一种收碟机器人

1.本实用新型涉及智能家居机器人技术领域，具体涉及一种收碟机器人。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，物质上的需求和精神上的解放成为了人们的向往。在正常用餐后，无疑需要收盘至洗盘一系列复杂的流程，洗碗机的运用大大解放了人们一部分的工作内容，然后，如何运用机器人技术免除收盘并运送至洗碗机的中间过程，还有待开发实现。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本实用新型要解决的技术问题是提供一种收碟机器人。
4.本实用新型收碟机器人采用的技术方案: 包括小车移动部和设在所述小车移动部上的小车机械手部，其特征在于所述小车移动部包括底盘部和车身部，所述车身部包括罩设在所述底盘部上的车身本体、设在所述车身本体上的双目摄像头和小车开关组，所述车身本体上设有置碗槽；
5.所述底盘部包括小车底盘、设在所述小车底盘上的小车控制cpu和激光测距传感器、设在所述小车底盘两侧的车轮总成，所述小车控制cpu分别与所述激光测距传感器、所述车轮总成、所述双目摄像头和所述小车开关组电连接；
6.所述小车机械手部包括机械手装置、设在所述机械手装置上的机械手多方位摄像头、电磁吸盘、电磁感应器、机械手控制cpu、机械手电机和机械手电机驱动模块，所述机械手控制cpu分别与所述机械手电机驱动模块、所述双目摄像头和所述机械手多方位摄像头电连接，所述机械手电机驱动模块与所述机械手电机电连接。
7.还包括主控cpu，所述主控cpu分别与所述小车控制cpu和所述机械手控制cpu电连接，所述主控cpu用于保证小车控制平台与机械手控制平台协调工作。
8.所述车轮总成包括设在所述小车底盘上的履带驱动电机模块和设在所述小车底盘两侧的履带轮装置，所述履带驱动电机模块分别与所述小车控制cpu和所述履带轮装置电连接。
9.所述机械手装置包括机械手座支架组件、与所述机械手座支架组件连接的中摆臂和与所述中摆臂连接的上摆臂，所述电磁吸盘设在所述上摆臂前端。
10.所述车身本体上设有用于所述小车机械手部安装的机械手安装槽。
11.所述车身部还包括设在所述车身本体上的无线信号接收器，所述无线信号接收器与所述小车控制cpu电连接。
12.本实用新型收碟机器人的优点在于：实现自动收碟功能，自动化程度高，提高了便携性，安装有机械手多方位摄像头，保证了收碟的安全性，工作效率高。
附图说明
13.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
14.图1是本实用新型收碟机器人的结构示意图；
15.图2是本实用新型车身部的结构示意图；
16.图3是本实用新型底盘部的结构示意图；
17.图4是本实用新型小车机械手部的结构示意图；
18.图5是本实用新型收碟机器人的控制原理图。
具体实施方式
19.如图1-5所示，本实用新型涉及的收碟机器人，包括小车移动部1和设在所述小车移动部1上的小车机械手部2，所述小车移动部1包括底盘部3和车身部4，所述车身部4包括罩设在所述底盘部3上的车身本体6、设在所述车身本体6上的双目摄像头7和小车开关组8，所述车身本体6上设有置碗槽10；所述底盘部3包括小车底盘20、设在所述小车底盘20上的小车控制cpu21和激光测距传感器22、设在所述小车底盘20两侧的车轮总成23，所述小车控制cpu21分别与所述激光测距传感器22、所述车轮总成23、所述双目摄像头7和所述小车开关组8电连接；所述小车机械手部2包括机械手装置29、设在所述机械手装置29上的机械手多方位摄像头36、电磁吸盘34、电磁感应器37、机械手控制cpu38、机械手电机31和机械手电机驱动模块35，所述机械手控制cpu38分别与所述机械手电机驱动模块35、所述双目摄像头7和所述机械手多方位摄像头36电连接，所述机械手电机驱动模块35与所述机械手电机31电连接，餐盘内置电磁装置，通过电磁感应原理，使得机械手能够更精准高效拾取餐盘。
20.还包括主控cpu41，所述主控cpu41分别与所述小车控制cpu21和所述机械手控制cpu38电连接，所述主控cpu41用于保证小车控制cpu21与机械手控制cpu38协调工作，避免两个平台工作过程出现紊乱。
21.小车控制cpu21通过采集双目摄像头图像信号、激光测距信号和无线电磁信号，依据算法对小车履带进行控制，驱动机器人前往指定地点。
22.机械手控制cpu38通过双目摄像头构建点云空间，利用机械手前端电磁传感器采集餐盘方向信号，实现更高精度和效率拾取餐盘过程，同时在机械手运作过程中，通过机械手多方位摄像头，保证工作过程的安全性。
23.所述车轮总成23包括设在所述小车底盘20上的履带驱动电机模块24和设在所述小车底盘20两侧的履带轮装置25，所述履带驱动电机模块24分别与所述小车控制cpu21和所述履带轮装置25电连接。
24.所述机械手装置29包括机械手座支架组件30、与所述机械手座支架组件30连接的中摆臂32和与所述中摆臂32连接的上摆臂33，所述电磁吸盘34设在所述上摆臂33前端。
25.所述车身本体6上设有用于所述小车机械手部2安装的机械手安装槽11。
26.所述车身部4还包括设在所述车身本体6上的无线信号接收器13，所述无线信号接收器13与所述小车控制cpu21电连接。
27.点云空间是一种基于双目定位的收碟智能机器人的控制方法，即利用双目立体视觉的“三角成像原理”获取收碟机器人作业场景的点云信息，实现收碟智能机器人现场作业的三维虚拟环境，然后对目标餐碟在虚拟空间中实现定位，最后根据定位结果规划机械臂
各关节运动轨迹并获取各关节的运动参量，进而实现对收碟智能机器人机械手平台的控制。
28.餐盘拾取过程：
29.当小车停留在指定地点后，双目摄像头7旋转于小车行驶方向的垂直方向，通过主控cpu41将执行程序从小车控制cpu21调转至机械手控制cpu38执行，机械手控制cpu38利用双目立体视觉构建点云空间的控制方法构建工作虚拟空间，在虚拟空间中主要完成障碍物的点云信息构建（保证机械手工作环境的安全性）和目标对象（餐碟）的点云信息构建，并依据虚拟空间餐碟位置信息，通过在机械手控制cpu38植入广义系统状态方程，机器学习、模糊、神经网络等算法控制中摆臂32和上摆臂33相应关节处电机进行预期的运动，其中机械手电磁吸盘34与上摆臂33连接方式为球头铰链（在机械手本体运动过程中，由于电磁吸盘34本身重力作用，能使得电磁吸盘头部始终垂直向下，便于吸起桌面上的餐盘），在吸起盘子后，机械手电磁吸盘处会产生一定负重，通过该负重可识别是否成功拾取餐盘，以便机械手进入下一阶段（移动餐盘至置碗区）工作。
30.餐盘放入置碗区：
31.识别出成功拾取餐盘后，机械手控制cpu38依据广义坐标系下置碗槽10的位置坐标，控制机械手运动至该位置，进而取消机械手电磁吸盘34与餐盘的吸附效果，实现放盘过程，放置完盘后，机械手转回先前工作位置，如此循环实现收盘工作。
32.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。