一种全自动垃圾捡拾机器人制造技术

公开了一种全自动垃圾捡拾机器人，并公开了合作式子车相互配合，对载台载垃圾自动化捡拾作业，以自动化捡拾作业取代人力进行捡拾，解决人力不足对于垃圾处理造成的影响。捡拾子车具有定位方向及辨识垃圾位置的功能，再与夹取机构配合完成捡拾动作，最后通过无线通讯模块建立子母车载台间的沟通桥梁，载台母车以导引及运送功能与捡拾子车配合，完成垃圾自动化捡拾作业，对于环等保领域具有良好的应用前景。

A kind of automatic garbage pickup robot

【技术实现步骤摘要】
一种全自动垃圾捡拾机器人
本专利技术涉及人工智能领域，更具体地讲，涉及一种全自动垃圾捡拾机器人。
技术介绍
在经济与科技迅速发展的当前社会，人们对生活环境越来越关注，因此广场、道路、校园、小区等公共区域的环保任务也越来越重，尤其是对于废弃瓶罐、景观树木掉落的落果等垃圾种类，生活中人们较为常见的是清扫马路等主干道的大型清扫车，而一些人行道、小区街道、公园、校园等地，由于路面宽度小且弯道较多，大型清扫车根本目前无法工作，对于上述的环境卫生保护工作还主要依赖传统型的人工捡拾，长期以来的人工捡拾模式存在着诸多问题，在人工捡拾过程中，要不停的弯腰，对清洁工人的身体健康造成严重的影响，同时效率也非常低。因此，随着机器人技术的不断发展和人们对高品质生活环境的不断追求，为了能够更加进一步的提高生活质量并且改善居住环境，对环保设备的研制势在必行，开发一种性能优良，价格便宜，操作简单，使用安全的全自动式智能垃圾捡拾机器人已成为一种必要。
技术实现思路
因此，针对现有技术上存在的不足，提供本专利技术的示例以基本上解决由于相关领域的限制和缺点而导致的一个或更多个问题，安全性和可靠性大幅度提高，有效的起到保护设备的作用。按照本专利技术提供的技术方案，全自动垃圾捡拾机器人包括硬件机构和控制系统。进一步的，硬件机构包括定位体、捡拾子车、载台母车；捡拾子车寻找垃圾的位置并引导捡拾子车上对垃圾进行捡拾，并通过定位体的配合完成捡拾区域的捡拾任务；载台母车将完成单行捡拾任务的捡拾子车载至下个工作行，使捡拾子车能执行下行捡拾任务。进一步的，控制系统包括无线通讯模块，捡拾子车与载台母车间利用无线通讯模块互相沟通协调完成捡拾任务，其中，载台母车根据无线通讯模块接收的动作指令，依据母车行走控制的规划完成引导及运送捡拾子车，捡拾子车通过无线通讯模块的收发讯号使载台母车配合并引导捡拾子车在捡拾区域内来回执行行走和捡拾任务。进一步的，捡拾子车包括子车底盘单元、夹取机构、子车控制系统、子车无线通讯模块、子车感测系统、辅助挡板。进一步的，子车底盘单元下方配置有两个动力轮和一个惰性轮，动力轮由直流行走马达带动；子车底盘单元后方设置有一个放置垃圾的子车收集箱，子车收集箱能够通过倾倒机构将垃圾倾倒至载台母车，倾倒机构包括两组单连杆，单连杆能够将子车收集箱抬升完成倾倒动作。进一步的，夹取机构位于子车底盘单元的前方，夹取机构为多个伺服马达组成的六自由度机械手臂，执行夹取动作时，机械手臂运动至初始位置准备夹取，接着通过小臂、大臂与夹爪开合的联合运动使手臂抵达夹取位置进行夹取，再利用小臂及大臂的运动使机械手臂抬升至垃圾的高度，最后通过腰部和腕部旋转及夹爪开合完成垃圾夹取任务。进一步的，子车控制系统位于子车底盘单元的中间，子车控制系统包括嵌入式控制器；子车感测系统位于子车底盘单元的最前端，子车感测系统包括距离感测器、角度感测器、视觉机器，子车感测系统还包括若干个杆件组成的支架，距离感测器、角度感测器、视觉机器设置在支架上；距离感测器为雷射测距仪，角度感测器为陀螺仪模组，视觉机器包括前视摄像机和俯视摄像机。进一步的，捡拾子车执行行走捡拾任务，以俯视摄像机定位垃圾并利用雷测测距仪测量距离，引导子车修正位置并利用夹取机构完成捡拾，捡拾子车完成捡拾任务后，通过陀螺仪模组的角度信息进行初步修正方向的动作，修正完行驶方向后再以前视摄像机进行方向定位，定位前方定位体的中心位置，捡拾子车朝着定位体的位置继续行走并捡拾，并使用雷射测距仪测量量定位体的距离，直到子车抵达定位体，完成单向的行走捡拾任务。