可更换清扫装置的环卫机器人及其控制方法制造方法及图纸

技术编号:15191893 阅读:131 留言:0更新日期:2017-04-20 09:55
本发明专利技术公开了一种可更换清扫装置的环卫机器人及其控制方法,包括底盘、安装架、机械手臂、清扫装置、垃圾铲和传送机构;安装架通过支撑架固定在底盘上且位于底盘上方;底盘下方设置有移动机构,底盘上面设置有垃圾箱体;安装架顶部设置有转台,机械手臂的第一端安装在转台上,机械手臂的第二端设置有电磁铁,所述清扫装置包括抓手和扫帚,清扫装置的连接端设置有衔铁,衔铁设置有凸体,电磁铁设置有与该凸体相匹配的凹槽,清扫时抓手或扫帚与机械手臂连接,底盘前端两侧设置有清扫装置收容器;垃圾铲位于底盘的前端中部。本发明专利技术可以自动更换清扫装置,以使能够同时清扫绿化带和路面上的垃圾,适用于不同大小的垃圾,且清扫效率高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机器人
,具体涉及一种可更换清扫装置的环卫机器人及其控制方法
技术介绍
众所周知,环卫工人是一个辛苦而高尚的职业,为了创造良好的生活环境,他们风吹日晒,起早贪黑,每天定时定点的去打扫他们被分配到的固定的一片清扫区域,无论是在炎热的夏天或者寒冷的冬天,他们都不得不坚守在自己的岗位上,恶劣的环境和长时间、高强度的工作对环卫工人的身体是一种极大的伤害。随着科技的发展,代替环卫工人的环卫机器人也应运而生,目前公开的环卫机器人一般都只有一种清理垃圾的方式,其中比较常见的有吸盘式和抓手式两种,这两种机器人都存在局限性,尤其是在公园或者景区等公共场所,绿化带里的垃圾清理难度比较大,吸盘式的环卫机器人更本无法清理绿化带里的垃圾,垃圾太大也吸不起来,手抓式的环卫机器人虽然可以清理到绿化带里的垃圾,但是效率比较低,并且采用手抓的方式,路面上的体积较小的细屑无法清理。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷,本专利技术提供一种可更换清扫装置的环卫机器人及其控制方法,可自动更换清扫装置,以使能够同时清扫绿化带和路面上的垃圾,适用于不同大小的垃圾,且清扫效率高。第一方面,本专利技术提供的一种可更换清扫装置的环卫机器人,包括底盘、安装架、机械手臂、清扫装置、垃圾铲和传送机构;所述安装架通过支撑架固定在底盘上且位于底盘上方;所述底盘下方设置有通过驱动电机驱动的移动机构,底盘上面设置有垃圾箱体;所述安装架顶部设置有转台以及控制转台转动的伺服电机,所述机械手臂的第一端安装在转台上,机械手臂的第二端设置有电磁铁;所述清扫装置包括抓手和扫帚,所述抓手包括抓取部以及控制抓取部开合的舵机,所述清扫装置的连接端设置有衔铁,所述衔铁设置有凸体,所述电磁铁设置有与该凸体相匹配的凹槽,清扫时抓手或扫帚与机械手臂连接,所述底盘前端两侧设置有用于放置清扫装置的清扫装置收容器;所述垃圾铲位于底盘的前端中部。本专利技术的清扫装置可以跟换,路面垃圾一般采用扫帚进行清扫,当发现绿化带中有垃圾时,则需要将扫帚更换为抓手,以对绿化带中的垃圾进行抓取;清扫装置与机械手臂采用电磁铁固定,更换时,先将扫帚放入对应的清扫装置收容器内,断开电磁铁电路,使扫帚与机械手臂分离,然后将机械手臂对准放置在清扫装置收容器内的抓手,电磁铁通电,使抓手与机械手臂结合在一起,即可完成扫帚与抓手的自动更换,更换方便、快捷;同时,衔铁和电磁铁通过凸体和凹槽结合在一起,使清扫装置和机械手臂的结合更稳固。通过自动更换清扫装置,不仅可以同时清扫绿化带和路面上的垃圾,适用于不同大小的垃圾,而且提高了清扫效率。进一步地,所述传送机构包括卷扬机、吊绳、液压杆和刮板,所述卷扬机安装在所述安装架顶部,所述吊绳上、下两端分别与所述卷扬机的输出轴和垃圾铲连接,所述液压杆一端固定安装架的前侧,液压杆另一端与后侧的刮板连接,所述刮板用于将垃圾铲内的垃圾推入垃圾箱体。采用扫帚清扫地面垃圾时,机械手臂挥动扫帚将垃圾扫入垃圾铲中,当垃圾铲内的垃圾数量到达一定数量后,通过卷扬机将垃圾铲和收集到的垃圾一并提升至刮板下,伸长液压杆,推动刮板将垃圾推入垃圾箱体中,然后再将刮板和垃圾铲恢复到原来的位置进行下一个垃圾清扫循环。