄像头和电动翻转机构，所述电动翻转机构安装在机器人上，所述电动翻转机构与所述显示屏连接以驱动调节显示屏的角度；所述红外感应器至少有两个，设置在所述显示屏或机器人上，用于感应人体并由此计算人体大致高度，从而初步调整显示屏的角度；所述摄像头安装在所述显示屏上，用于采集人体面部图像由此进一步调整显示屏的角度。
进一步地，所述红外感应器有两个，均安装在所述机器人上，并分别位于所述显示屏的上方和下方。上下两个红外感应器分别从低处和高度感应人体，以初步判断人体身高的大致范围。
进一步地，所述电动翻转机构包括滑槽座、转动轴、螺栓轴承、连接组件和推拉组件，所述滑槽座有相对设置的两个，分别相对地安装在所述机器人上，两个所述的滑槽座上分别设置有位置相对的弧形滑槽，两个所述的螺栓轴承分别安装在所述转动轴的两端，所述转动轴通过所述螺栓轴承与弧形滑槽的配合安装在所述弧形滑槽内并可沿弧形滑槽往复滑动；所述推拉组件与所述转动轴相连以推动转动轴沿弧形滑槽滑动，所述显示屏通过所述连接组件安装在所述转动轴上。
进一步地，所述推拉组件包括电动推拉杆和固定轴，所述固定轴固定在所述机器人上，所述电动推拉杆一端垂直活动连接在所述固定轴上，电动推拉杆可绕固定轴转动，另一端与所述转动轴垂直固定连接。电动推拉杆根据需要调整的角度推动转动轴，转动轴在螺栓轴承的作用下沿弧形滑槽滑动至预定的位置，从而使与转动轴固定相连的显示屏调整其正向角度。
进一步地，所述电动推拉杆的轴线与所述弧形滑槽的切线的夹角大于90度。
进一步地，每个所述的滑槽座上均设置有同圆心且相互平行的两条所述弧形滑槽，所述转动轴有平行设置的两条，分别设置在两条所述的弧形滑槽内，两条所述的转动轴通过所述连接组件相连，所述推拉组件与其中一条或两条所述转动轴相连。
进一步地，所述连接组件包括支撑架和连接件，所述支撑架与所述转动轴固定连接，所述连接件与所述支撑架固定相连，所述显示屏与所述连接件固定相连。
进一步地，两个所述的红外感应器分别位于距离地面1.2米和1.6米的高度。当这两个红外感应器有感应时，系统判断机器人前面人的身高大于1.6米，电动翻转机构粗略调整，适应高于1.6米的角度，然后显示屏上的摄像头开启工作，识别机器人前面的人的脸部，控制电动翻转机构继续调整，最后达到适合的角度。
进一步地，还包括控制器，所述控制器分别与所述红外感应器、摄像头、电动推拉杆相连，控制器用于根据所述红外感应器感应的信息判断人体的高度以控制电动推拉杆动作初步调整显示屏的角度，并根据摄像头拍摄的图像信息控制电动推拉杆动作进一步调整显示屏的角度。
上述用于机器人的屏幕角度自动调节装置，其调节步骤为：当人站在机器人面前时，安装在机器人上的高低两个红外温度传感器工作，初步判断人人体身高的大致范围，然后传达给控制器；控制器控制电动推拉杆进行屏幕角度的粗略调整，以便屏幕上的摄像头能初步看到人脸；然后，屏幕上的摄像头工作，采集人体面部图像，并将数据传达给控制器；控制器根据摄像头反馈的数据控制电动推拉杆进行进一步调整，最后达到合适的角度。
进一步地，所述显示屏上还设置有若干红外感应器，用于多点感应人体的高度和距离。通过在屏幕上安装多个红外感应器，多点感应人的高度与距离，以达到精准调节显示屏角度的目的。
本实用新型在机器人或显示屏上设置多个红外感应器和摄像头，通过红外感应器得到人体的大致身高范围，初步调节显示屏的角度，并通过摄像头采集人体面部数据，进一步调节显示屏的角度，将红外感应器与摄像头相结合，达到自动、精确调节的目的，无需人工手动调节，省时省力；角度调节采用电动翻转机构来实现，电动翻转机构使用电动推拉杆、螺栓轴承与弧形滑槽，滑动灵活，调节范围广，且自动控制方便，并可定位固定在某一固定方位上。
附图说明
图1为本实用新型实施例1的正面结构示意图。
图2为本实用新型实施例1的侧面结构示意图。
图3为本实用新型实施例1的局部侧面结构示意图。
图4为本实用新型实施例1的结构分解示意图。
图5为本实用新型实施例1中显示屏与电动翻转机构的安装结构示意图。
图6为本实用新型实施例1中电动翻转机构的结构分解示意图。
图7为本实用新型实施例2的侧面结构示意图及计算原理图。
附图标记：1-机器人；2-红外感应器；3-显示屏；4-摄像头；5-电动翻转机构；6-安装面板；51-滑槽座；52-弧形滑槽；53-推拉组件；54-转动轴；55- 连接组件；56-螺栓轴承；531-电动推拉杆；532-固定轴；551-支撑架；552-连接件。
具体实施方式
实施例1
一种用于机器人的屏幕角度自动调节装置，如图1至图6所示，包括显示屏3、红外感应器2、摄像头4、安装面板6、电动翻转机构5和控制器，所述电动翻转机构5通过安装面板6安装在机器人1上，安装面板安装在机器人1 上，所述电动翻转机构5安装在安装面板6上，所述电动翻转机构5与所述显示屏3连接以驱动调节显示屏3的角度；所述红外感应器2至少有两个，设置在所述显示屏3或机器人1上，用于感应人体并由此计算人体大致高度，从而初步调整显示屏3的角度；所述摄像头4安装在所述显示屏3上，用于采集人体面部图像由此进一步调整显示屏3的角度，使显示屏3的中心正对人体面部。
