递送机器人的仓门控制系统的制作方法

1.本实用新型的涉及机器人领域，并且更具体地，涉及一种递送机器人的仓门控制系统。


背景技术：

2.随着人工智能领域的发展，机器人技术越来越受到重视。基于递送服务的递送机器人可以实现楼宇内快递递送，酒店物品递送等。部署一套机器人系统可以代替楼宇内递送服务替代人力，提高效率。
3.基于以上背景提出，机器人需要基于远程控制的仓门控制系统，可以保护递送物品，解决无人干预的需求以及保证递送物品安全。
4.递送机器人将物品送到之后需要实现自动远程控制开关。例如，通过手机app控制机器人开仓门，打开仓门之后由用户取走物品。现有技术一般通过特殊的电机控制配合结构限位的方式部署复杂，且不能模块化，另外对于异常处理方面，比如电机过流、过压等方面欠佳，不能及时对异常状态进行接收和处理。


技术实现要素：

5.根据本实用新型的实施例，提供了一种递送机器人的仓门控制系统。
6.在本实用新型提供了一种递送机器人的仓门控制系统。该系统包括：
7.底座，安装于所述递送机器人的内壁；
8.减速电机，支承设置于所述底座，其输出转轴与所述递送机器人的仓门的转载，用于驱动所述仓门开合；
9.仓门位置采集装置，设置于所述底座，与所述减速电机同侧，用于检测所述仓门是否位于设定的闭合或打开位置；
10.控制器，安装于所述底座，所述控制器分别与所述减速电机和所述仓门位置采集装置电连接，接收并执行来自用户控制端的仓门开关指令，并根据所述减速电机和/或所述仓门位置采集装置发送的信号判断所述仓门的开关过程是否存在异常状态，生成仓门运行状态信息并发送给用户控制端。
11.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，信号收发模块，用于与所述减速电机、所述仓门位置采集装置和用户控制端进行通信；
12.信号处理模块，用于对所述减速电机和/或所述仓门位置采集装置发送的信号进行处理，并根据处理后的信号判断仓门开关过程是否存在异常状态；
13.异常处理模块，用于在仓门开关过程存在异常状态时，进行预设处理。
14.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，编码器，所述编码器与所述仓门的转轴连接，用于采集仓门的旋转角度信号，并将所述旋转角度信号发送至所述信号收发模块。
15.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述控制器
通过pwm控制所述减速电机运行。
16.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述信号收发模块包括rs232接口，所述控制器通过所述rs232接口接收用户控制端发送的仓门开关指令。
17.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述信号收发模块包括：
18.用于接收所述仓门位置采集装置发送的信号的gpio；和
19.用于接收所述减速电机发送的过压和/或过流信号的保护引脚。
20.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述信号处理模块根据所述保护引脚和/或所述gpio和/或所述编码器的所述旋转角度信号判断仓门开关过程是否存在异常状态，
21.当存在异常状态时，所述异常处理模块进行控制所述减速电机停止转动，并再尝试开合所述仓门的预设处理。
22.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，当存在异常状态时，所述异常处理模块尝试开合所述仓门时，以规定时间间隔尝试再次打开或闭合所述仓门。
23.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述异常处理模块尝试再次打开或闭合所述仓门执行规定次数后，若仍未能解除异常状态，则保持当前状态，生成仓门异常运行状态信息并通过信号收发模块发送给用户控制端。
24.如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述控制器为嵌入式控制器。
25.本实用新型提供的一种递送机器人的仓门控制系统，实现机器人远程开关仓门。通过底座将仓门、驱动仓门的减速电机和检测仓门位置的仓门位置采集装置安装于机器人机身，通过上述结构以及控制器将仓门控制系统模块化，实现机器人开盖的控制系统，结构设计简单，成本低且容易部署和实现，系统稳定。另外，通过仓门位置采集装置采集是否位于设定的闭合或打开位置，编码器采集仓门的旋转角度信号，从多个方向去精准采集仓门状态来控制开关门。本实用新型应用于递送机器人，使得递送机器人在远程完成递送任务。