采用这样的清扫方式,无论是较大的垃圾还是细小的垃圾均能进行清理,同时角落的垃圾也能够清扫干净且清扫的速度较快、效率较高。进一步地,所述机械手臂包括三节臂体以及连接所述臂体的支架,所述支架为两个底板背靠连接的U形槽,支架一端与所述一臂体固定连接,支架另一端与安装在另一臂体上的舵机的输出轴固定连接。通过这样的方式,以实现机械手臂的活动,非常灵活。进一步地,所述垃圾铲的左侧、右侧和后侧均设置有挡板,后侧的挡板上端通过转动轴分别与左侧和右侧的挡板可转动地连接。在垃圾的收集和提升的过程中,垃圾铲的左侧、右侧和后侧的挡板能防止垃圾散落,同时,向垃圾箱体卸垃圾时,推动垃圾使后侧的挡板被顶起来并绕上端的转动轴转动,使垃圾通过后侧的挡板进入垃圾箱体中,卸完后自动回位。进一步地,所述转台上安装有摄像装置,所述垃圾铲的底板上设置有压力传感器。转台上安装有摄像装置,转台转动时,摄像装置和机械手臂同时转动,可对目标垃圾进行实时观测,垃圾铲的底板上设置有压力传感器,能自动感知垃圾铲内垃圾的数量。进一步地,还包括主机,所述主机安装在底盘内,主机包括控制模块、定位模块、储存模块和通信模块,所述控制模块用于采集信息并发出控制信号,控制模块输入端与所述定位模块、压力传感器和摄像装置连接,控制模块输出端与所述移动机构驱动电机、机械手臂伺服电机、机械手臂舵机、抓手舵机、电磁铁控制开关、传送机构卷扬机和传送机构液压杆信号连接连接,所述储存模块和通信模块分别与控制模块连接,储存模块用于存储信息,通信模块用于与远程服务器通信。获取定位模块定位信息、摄像装置摄取的图像信息以及压力传感器信息并传输给控制模块,控制模块控制移动机构驱动电机、机械手臂伺服电机、机械手臂舵机、抓手舵机、电磁铁控制开关、传送机构卷扬机和传送机构液压杆作出相应的动作,以完成垃圾清扫和清扫装置更换的智能控制,并且还可以通过储存模块记录并储存信息,通过通信模块与远程服务器通信并实现远程监控,从而实现垃圾清扫的智能化控制。进一步,所述主机还包括与所述控制模块连接的通信模块,所述通信模块用于与远程服务器通信。通信模块用于与远程服务器通信,以实现对该环卫机器人的远程监控。第二方面,本专利技术提供的一种可更换清扫装置的环卫机器人的控制方法,所述清扫装置为扫帚且清扫地面上的垃圾时,执行下步骤:步骤一,划分清扫区域为多个网格区域,对网格区域进行编号并将其坐标储存在储存模块中;步骤二,获取当前坐标和目标网格区域的坐标信息,计算出行驶路线并控制驱动电机行驶至该网格区域;步骤三,获取该坐标网格区域的图像信息并进行分析,当没有发现目标垃圾时,进入步骤四,当发现目标垃圾时,进入步骤五;步骤四,获取下一网格区域的坐标信息,控制移动机构驱动电机行驶至下一网格区域,然后返回步骤三;步骤五,分析与目标垃圾的相对位置关系,计算出与目标垃圾的距离和角度;步骤六,控制机械手臂伺服电机和舵机,使机械手臂旋转相应的角度并伸长相应的距离,将目标垃圾扫入垃圾铲中;步骤七,获取压力传感器的信息,压力达到设定阈值时,进入步骤八,未达到设定阈值时,返回步骤三;步骤八,控制传送机构卷扬机转动,将垃圾铲提升至刮板高度;步骤九,控制传送机构液压杆伸长,将垃圾铲内的垃圾推至后侧的垃圾箱体中;步骤十,控制传送机构卷扬机转动,将垃圾铲放回到地面上,然后返回步骤三。本专利技术提供的可更换清扫装置的环卫机器人可自动对划分的网格区域逐一进行清扫,清扫路线清晰,不会造成路线重复;同时在采用扫帚的清扫过程中,能自动实现机器人的移动、垃圾的识别、垃圾的清扫以及垃圾的传送全过程,从而实现该环卫机器人的智能化控制。进一步地,对获取的图像信息进行分析后,若发现垃圾位于绿化带中时,执行以下步骤:步骤一,控制机械手臂伺服电机和舵机,将扫帚放入对应的清扫装置收容器内;步骤二,断开电磁铁控制开关,使扫帚与机械手臂分离;步骤三,控制机械手臂伺服电机和舵机,将机械手臂的电磁铁对准抓手的衔铁;步骤四,闭合电磁铁控制开关,通过电磁铁与衔铁的吸引力使机械手臂与抓手固定在一起;步骤五,控本文档来自技高网...
可更换清扫装置的环卫机器人及其控制方法

