一种基于AI交互精准定位的全自动机器人多功能基站的制作方法

一种基于ai交互精准定位的全自动机器人多功能基站
技术领域
1.本发明涉及扫地机器人技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于ai交互精准定位的全自动机器人多功能基站。


背景技术：

2.扫地机器人，又称自动打扫机、智能吸尘、机器人吸尘器等，是智能家用电器的一种，能凭借一定的人工智能，自动在房间内完成地板清理工作。一般采用刷扫和真空方式，将地面杂物先吸纳进入自身的尘盒内，从而完成地面清理的功能；而扫地机器人一般又与基站配套使用，现有的基站一般只用于对扫地机器人进行充电，并不具备其他的功能。
3.扫地机器人在使用一段时间后，其内部的尘盒内会存储大量污渍和垃圾，因此常常需要对尘盒进行清理，现有的清理方式是通过使用者拆卸尘盒，人工清理尘盒，增加了使用者的负担，而且尘盒的拆卸也不便于一些使用者操作。


技术实现要素：

4.本发明提供的一种基于ai交互精准定位的全自动机器人多功能基站，所要解决的问题是：现有的机器人基站不便于自动取出扫地机器人内部的尘盒。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于ai交互精准定位的全自动机器人多功能基站，包括基站和机器人本体，基站包括架体，架体的底部一侧设有定位接收板，定位接收板用于接收机器人本体，定位接收板的顶部安装有电磁铁和视觉标靶，电磁铁用于固定机器人本体，视觉标靶用于引导机器人本体；
6.机器人本体的一侧开口处安装有滑盖，滑盖沿机器人本体的圆周侧滑动设置，机器人本体内部靠近滑盖处滑动安装有尘盒一，尘盒一向架体垂直滑动，架体的内部设有取盒机构，取盒机构绕第一轴线旋转，推动滑盖沿机器人本体圆周侧滑动打开，将尘盒一从机器人本体内取出至架体内。
7.在一个优选的实施方式中，架体的内腔顶部固定安装有电机，电机的输出端固定连接有转轴，取盒机构包括伸缩杆一和伸缩杆二，伸缩杆一和伸缩杆二均固定安装在转轴的轴壁上，且伸缩杆一和伸缩杆二呈垂直设置，伸缩杆一远离转轴的端部固定连接有抵触头，伸缩杆一绕转轴旋转，抵触头抵压滑盖外侧，推动滑盖沿机器人本体圆周侧往复滑动，伸缩杆二远离转轴的端部固定连接有钩头，尘盒一靠近滑盖的一侧一体成型有耳块，钩头与耳块相适配，伸缩杆二绕转轴旋转，钩头勾住耳块，伸缩杆二驱动钩头拉动尘盒一向架体方向水平移动，尘盒一水平移动离开机器人本体，再随伸缩杆二旋转至架体内。
8.通过采用上述技术方案，抵触头打开滑盖，钩头配合耳块，旋转伸缩将尘盒一从机器人本体内部拉出。
9.在一个优选的实施方式中，架体的内部设有承接板，承接板的顶部放置有尘盒二，承接板的底部固定安装有提升件，提升件固定安装在架体的内腔底部，提升件驱动承接板竖直运动，输送尘盒二至机器人本体开口处，钩头和耳块均为方形，伸缩杆二绕转轴反向旋
转，钩头与耳块脱离，伸缩杆二驱动钩头推动尘盒二水平移动至机器人本体内安装位置处，伸缩杆一绕转轴旋转，抵触头抵压滑盖外侧，推动滑盖沿机器人本体圆周侧滑动复位。
10.通过采用上述技术方案，将尘盒二提升至高位，便于后续安装尘盒二。
11.在一个优选的实施方式中，转轴的轴壁上设有绕绳部，绕绳部上绕卷有锁紧绳，锁紧绳远离绕绳部的一端与承接板底部固定连接，转轴旋转，驱动绕绳部收卷或放松锁紧绳，拉动承接板竖直往复运动。
12.通过采用上述技术方案，收卷或放松锁紧绳，实现尘盒二位置的变换。
13.在一个优选的实施方式中，架体内设有换位机构，换位机构包括支撑杆一和支撑杆二，支撑杆一绕第三轴线旋转，支撑杆二绕第二轴线旋转，支撑杆一和支撑杆二旋转至水平，承载尘盒一。