26.控制器为嵌入式控制器，并且提供rs232接口作为外部接口收发信号，可通过协议控制快速部署到机器人中，在机器人近端控制仓门，控制逻辑全部在嵌入式端实现，提供状态丰富且接口简单。通过以上模块化设计可以快速部署到机器人系统中，只要提供协议控制即可。
27.并且，控制器采集并判断开关过程是否存在异常状态，如减速电机过流、过压、堵转、仓门阻挡。若存在异常状态，则控制减速电机失能，并进行开关门尝试，从而能够远程及时对开关异常进行判断，并将异常状态上报至用户控制端，使得递送机器人能够在远程对开关门异常进行处理。
28.应当理解，实用新型内容部分中所描述的内容并非旨在限定本实用新型的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
29.结合附图并参考以下详细说明，本实用新型各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
30.图1示出了根据本实用新型的实施方式的递送机器人的仓门控制系统的结构示意图；
31.图2示出了根据本实用新型的实施方式的递送机器人的仓门控制系统的结构示意图；
32.图3示出了根据本实用新型的实施方式的递送机器人的仓门控制系统的控制器结构示意图；
33.图4示出了根据本实用新型的实施方式的递送机器人的仓门控制系统的控制流程图。
34.其中，图1至图4中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
35.10底座，11载台，12固定座，20减速电机，30仓门位置采集装置，31第一红外限位开关，32第二红外限位开关，40控制器，50仓门，51安装部，52第一触发机构，53第二触发机构，60编码器。
具体实施方式
36.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
37.另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
38.下面参照图1至图4来描述本实施方式的一种递送机器人的仓门控制系统。
39.如图1、2所示，为本实用新型的实施方式的递送机器人的仓门控制系统的结构示意图。仓门控制系统包括：底座10、减速电机20、仓门位置采集装置30和控制器40。图1还示出了本实用新型的实施方式的示例性递送机器人的仓门50的结构，仓门50在其轴向上的投影形成为圆形，遮盖于递送机器人收容仓的开口。在其他实施例中，仓门控制系统也可以控制设置于递送机器人侧壁或者底部的仓门。
40.减速电机20与底座10固定连接，仓门50的基部与减速电机20转载，仓门位置采集装置30，通过将底座10设置于递送机器人仓门口的内壁，使仓门50、减速电机20和仓门位置采集装置30一并安装于递送机器人的仓门口处，仓门50切换打开/关闭的状态，以取放/搬运递送机器人内的物品。底座10具有载台11和固定座12，载台11承载减速电机20和仓门位置采集装置30，设置于固定座12靠近仓门口侧。固定座12由递送机器人的内壁向中心延伸，与递送机器人的内壁可拆卸地连接，可以通过螺钉连接；或者固定座12可以与递送机器人一体成型。
41.仓门50的基部设置有与仓门50为一体的安装部51，安装部51垂直于底座110轴向
的截面形成为“冂”字形，减速电机20位于安装部51的“冂”字形内，安装部51对置的左右两侧壁与减速电机20两输出转轴连接，仓门50的本体连接于安装部51的上部，与仓门闭合时朝外一端的安装部51上壁及部分侧壁连接，从而，利用安装部51将仓门50本体与减速电机20转动连接，并一同以绕减速电机20转轴转动的方式固定于底座10，从而实现仓门50在减速电机20的驱动下做开合动作。本实施方式中，减速电机20为直流减速电机。
42.减速电机20的两侧壁下部与u型转接支架的两侧壁连接固定，u型转接支架的底部固定于底座10的载台11，从而将减速电机20及与减速电机20连接的仓门50支承设置于底座10上，仓门50的安装部51于u型转接支架的外部转动。减速电机20接收控制器40发送的开关指令，包括对减速电机20旋转方向、速度的控制指令，使减速电机20驱动与安装部51连接的仓门50本体以减速电机20的轴为旋转轴心摆动。