【技术保护点】
一种可更换清扫装置的环卫机器人,其特征在于:包括底盘、安装架、机械手臂、清扫装置、垃圾铲和传送机构;所述安装架通过支撑架固定在底盘上且位于底盘上方;所述底盘下方设置有通过驱动电机驱动的移动机构,底盘上面设置有垃圾箱体;所述安装架顶部设置有转台以及控制转台转动的伺服电机,所述机械手臂的第一端安装在转台上,机械手臂的第二端设置有电磁铁;所述清扫装置包括抓手和扫帚,所述抓手包括抓取部以及控制抓取部开合的舵机,所述清扫装置的连接端设置有衔铁,所述衔铁设置有凸体,所述电磁铁设置有与该凸体相匹配的凹槽,清扫时抓手或扫帚与机械手臂连接,所述底盘前端两侧设置有用于放置清扫装置的清扫装置收容器;所述垃圾铲位于底盘的前端中部。

【技术特征摘要】
1.一种可更换清扫装置的环卫机器人,其特征在于:包括底盘、安装架、机械手臂、清扫装置、垃圾铲和传送机构;所述安装架通过支撑架固定在底盘上且位于底盘上方;所述底盘下方设置有通过驱动电机驱动的移动机构,底盘上面设置有垃圾箱体;所述安装架顶部设置有转台以及控制转台转动的伺服电机,所述机械手臂的第一端安装在转台上,机械手臂的第二端设置有电磁铁;所述清扫装置包括抓手和扫帚,所述抓手包括抓取部以及控制抓取部开合的舵机,所述清扫装置的连接端设置有衔铁,所述衔铁设置有凸体,所述电磁铁设置有与该凸体相匹配的凹槽,清扫时抓手或扫帚与机械手臂连接,所述底盘前端两侧设置有用于放置清扫装置的清扫装置收容器;所述垃圾铲位于底盘的前端中部。2.根据权利要求1所述的可更换清扫装置的环卫机器人,其特征在于:所述传送机构包括卷扬机、吊绳、液压杆和刮板,所述卷扬机安装在所述安装架顶部,所述吊绳上、下两端分别与所述卷扬机的输出轴和垃圾铲连接,所述液压杆一端固定安装架的前侧,液压杆另一端与后侧的刮板连接,所述刮板用于将垃圾铲内的垃圾推入垃圾箱体。3.根据权利要求2所述的可更换清扫装置的环卫机器人,其特征在于:所述机械手臂包括三节臂体以及连接所述臂体的支架,所述支架为两个底板背靠连接的U形槽,支架一端与所述一臂体固定连接,支架另一端与安装在另一臂体上的舵机的输出轴固定连接。4.根据权利要求1所述的可更换清扫装置的环卫机器人,其特征在于:所述垃圾铲的左侧、右侧和后侧均设置有挡板,后侧的所述挡板上端通过转动轴分别与左侧和右侧的挡板可转动地连接。5.根据权利要求3所述的可更换清扫装置的环卫机器人,其特征在于:所述转台上安装有摄像装置,所述垃圾铲的底板上设置有压力传感器。6.根据权利要求5所述的可更换清扫装置的环卫机器人,其特征在于:还包括主机,所述主机安装在底盘内,主机包括控制模块、定位模块、储存模块和通信模块,所述控制模块用于采集信息并发出控制信号,控制模块输入端与所述定位模块、压力传感器和摄像装置连接,控制模块输出端与所述移动机构驱动电机、机械手臂伺服电机、机械手臂舵...

【专利技术属性】
技术研发人员:林敏辉
申请(专利权)人:重庆向日葵机器人有限公司
类型:发明
国别省市:重庆;50

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