一种智能移动机器人
阅读：875发布：2020-05-11
专利汇可以提供一种智能移动机器人专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型涉及一种智能移动 机器人 ，包括三轮驱动行走单元、 手爪 执行单元、 传感器 单元和控制单元；三轮驱动行走单元安装于 机器人本体 底部，手爪执行单元安装在机器人本体侧部，传感器单元采集机器人周围环境信息，所述三轮驱动行走单元、手爪执行单元、传感器单元均连接控制单元。本实用新型实现了三轮驱动灵活且高效的运动控制，可实现任意 角 度的直线运动，结合了手爪执行单元、整体 车身 的独特的结构设计实现球、 块 等物体的快捷抓取，结合智能相机、传感器等布局方法实现机器人全方位移动，无死角抓取。结构合理，具有体积小、 质量 轻、灵活控制、便于拆装、稳定可靠的特点，可以进行广泛推广应用。，下面是一种智能移动机器人专利的具体信息内容。
1.一种智能移动机器人，包括机器人本体，其特征在于：还包括三轮驱动行走单元、手爪执行单元、传感器单元和控制单元，所述三轮驱动行走单元、手爪执行单元、传感器单元均连接控制单元，所述三轮驱动行走单元安装于机器人本体底部，用于驱动机器人行走，所述手爪执行单元安装在机器人本体侧部，用于实现抓取，所述传感器单元采集机器人周围环境信息，控制单元将采集到的信息反馈上位机，上位机向控制单元下发指令，控制三轮驱动行走单元、手爪执行单元执行相应动作。
2.根据权利要求1所述的一种智能移动机器人，其特征在于：所述三轮驱动行走单元包括底盘，所述底盘上设有三个互成120度对角安装的驱动电机，用于驱动车轮，所述底盘上还设有陀螺仪、提升电机，底盘底部设有QTI传感器，所述陀螺仪用于实时检测移动机器人姿态，所述QTI传感器用于检测设定边缘位置。
3.根据权利要求2所述的一种智能移动机器人，其特征在于：所述车轮为omni全向轮。
4.根据权利要求1所述的一种智能移动机器人，其特征在于：所述手爪执行单元包括手爪夹持件、手爪支架、舵机固定支架、第一手爪连接件、导轨连接件、滑块、导轨、第二手爪连接件、齿条和齿轮，其中，手爪夹持件、第一手爪连接件、第二手爪连接件与手爪支架相连，第一手爪连接件、第二手爪连接件与导轨连接件连接，滑块与导轨配合连接在导轨连接件上，舵机固定支架用于固定手爪舵机，舵机固定支架连接导轨连接件，齿轮固定在手爪舵机上，滑块、导轨均与齿条相连，齿条与齿轮啮合。
5.根据权利要求1所述的一种智能移动机器人，其特征在于：所述传感器单元包括智能相机、陀螺仪、超声波传感器、红外测距传感器、以及QTI传感器，所述智能相机设置于手爪执行单元上部，用于识别环境信息以及目标物体，所述陀螺仪设置于底盘上部，用于检测移动机器人位姿，所述超声波传感器、红外测距传感器设置于机器人本体两侧，用于检测机器人距离障碍物的距离，所述QTI传感器设置于底盘前端底部，用于检测设定边缘位置。
7.根据权利要求1所述的一种智能移动机器人，其特征在于：所述控制单元采用基于Xilinx Zynq芯片、ARM Cortex-A9的嵌入式控制器。
技术领域
背景技术
移动机器人在多个领域已经得到了广泛应用，尤其在现代化生产以及物流服务中，移动机器人发挥着越来越重要的作用。然而随着技术的发展、环境的复杂化，需要移动机器人具有更灵活的运动控制以及高效的搬运能力，传统的输送机器人因笨重、运作不灵活、维护代价高等原因，难以适应此等需要。因此，现代化的工业生产和服务对能够实现灵活的运动控制、高效的实现搬运任务的智能移动机器人提出了需求。
有鉴于此，本实用新型旨在提出一种智能移动机器人，能够在现代化生产、物流服务和一些特殊的环境中实现移动机器人灵活的运动控制和高效的搬运能力。
为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种智能移动机器人，包括机器人本体，还包括三轮驱动行走单元、手爪执行单元、传感器单元和控制单元，所述三轮驱动行走单元、手爪执行单元、传感器单元均连接控制单元，所述三轮驱动行走单元安装于机器人本体底部，用于驱动机器人行走，所述手爪执行单元安装在机器人本体侧部，用于实现抓取，所述传感器单元采集机器人周围环境信息，控制单元将采集到的信息反馈上位机，上位机向控制单元下发指令，控制三轮驱动行走单元、手爪执行单元执行相应动作。
进一步的，所述三轮驱动行走单元包括底盘，所述底盘上设有三个互成120度对角安装的驱动电机，用于驱动车轮，所述底盘上还设有陀螺仪、提升电机，底盘底部设有QTI传感器，所述陀螺仪用于实时检测移动机器人姿态，所述QTI传感器用于检测设定边缘位置。
进一步的，所述车轮为omni全向轮。
进一步的，所述手爪执行单元包括手爪夹持件、手爪支架、舵机固定支架、第一手爪连接件、导轨连接件、滑块、导轨、第二手爪连接件、齿条和齿轮，其中，手爪夹持件、第一手爪连接件、第二手爪连接件与手爪支架相连，第一手爪连接件、第二手爪连接件与导轨连接件连接，滑块与导轨配合连接在导轨连接件上，舵机固定支架用于固定手爪舵机，舵机固定支架连接导轨连接件，齿轮固定在手爪舵机上，滑块、导轨均与齿条相连，齿条与齿轮啮合。