43.仓门控制系统还包括与仓门50的转轴连接的编码器60，具体的，编码器60设置为码盘。编码器60设置于减速电机20的两侧，与减速电机20伸出的输出轴连接，与仓门50的转轴连接，夹设于减速电机20两输出端与安装部51的内侧壁之间，使编码器60与仓门50、减速电机20同轴转动，采集仓门的旋转角度信号。
44.本实施方式中，仓门位置采集装置30为红外限位开关，包括第一红外限位开关31和第二红外限位开关32，分别用于检测仓门50是否位于设定的打开、闭合位置，在仓门位置采集装置30检测到仓门到达设定的位置打开或闭合位置时，控制器40控制减速电机20失能。仓门位置采集装置30设置于底座10的载台11表面与减速电机20同侧，并对置设置于底座10轴向上减速电机20的两侧，下端连接固定有支撑座与底座10固定。仓门50与减速电机20连接的安装部50的轴向外侧分别设置有触发机构，包括第一触发机构52和第二触发机构53，第一触发机构52和第二触发机构53均形成为“l”形，一端从安装部51侧壁垂直向外延伸，末端随安装部51的摆动可触发第一、第二红外限位开关31、32。第一、第二红外限位开关31、32形成有“u”形的凹槽，分别设置于与第一、第二触发机构52、53相应位置处，触发机构可摆动嵌入至凹槽内，触发第一、第二红外限位开关31、32。第一触发机构52设置为仓门50打开至规定角度时，其末端摆动至第一红外限位开关31的凹槽内，使第一红外限位开关31检测到第一触发机构52，控制器40接收到第一红外限位开关31发出的信号，得知仓门完成打开，控制减速电机20失能停止转动，此时第二触发机构53的末端指向仓门口的中心；第二触发机构53设置为仓门50闭合时，其末端摆动至第二红外限位开关32的凹槽内，使第二红外限位开关32检测到第二触发机构53，控制器40接收到第二红外限位开关32发出的信号，得知仓门完成闭合，控制减速电机20失能停止转动，此时第一触发机构52的末端指向递送机器人外部，第一、第二红外限位开关31、32向控制器40发送开关门限位信号，实现仓门50的开关，保证开关门位置精确。
45.如图3所示，为本实用新型的实施方式的递送机器人的仓门控制系统的控制器的结构示意图。控制器40为嵌入式控制器，分别与减速电机20和仓门位置采集装置30电连接，用于接收并执行用户控制端发送的仓门开关指令，并根据减速电机20和/或仓门位置采集装置30发送的信号判断仓门50的开关过程是否存在异常状态，生成仓门运行状态信息并发送给用户控制端。控制器40安装于底座10内部，或者可以便于与减速电机20和仓门位置采集装置30连接的位置。
46.控制器40包括信号收发模块、信号处理模块和异常处理模块，信号收发模块用于
与减速电机20、仓门位置采集装置30和用户控制端进行通信；信号处理模块用于对减速电机20和/或仓门位置采集装置30发送的信号进行处理，并根据处理后的信号判断仓门50开关过程是否存在异常状态；异常处理模块用于在仓门50开关过程存在异常状态时，进行预设处理。
47.信号收发模块具有rs232接口，控制器40通过rs232接口接收用户控制端向递送机器人发送的关于仓门的指令，并向用户控制端发送提供仓门50的运行状态，例如，控制器40通过rs232接口与递送机器人的信号接收/发送系统连接，递送机器人的信号接收/发送系统与用户控制端进行通信。控制器40通过rs232接口接收用户控制端发送的具有仓门开关指令的串口协议，信号收发模块根据该仓门开关指令发出pwm信号控制减速电机20运行。减速电机20的输出转轴向打开或关闭方向转动，仓门50利用安装部51安装并支撑仓门50本体转动，仓门50随减速电机20的运行向打开或关闭的方向转动。信号收发模块接收编码器60采集的旋转角度信号，控制器40可实时得到仓门的旋转角度情况并发送给用户接收端。信号收发模块具有gpio，gpio引脚接收仓门位置采集装置30发送的开关门限位信号，当仓门50到达打开或者关闭位置时，信号收发模块可根据该信号得知仓门50已到达指定打开或者关闭的位置，进而发出失能信号控制减速电机20停止转动。使仓门位置采集装置30的开关门限位信号配合编码器60的旋转角度信号，能够精确控制仓门位置。
48.信号收发模块具有保护引脚，信号收发模块通过保护引脚接收减速电机20发送的过压和/或过流信号，信息处理模块根据过压和/或过流信号和/或仓门位置采集装置发送的开关门限位信号，判断开关过程中是否存在减速电机20堵转或者仓门50受到阻挡或者仓门50外有重物等异常状态。也可配合编码器60的旋转角度信号可更精确的判断仓门的开关情况。若判断得到仓门50开关过程中存在异常状态，则进行预设处理，本实施方式中，异常状态时的预设处理为先发出失能信号控制减速电机20停止转动，再以规定时间为间隔尝试一次打开或闭合仓门50，共尝试规定次数。若尝试规定次数未能解除异常状态，则保持当前状态，生成仓门异常运行状态信息并通过信号收发模块的rs232接口发送给用户控制端。