14.通过采用上述技术方案，支撑杆一和支撑杆二转换形态，承载尘盒一，便于钩头和耳块脱离。
15.在一个优选的实施方式中，换位机构还包括连接杆，连接杆固定套装在转轴的轴壁上，连接杆的两端分别与支撑杆一和支撑杆二活动连接。
16.在一个优选的实施方式中，支撑杆一的一侧开设有滑槽，滑槽的内部滑动设有滑块，滑块的一侧活动连接有伸缩杆三，伸缩杆三远离滑块的一端与连接杆端部固定连接，支撑杆二的一侧连接有两个伸缩杆四，一个伸缩杆四的端部固定连接有齿轮，连接杆靠近支撑杆二的一侧开设有通槽，通槽的槽顶部开设有弧形的齿部，齿轮与齿部啮合，另一个伸缩杆四的端部分别与支撑杆二和连接杆铰接。
17.在一个优选的实施方式中，架体的内壁上固定安装有两个限位块，支撑杆一的一侧固定连接有配合柱一，支撑杆二的一侧固定连接有配合柱二，两个限位块分别与配合柱一和配合柱二活动配合，转轴旋转，驱动支撑杆一和支撑杆二转动，配合柱一和配合柱二分别与两个限位块配合限位，转轴继续旋转，连接杆的两端驱动支撑杆一绕第三轴线转动，驱动支撑杆二绕第二轴线转动。
18.通过采用上述技术方案，换位机构随转轴正转，支撑杆一和支撑杆二形成支撑结构，承载尘盒一，换位机构随转轴反转，支撑杆一和支撑杆二夹住尘盒一，并推动尘盒一换位。
19.在一个优选的实施方式中，架体的内壁上固定连接有落料台，落料台的一侧开设有缺口，承接板位于缺口的正下方，转轴反向旋转，支撑杆一和支撑杆二由水平旋转成竖直，尘盒一落到落料台上，转轴继续反向旋转，驱动支撑杆一和支撑杆二推动尘盒一，将尘盒一推至缺口处，落在承接板的上表面。
20.通过采用上述技术方案，支撑杆一和支撑杆二夹住尘盒一，推动尘盒一换位，形成连续性的流程，提高了整个拆装尘盒的自动化程度。
21.在一个优选的实施方式中，架体的内部设有吸尘系统，吸尘系统的吸风口正对缺口，抽吸落在承接板上表面尘盒一内的污渍。
22.本发明的技术效果和优点：
23.1、本发明通过摄像头识别基站上的视觉标靶，以控制扫地机器人以精确的姿态停靠在基站上的定位接收板上，当机器人本体停靠到定位接收板上时，电磁铁与金属块吸合锁紧，提高了机器人本体与基站配合的定位精度和固定效果；
24.2、本发明通过正反转转动取盒机构，挤压摩擦滑盖，在摩擦力作用下，使滑盖沿机器人本体圆周侧的滑轨滑动打开关闭，再通过伸缩式机械手将尘盒一从机器人本体内水平取出或安装，通过基站控制，既能将尘盒自动从机器人内取出，又能将新的尘盒自动安装到机器人本体内部，通过基站的自动取盒及安装的方式，既增加了基站的功能，又大大方便了使用者；
25.3、本发明通过换位机构随转轴正转，支撑杆一和支撑杆二形成支撑结构，承载尘盒一，换位机构随转轴反转，支撑杆一和支撑杆二夹住尘盒一，并推动尘盒一换位，形成连续性的移动流程，有利于提高整个拆装尘盒的自动化程度。
附图说明
26.图1为本发明基站的外观示意图；
27.图2为本发明扫地机器人在基站内的侧视结构示意图；
28.图3为本发明机器人在更换尘盒过程中的初始状态俯视示意图；
29.图4为本发明在更换尘盒过程中钩头与尘盒配合时的俯视示意图；
30.图5为本发明在更换尘盒过程中伸缩杆二拉出尘盒时的俯视示意图；
31.图6为本发明在更换尘盒过程中尘盒运动到架体内的俯视示意图；
32.图7为本发明尘盒在架体内部的第一种状态变化示意图；
33.图8为本发明尘盒在架体内部的第二种状态变化示意图；
34.图9为本发明取盒结构的立体结构示意图；
35.图10为本发明换位机构的侧视结构示意图；
36.图11为本发明图10中换位机构的俯视结构示意图；
37.图12为本发明承接板与尘盒二的侧视结构示意图。