进一步的，载台母车包括母车底盘单元、母车控制系统、母车无线通讯模块、母车收集箱、子车停车板，子车停车板位于母车底盘单元的中部，子车停车板的两旁还装设引导滚轮，引导滚轮能够与捡拾子车的辅助挡板配合，引导捡拾子车完成上下车的动作。进一步的，母车底盘单元下方配置有两个动力轮和两个惰性轮，动力轮由直流马达带动；母车收集箱位于母车底盘单元的后方，用于收集子车收集箱倾倒的垃圾；母车底盘单元的前方设有支座，母车控制系统和母车无线通讯模块设置在支座上，子车停车板上还设有斜板。进一步的，定位体包括场地定位板和目标定位板，场地定位板和目标定位板的中部均设有彩色定位块，场地定位板的正反两面还设有直角铁板，目标定位板通过承载体架设于母车底盘单元的一侧。本专利技术涉及一种全自动垃圾捡拾机器人，公开了合作式子车相互配合，对载台载垃圾自动化捡拾作业，以自动化捡拾作业取代人力进行捡拾，解决人力不足对于垃圾处理造成的影响。捡拾子车具有定位方向及辨识垃圾位置的功能，再与夹取机构配合完成捡拾动作，最后通过无线通讯模块建立子母车载台间的沟通桥梁，载台母车以导引及运送功能与捡拾子车配合，完成垃圾自动化捡拾作业，对于环等保领域具有良好的应用前景。附图说明图1为本专利技术的系统架构图示意图。图2为本专利技术捡拾工作示意图。图3为本专利技术的行驶方向示意图。图4为本专利技术的捡拾子车示意图。图5为本专利技术的捡拾子车底盘示意图。图6为本专利技术的捡拾子车倾倒示意图。图7为本专利技术的夹取机构示意图。图8为本专利技术的捡拾动作示意图。图9为本专利技术的捡拾子车控制示意图。图10为本专利技术的视觉机器示意图。图11为本专利技术的摄像方向工作示意图。图12为本专利技术的场地定位板示意图。图13为本专利技术的捡拾子车整体电路配置示意图。图14为本专利技术的捡拾子车整体接线示意图。图15为本专利技术的载台母车示意图。图16为本专利技术的母车配合示意图。图17为本专利技术的载台母车整体电路配置示意图。图18为本专利技术的载台母车整体接线示意图。图19为本专利技术的配合流程动作示意图。图20为本专利技术的捡拾子车行走路径示意图。图21为本专利技术的捡拾子车程式流程示意图。图22为本专利技术的行走捡拾示意图。图23为本专利技术的定位影像处理示意图。图24为本专利技术的单颗垃圾捡拾示意图。图25为本专利技术的多颗垃圾捡拾示意图。图26为本专利技术的载台母车行走路径示意图。图27为本专利技术的载台母车控制流程示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。以下将结合附图所示的具体实施方式对本专利技术进行详细描述。但这些实施方式并不限制本专利技术，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本专利技术的保护范围内。下面结合附图及具体实施例对本专利技术的应用原理作进一步描述。本专利技术所公开的全自动垃圾捡拾机器人包括硬件机构和控制系统两个部分，其系统架构图如图1所示。硬件机构包括定位体、捡拾子车、载台母车；捡拾子车负责以视觉机器寻找地面垃圾的位置并引导捡拾子车上的夹取机构进行捡拾，并通过定位场地定位板及载台母车上的目标定位板，完成捡拾区域的捡拾任务;载台母车负责将完成单行捡拾任务的捡拾子车载至下个工作行，使捡拾子本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全自动垃圾捡拾机器人，所述的全自动垃圾捡拾机器人包括硬件机构和控制系统；其特征在于，/n所述的硬件机构包括定位体、捡拾子车、载台母车；所述的捡拾子车寻找垃圾的位置并引导所述的捡拾子车上对垃圾进行捡 拾，并通过所述的定位体的配合完成捡拾区域的捡拾任务；所述的载台母车将完成单行捡拾任务的所述的捡拾子车载至下个工作行，使所述的捡拾子车能执行下行捡拾任务；/n所述的控制系统包括无线通讯模块，所述的捡拾子车与 所述的载台母车间利用所述的无线通讯模块互相沟通协调完成捡拾任务，其中，所述的载台母车根据无线通讯模块接收的动作指令，依据母车行走控制的规划完成引导及运送所述的捡拾子车，所述的捡拾子车通过无线通讯模块的收发讯号使所述的载台母车配合并引导所述的捡拾子车在捡拾区域内来回执行行走和捡拾任务。/n