49.如图4所示，为本实用新型的实施方式开关过程的控制流程图。初次机器人开机设置仓门50闭合。通过控制器40信息收发模块的rs232接口接收联网用户控制端工控机下发的具有仓门开关指令的串口协议，控制器40信息收发模块的保护引脚接收减速电机20发送的信号。若控制器40信号处理模块判断得到减速电机20正常，则根据仓门开关指令发出pwm控制仓门50开关。若保护引脚接收减速电机20发送的过流信号，控制器40信号处理模块判断得到减速电机20过流，则进行预设处理，信号收发模块发出失能信号控制减速电机20停止转动，再以每5秒为间隔尝试一次开关门，共尝试三次。三次尝试中若成功开关仓门50，则仓门50正常完成开关门操作，生成仓门正常运行状态信息并通过信号收发模块的rs232接口发送给用户控制端。若三次尝试均未成功，则保持当前状态，生成仓门异常运行状态信息并通过信号收发模块的rs232接口发送给用户控制端。
50.若根据仓门开关指令控制仓门50开关时，保护引脚接收到减速电机20发送的过压和/或过流信号，信息处理模块根据过压和/或过流信号和/或仓门位置采集装置发送的开关门限位信号，判断开关过程中存在减速电机20堵转或者仓门50受到阻挡或者仓门50外有重物等异常状态，则进行上述预设处理。三次尝试中若成功开关仓门50，则仓门50正常完成开关门操作，生成仓门正常运行状态信息并通过信号收发模块的rs232接口发送给用户控
制端。若三次尝试均未成功，则保持当前状态，生成仓门异常运行状态信息并通过信号收发模块的rs232接口发送给用户控制端。
51.若根据仓门开关指令控制仓门50开关，不存在异常状态，gpio引脚接收仓门位置采集装置30发送的开关门限位信号，当仓门50到达打开或者关闭位置时，仓门位置采集装置30被触发，信号收发模块可根据开关门限位信号得知仓门50已到达指定打开或者关闭的位置，进而发出失能信号控制减速电机20停止转动，正常完成开关门操作，生成仓门正常运行状态信息并通过信号收发模块的rs232接口发送给用户控制端。
52.本实用新型通过底座10将仓门50、驱动仓门50的减速电机20和检测仓门50位置的仓门位置采集装置30安装于机器人机身，通过上述结构配合控制器40将仓门控制系统模块化，实现机器人远程开关仓门50，结构设计简单，成本低且容易部署和实现，系统稳定。另外，通过仓门位置采集装置30采集是否位于设定的闭合或打开位置，编码器60采集仓门50的旋转角度信号，从多个方向去精准采集仓门状态来控制开关门。本实用新型应用于递送机器人，使得递送机器人在远程完成递送任务。
53.控制器40为嵌入式控制器，并且提供rs232接口作为外部接口收发信号，可通过协议控制快速部署到机器人中，在机器人近端控制仓门50，控制逻辑全部在嵌入式端实现，提供状态丰富且接口简单。通过以上模块化设计可以快速部署到机器人系统中，只要提供协议控制即可。
54.并且，控制器40采集并判断开关过程是否存在异常状态，如减速电机20过流、过压、堵转、仓门50阻挡。若存在异常状态，则控制减速电机20失能，并进行开关门尝试，从而能够远程及时对开关异常进行判断，并将异常状态上报至用户控制端，使得递送机器人能够在远程对开关门异常进行处理。
55.在另一实施例中，仓门位置采集装置30还可以设置于仓门50打开停止处和闭合停止处，如机器人仓门口边缘仓门打开和闭合停靠贴合处，只要开关门时仓门50的结构能够触发对应的仓门位置采集装置30。
56.本实用新型的仓门控制系统可以用于控制设置于递送机器人顶部、侧部或下部的仓门，并且不限于本实施方式中的仓门50形成为圆形，仓门50也可以方形、锥形等其他形状，只要仓门50是覆盖递送机器人收容仓的开口起到遮盖作用即可。也可设置于任何具有收容仓，且在收容仓口设置仓门的任一类型的机器人，在办公楼、酒店、医院、银行、工厂等场景下，实现自动开关仓门，无需人跟随操作，在仓门50阻挡、电机堵转等异常情况时能够加以判断并进行临时的异常处理，提高用户的使用体验。
57.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
58.以上仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。