38.附图标记为：1、基站；11、架体；111、电机；112、落料台；1121、缺口；113、吸尘系统；114、限位块；12、定位接收板；121、电磁铁；122、视觉标靶；2、机器人本体；21、滑盖；22、尘盒一；221、耳块；2201、尘盒二；23、金属块；3、转轴；31、绕绳部；4、取盒机构；41、伸缩杆一；42、抵触头；43、伸缩杆二；44、钩头；5、换位机构；51、支撑杆一；511、配合柱一；512、滑槽；513、滑块；52、支撑杆二；521、配合柱二；53、连接杆；531、齿部；54、伸缩杆三；55、伸缩杆四；551、齿轮；6、承接板；61、提升件；62、锁紧绳；y、第一轴线；x1、第二轴线；x2、第三轴线；m、承接面。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.实施例
41.参照说明书附图1-图8，一种基于ai交互精准定位的全自动机器人多功能基站，包括基站1和机器人本体2，基站1包括架体11，架体11的底部一侧设有定位接收板12，定位接收板12用于接收机器人本体2，定位接收板12的顶部安装有电磁铁121和视觉标靶122，电磁
铁121用于固定机器人本体2，视觉标靶122用于引导机器人本体2；
42.本发明中的扫地机器人主体为扁平的圆柱体结构，机器人本体2的一侧开口处(正对尘盒一22的拆卸位置处)安装有滑盖21，滑盖21沿机器人本体2的圆周侧滑动设置，机器人本体2内部靠近滑盖21处滑动安装有尘盒一22，尘盒一22向架体11垂直滑动，架体11的内部设有取盒机构4，取盒机构4绕第一轴线y旋转，推动滑盖21沿机器人本体2圆周侧滑动打开，将尘盒一22从机器人本体2内取出至架体11内。
43.机器人本体2与基站1之间通过接触式插头配合实现电气连接，机器人本体2的底部设有竖直向下的摄像头，摄像头识别基站1上的视觉标靶122，以控制扫地机器人以精确的姿态停靠在基站1上的定位接收板12上，机器人本体2的底部还安装有金属块23，当机器人本体2停靠到基站1上时，电磁铁121通电，电磁铁121与金属块23吸合锁紧，提高了机器人本体2与基站1配合的定位精度和固定效果。
44.在本实施例中，实施场景具体为：扫地机器人停靠到基站1上的定位接收板12上，通过摄像头识别基站1上的视觉标靶122，以控制扫地机器人精确停靠在基站1上的定位接收板12上，机器人本体2与基站1之间电气连接，电磁铁121通电，与金属块23吸合锁紧，将机器人本体2稳稳地固定在定位接收板12上；
45.当基站1需要打开滑盖21，取出尘盒一22时，取盒机构4通过旋转，挤压摩擦滑盖21，在摩擦力作用下，使滑盖21沿机器人本体2圆周侧的滑轨滑动打开，再通过伸缩式机械手将尘盒一22从机器人本体2内水平取出，并将尘盒一22移动至架体11内，完成整个将尘盒一22取出的流程，通过基站1的自动取盒方式，解决了需要人工拆卸扫地机器人内尘盒的问题。
46.如图2-图9所示，架体11的内腔顶部固定安装有电机111，电机111的输出端固定连接有转轴3，取盒机构4包括伸缩杆一41和伸缩杆二43，伸缩杆一41和伸缩杆二43均固定安装在转轴3的轴壁上，且伸缩杆一41和伸缩杆二43呈垂直设置，伸缩杆一41远离转轴3的端部固定连接有抵触头42，伸缩杆一41绕转轴3旋转，抵触头42抵压滑盖21外侧，推动滑盖21沿机器人本体2圆周侧往复滑动，伸缩杆二43远离转轴3的端部固定连接有钩头44，尘盒一22靠近滑盖21的一侧一体成型有耳块221，钩头44与耳块221相适配，伸缩杆二43绕转轴3旋转，钩头44勾住耳块221，伸缩杆二43驱动钩头44拉动尘盒一22向架体11方向水平移动，尘盒一22水平移动离开机器人本体2，再随伸缩杆二43旋转至架体11内；