【技术特征摘要】
1.一种全自动垃圾捡拾机器人，所述的全自动垃圾捡拾机器人包括硬件机构和控制系统；其特征在于，
所述的硬件机构包括定位体、捡拾子车、载台母车；所述的捡拾子车寻找垃圾的位置并引导所述的捡拾子车上对垃圾进行捡拾，并通过所述的定位体的配合完成捡拾区域的捡拾任务；所述的载台母车将完成单行捡拾任务的所述的捡拾子车载至下个工作行，使所述的捡拾子车能执行下行捡拾任务；
所述的控制系统包括无线通讯模块，所述的捡拾子车与所述的载台母车间利用所述的无线通讯模块互相沟通协调完成捡拾任务，其中，所述的载台母车根据无线通讯模块接收的动作指令，依据母车行走控制的规划完成引导及运送所述的捡拾子车，所述的捡拾子车通过无线通讯模块的收发讯号使所述的载台母车配合并引导所述的捡拾子车在捡拾区域内来回执行行走和捡拾任务。


2.根据权利要求1所述的一种全自动垃圾捡拾机器人，其特征在于，所述的捡拾子车包括子车底盘单元、夹取机构、子车控制系统、子车无线通讯模块、子车感测系统、辅助挡板。


3.根据权利要求1所述的一种全自动垃圾捡拾机器人，其特征在于，所述的子车底盘单元下方配置有两个动力轮和一个惰性轮，所述的动力轮由直流行走马达带动；所述的子车底盘单元后方设置有一个放置垃圾的子车收集箱，所述的子车收集箱能够通过倾倒机构将垃圾倾倒至所述的载台母车，所述的倾倒机构包括两组单连杆，所述的单连杆能够将所述的子车收集箱抬升完成倾倒动作。


4.根据权利要求1所述的一种全自动垃圾捡拾机器人，其特征在于，所述的夹取机构位于所述的子车底盘单元的前方，所述的夹取机构为多个伺服马达组成的六自由度机械手臂，执行夹取动作时，机械手臂运动至初始位置准备夹取，接着通过小臂、大臂与夹爪开合的联合运动使手臂抵达夹取位置进行夹取，再利用小臂及大臂的运动使机械手臂抬升至垃圾的高度，最后通过腰部和腕部旋转及夹爪开合完成垃圾夹取任务。


5.根据权利要求1所述的一种全自动垃圾捡拾机器人，其特征在于，所述的子车控制系统位于所述的子车底盘单元的中间，所述的子车控制系统包括嵌入式控制器；所述的子车感测系统位于所述的子车底盘单元的最前端，所述的子车感测系统包括距离感测器、角度感测器、视觉机器，所述的子车感测系统还包括若干个杆件组成的支架，所述的距离感测器、角度感测器、视觉机器设置在所述的支架上；所述的距离感测器为雷射测距仪，所述的角度感测器为陀螺仪模组，所述的视觉机器包括前视摄像机和俯视摄像机，
其中，捡拾子车执行行走捡拾任务，以俯视摄像机定位垃圾并利用雷测测距仪测量距离，引导子车修正位置并利用夹取机构完成捡拾，捡拾子车完成捡拾任务后，通过陀螺仪模组的角度信息进行初步修正方向的动作，修正完行驶方向后再以前视摄像机进行方向定位，定位前方定位体的中心位置，捡拾子车朝着定位体的位置继续行走并捡拾，并使用雷射测距仪量测量定位体的距离，直到子车抵达定位体，完成单向的行走捡拾任务。


6.根据权利要求1所述的一种全自动垃圾捡拾机器人，其特征在于，所述的载台母车包括母车底盘单元、母车控制系统、母车无线通讯模块、母车收集箱、子车停车板，所述的子车停车板位于所述的母车底盘单元的中部，所述的子车停车板的两旁还装设引导滚轮，所述的引导滚轮能够与所述的捡拾子车的辅助挡板配合，引导所述的捡拾子车完成上下车的动作。


7.根据权利要求1所述的一种全自动垃圾捡拾机器人，其特征在于，所述的母...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟令城，刘伟，
申请(专利权)人：苏州亨允晟机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32