进一步的，所述传感器单元包括智能相机、陀螺仪、超声波传感器、红外测距传感器、以及QTI传感器，所述智能相机设置于手爪执行单元上部，用于识别环境信息以及目标物体，所述陀螺仪设置于底盘上部，用于检测移动机器人位姿，所述超声波传感器、红外测距传感器设置于机器人本体两侧，用于检测机器人距离障碍物的距离，所述QTI传感器设置于底盘前端底部，用于检测设定边缘位置。
进一步的，所述控制单元采用基于Xilinx Zynq芯片、ARM Cortex-A9的嵌入式控制器。
相对于现有技术，本实用新型所述的一种智能移动机器人具有以下优势：本实用新型实现了三轮驱动灵活且高效的运动控制，可实现任意角度的直线运动，结合了手爪执行单元、整体车身的结构设计实现球、块等物体的快捷抓取，结合智能相机、传感器等布局实现机器人全方位移动，无死角抓取；本实用新型结构合理，具有体积小、质量轻、灵活控制、便于拆装、稳定可靠的特点，可以进行广泛推广应用。
图1为本实用新型实施例所述的智能机器人结构示意图；
图2为本实用新型实施例所述的三轮驱动行走单元示意图；
图3为本实用新型实施例所述的手爪执行单元示意图。
附图标记说明：
1-手爪执行单元；2-传感器单元；3-控制单元；4-三轮驱动行走单元；21-底盘；22-车轮；23-提升电机；24-陀螺仪；25-QTI传感器；31-手爪夹持件；32-手爪支架；33-舵机固定支架；34-第一手爪连接件；35-导轨连接件；36-滑块；37-导轨；38-第二手爪连接件；39-齿条；310-齿轮。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等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，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
如图1所示，本实用新型包括三轮驱动行走单元4、手爪执行单元1、传感器单元2和控制单元3四部分；
如图2所示，所述三轮驱动行走单元4包括底盘21，设有三个互成120度对角安装的驱动电机，车轮为omni全向轮22；底盘上设有陀螺仪24、提升电机23；底盘底部设有QTI传感器25，所述陀螺仪24实时检测移动机器人姿态，所述QTI传感器25检测设定边缘位置。
如图3所示，所述手爪执行单元1是由手爪夹持件31、手爪支架32、舵机固定支架33、第一手爪连接件34、导轨连接件35、滑块36、导轨37、第二手爪连接件38、齿条39和齿轮310组成；其中，手爪夹持件31、第一手爪连接件34、第二手爪连接件38与手爪32相连，第一手爪连接件34、第二手爪连接件38与导轨连接件35连接，滑块36与导轨37配合连接在导轨连接件35上，舵机固定支架33固定手爪舵机并与导轨连接件35相连；齿轮310固定在手爪舵机上；滑块36、导轨37与齿条39相连；其中齿条39与齿轮310啮合，当手爪执行单元1接收到指令时，手爪舵机带动齿轮310旋转，由旋转运动转换为直线运动，引导手爪夹持件31张开闭合，实现抓取功能。
所述传感器单元包括智能相机、陀螺仪、超声波传感器、红外测距传感器和QTI传感器。所述智能相机用于识别环境信息、目标物体，置于手爪执行单元上部，所述陀螺仪实时检测移动机器人姿态，置于底盘上部一侧，所述超声波传感器和红外测距传感器用于检测机器人距障碍物的距离信息，分别置于机器人本体两侧，所述QTI传感器是用于检测巡线的传感器，置于底盘前端底部，用于检测设定边缘位置，设定边缘可以解释为机器人所执行任务需要达到的指定位置。
所述控制单元包括两块驱动板，与主控制器相连，主控制器与驱动板悬挂在机器人本体一侧。
本实用新型的工作过程如下：一种智能移动机器人在工作过程中，将智能移动机器人放置在工作区域内，将控制程序下载到控制单元，智能移动机器人开始工作，通过智能相机去识别所需物体信息，识别成功将数据发送给下一指令，通过陀螺仪、编码器、超声波测距传感器、红外测距传感器将采集到的信息反馈给上位机，上位机经过处理，回传到控制单元，控制单元做出正确的动作，从而实现移动机器人自动运行并避障；智能相机到达所需位置时又将采集的信息发送给控制单元，传出下一指令，完成规定任务功能。这种对物体进行识别，实现自主移动，同时实现对目标物体的搬运，在物流行业中得到广泛的应用。
本实用新型实现了三轮驱动灵活且高效的运动控制，可实现任意角度的直线运动，结合了手爪执行单元、整体车身的独特的结构设计实现球、块等物体的快捷抓取，结合智能相机、传感器等布局方法实现机器人全方位移动，无死角抓取。结构合理，具有体积小、质量轻、灵活控制、便于拆装、稳定可靠的特点，可以进行广泛推广应用。
需要说明的是，本实用新型所用的传感器单元、以及控制单元的各部件都是现有产品，各部件之间的连接关系也是本领域技术人员常用的连接关系，属于现有技术，不是本申请的创新点。本实用新型的控制单元中的控制程序属于现有技术，是本领域技术人员常用的控制程序，不是本申请的创新点。
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