47.抵触头42为波纹齿结构，滑盖21的外表面也开设有与波纹齿对应的齿槽，方便抵触头42接触滑盖21表面，带动滑盖21滑移；伸缩杆一41和伸缩杆二43均为可自主驱动伸缩的杆件；转轴3与第一轴线y同轴；
48.需要说明的是，电机111驱动转轴3做正反转运动，当转轴3正转时(顺时针)，伸缩杆一41和伸缩杆二43均随转轴3绕第一轴线y旋转，先是抵触头42抵压滑盖21外侧，推动滑盖21打开机器人本体2侧面的开口，当伸缩杆二43运动到开口处时，钩头44插入到耳块221的孔内，形成搭接配合，紧接着，伸缩杆二43控制自身缩短，通过钩头44拉动耳块221，驱使尘盒一22向架体11方向水平移动，从而将尘盒一22从机器人本体2内部拉出，再随伸缩杆二43旋转，通过钩头44与耳块221的配合将尘盒一22移动至架体11内(即如图9所示的尘盒一22虚线表示位置处)。
49.如图7-图9和图12所示，架体11的内部设有承接板6，承接板6的顶部放置有尘盒二
2201，承接板6的底部固定安装有提升件61，提升件61固定安装在架体11的内腔底部，提升件61驱动承接板6竖直运动，输送尘盒二2201至机器人本体2开口处，钩头44和耳块221均为方形，伸缩杆二43绕转轴3反向旋转，钩头44与耳块221脱离，伸缩杆二43驱动钩头44推动尘盒二2201水平移动至机器人本体2内安装位置处，伸缩杆一41绕转轴3旋转，抵触头42抵压滑盖21外侧，推动滑盖21沿机器人本体2圆周侧滑动复位；
50.需要说明的是，尘盒一22是机器人本体2内含有脏污垃圾的尘盒，尘盒二2201是基站1内部存放的新的或干净的尘盒，本发明的目的在于，通过基站1将尘盒一22从机器人本体2取出，再将尘盒二2201安装进机器人本体2内；提升件61可为弹簧、弹性伸缩杆或可自主驱动的提升机构及装置中的任意一种；
51.由于钩头44和耳块221均为方形，在转轴3正转时，钩头44便于与耳块221配合，勾住耳块221，带动尘盒一22做相应运动，且在尘盒一22移动过程中，尘盒一22的稳定性好，不发生偏移或转动等不利于精准定位的情况，当转轴3反转时，钩头44能够快速与耳块221脱离，便于钩头44进行后续动作。
52.需要进一步说明的是，转轴3正转，通过钩头44与耳块221配合将尘盒一22移动至架体11内；转轴3再反转，钩头44与耳块221脱离，当伸缩杆二43运动到正对机器人本体2开口处(即伸缩杆二43在图5位置处)，提升件61通过自身的弹力驱动或动力驱动，带动承接板6和尘盒二2201上移，将尘盒二2201运动至与机器人本体2开口处同一水平面上，再通过伸缩杆二43伸长，将尘盒二2201推入到机器人本体2内部，安装到位；紧接着，转轴3继续反转复位，伸缩杆一41随其反转，抵触头42重新抵压接触滑盖21，通过伸缩杆一41的旋转，带动滑盖21反向滑移，与机器人本体2处的开口重新卡紧。
53.如图9和图12所示，转轴3的轴壁上设有绕绳部31，绕绳部31上绕卷有锁紧绳62，锁紧绳62远离绕绳部31的一端与承接板6底部固定连接，转轴3旋转，驱动绕绳部31收卷或放松锁紧绳62，拉动承接板6竖直往复运动；
54.绕绳部31与转轴3同轴活动设置，且绕绳部31与转轴3之间通过棘爪棘轮结构活动连接，转轴3正转时，绕绳部31随转轴3逐步收紧，转轴3反转是，绕绳部31与转轴3的棘爪棘轮结构解除，绕绳部31快速放松锁紧绳31。