所述红外感应器2有两个，均安装在所述机器人1上，并分别位于所述显示屏3的上方和下方。上下两个红外感应器2分别从低处和高度感应人体，以初步判断人体身高的大致范围。两个红外感应器2的高度可根据实际情况进行设置，如在儿童使用较多的场合，可将其安装在儿童身高的大致范围内。也可安装在通常身高范围内，如两个所述的红外感应器2分别位于距离地面1.2米和1.6米的高度。当这两个红外感应器2感应到人体时，系统判断机器人1前面人的身高大于1.6米，电动翻转机构5粗略调整，适应高于1.6米的角度，然后显示屏3上的摄像头4开启工作，识别机器人1前面的人的脸部，控制电动翻转机构5继续调整，最后达到适合的角度。
所述电动翻转机构5的结构有多种形式，作为其中一种实施方式，如图3 至图6，包括滑槽座51、转动轴54、螺栓轴承56、连接组件55和推拉组件53，所述滑槽座51有相对设置的两个，分别相对地安装在所述安装面板6上，两个所述的滑槽座51上分别设置有位置相对的弧形滑槽52，两个所述的螺栓轴承 56分别安装在所述转动轴54的两端，所述转动轴54通过所述螺栓轴承56与弧形滑槽52的配合安装在所述弧形滑槽52内并可沿弧形滑槽52往复滑动；所述推拉组件53与所述转动轴54相连以推动转动轴54沿弧形滑槽52滑动，所述显示屏3通过所述连接组件55安装在所述转动轴54上。
所述推拉组件53包括电动推拉杆531和固定轴532，所述固定轴532固定在所述机器人1上，所述电动推拉杆531一端垂直活动连接在所述固定轴532 上，电动推拉杆531可绕固定轴532转动，另一端与所述转动轴54垂直固定连接。电动推拉杆531根据需要调整的角度推动转动轴54，转动轴54在螺栓轴承 56的作用下沿弧形滑槽52滑动至预定的位置，从而使与转动轴54固定相连的显示屏3调整其正向角度。如图3，所述电动推拉杆531的轴线与所述弧形滑槽 52的切线的夹角α大于90度。
每个所述的滑槽座51上均设置有同圆心且相互平行的两条所述弧形滑槽52，所述转动轴54有平行设置的两条，分别设置在两条所述的弧形滑槽52内，两条所述的转动轴54通过所述连接组件55相连，所述推拉组件53与其中一条或两条所述转动轴54相连。
所述连接组件55包括支撑架551和连接件552，所述支撑架551与所述转动轴54固定连接，所述连接件552与所述支撑架551固定相连，所述显示屏3 与所述连接件552固定相连。
所述控制器分别与所述红外感应器2、摄像头4、电动推拉杆531相连，控制器用于根据所述红外感应器2感应的信息判断人体的高度以控制电动推拉杆 531动作以初步调整显示屏3的角度，并根据摄像头4拍摄的图像信息控制电动推拉杆531动作以进一步调整显示屏3的角度。
上述用于机器人的屏幕角度自动调节装置，其调节步骤为：当人站在机器人1面前时，安装在机器人1上的高低两个红外温度传感器工作，初步判断人体身高的大致范围，然后传达给控制器；控制器控制电动推拉杆531进行屏幕角度的粗略调整，以便屏幕上的摄像头4能初步看到人脸；然后，屏幕上的摄像头4工作，采集人体面部图像，并将数据传达给控制器；控制器根据摄像头4 反馈的数据控制电动推拉杆531进行进一步调整，最后达到合适的角度。
实施例2
其余与实施例1相同，不同之处在于，如图7，所述显示屏上还设置有若干红外感应器，即除位于显示屏上方的红外感应器A和位于显示屏下方的红外感应器B外，在显示屏上还设置有红外感应器C和红外感应器D，这些红外感应器均用于精确计算人体的身高和距离。通过在屏幕上安装多个红外感应器，多点感应人的高度与距离，达到精准调节显示屏角度的目的。
以图7为例，上述用于机器人的屏幕角度自动调节装置的工作原理如下：图7中，点E、F、G分别代表人体头部的下线、眼睛和头顶，红外感应器C和红外感应器D位于显示屏上，红外感应器C和红外感应器D的发射光线的夹角为α，红外感应器C的发射光线与显示屏之间的夹角为γ，红外感应器D和红外感应器C到屏幕转轴中心轴线的距离分别为L2和L3。当装置固定后，角度α、角度γ、距离L2和距离L3均为固定的已知参数。当人体靠近，红外感应器A和红外感应器B感应到人后，红外感应器B会测量其与人体的距离L1，并传输给控制器；图7中红外感应器A感应不到人体，可由此初步判断人体的身高H3 小于红外感应器A的高度H4，显示屏开始旋转调整角度；调整到一定角度时，红外感应器D感应到人体，同时记录下屏幕已经旋转的角度β，由于角度β和距离L1已知，由三角函数可知道距离屏幕前的人的身高，根据计算结果继续调整到合适的角度；以图7为例，合适的角度应为人体面部区域EF正对显示屏的中心、红外感应器D被遮挡、而红外感应器C未被遮挡的情况。当不同的人体靠近，当红外感应器A、红外感应器C、红外感应器D的遮挡情况有变化，红外感应器B距离人体的距离L1有变化时，控制器和电动推拉杆会重新工作，以调整到合适的角度。
上列详细说明是针对本实用新型可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本实用新型的专利范围，凡未脱离本实用新型所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