55.需要说明的是，当提升件61为弹簧时，在拆卸尘盒一22并将其输送到架体11相应位置之前，弹簧都应为被压缩状态；因此在转轴3正转过程中，转轴3一直带动绕绳部31收紧锁紧绳62，保证弹簧被压缩，转轴3反转过程中，转轴3带动绕绳部31放松锁紧绳62，让弹簧恢复形变，将尘盒二2201提升至高位，且在伸缩杆二43运动到机器人本体2之前就已完成将尘盒二2201提升至高位；
56.当提升件61为自主驱动的提升机构及装置(例如升降气缸)时，则不需要设置锁紧绳62和绕绳部31，通过提升件61自主的升降实现将尘盒二2201提升至高位。
57.如图7、图8、图10和图11所示，架体11内设有换位机构5，换位机构5包括支撑杆一51和支撑杆二52，支撑杆一51绕第三轴线x2旋转，支撑杆二52绕第二轴线x1旋转，支撑杆一51和支撑杆二52旋转至水平，承载尘盒一22，支撑杆一51和支撑杆二52的表面均为平面。
58.将尘盒一22输送至架体11的侧面处时，钩头44勾住耳块221，使尘盒一22呈悬空状态，驱使支撑杆一51绕第三轴线x2旋转、支撑杆二52绕第二轴线x1旋转90度，由竖直状态旋转至水平状态，起到承载尘盒一22的作用，便于钩头44反转时与耳块221分离。
59.如图11所示，换位机构5还包括连接杆53，连接杆53固定套装在转轴3的轴壁上，连接杆53的两端分别与支撑杆一51和支撑杆二52活动连接。
60.如图10和图11所示，支撑杆一51的一侧开设有滑槽512，滑槽512的内部滑动设有滑块513，滑块513的一侧活动连接有伸缩杆三54，伸缩杆三54远离滑块513的一端与连接杆53端部固定连接，支撑杆二52的一侧连接有两个伸缩杆四55，一个伸缩杆四55的端部固定连接有齿轮551，连接杆53靠近支撑杆二52的一侧开设有通槽，通槽的槽顶部开设有弧形的齿部531，齿轮551与齿部531啮合，另一个伸缩杆四55的端部分别与支撑杆二52和连接杆53铰接(且此伸缩杆四55的两端铰接处的铰接方式为万向球头式连接)。
61.如图7、图8、图10和图11所示，架体11的内壁上固定安装有两个限位块114，支撑杆一51的一侧固定连接有配合柱一511，支撑杆二52的一侧固定连接有配合柱二521，两个限位块114分别与配合柱一511和配合柱二521活动配合，转轴3旋转，驱动支撑杆一51和支撑杆二52转动，配合柱一511和配合柱二521分别与两个限位块114配合限位，转轴3继续旋转，连接杆53的两端驱动支撑杆一51绕第三轴线x2转动，驱动支撑杆二52绕第二轴线x1转动；
62.两个限位块114的圆槽中心轴线分别为第二轴线x2和第三轴线x2。
63.如图7-图9所示，架体11的内壁上固定连接有落料台112，落料台112的一侧开设有缺口1121，承接板6位于缺口1121的正下方，转轴3反向旋转，支撑杆一51和支撑杆二52由水平旋转成竖直，尘盒一22落到落料台112上，转轴3继续反向旋转，驱动支撑杆一51和支撑杆二52推动尘盒一22，将尘盒一22推至缺口1121处，落在承接板6的上表面；
64.承接板6的上表面为承接面m，a平面和b平面均是为了便于示出尘盒一22在架体11内部的位置关系和状态所表现的状态平面；
65.如图8所示，落在承接面m上的尘盒一22，随转轴3反转，受竖直状态的支撑杆一51和支撑杆二52夹持，并随支撑杆二52绕转轴3反转推动，在落料台112上滑动，最终落到缺口1121处的承接板6上；在此时，提升件61只能为具有自主驱动的升降机构及装置，例如升降气缸。
66.如图7和图8所示，架体11的内部设有吸尘系统113，吸尘系统113的吸风口正对缺口1121，抽吸落在承接板6上表面尘盒一22内的污渍。
67.在本实施例中，实施场景具体为：
68.停位流程：
69.扫地机器人停靠到基站1上的定位接收板12上，通过摄像头识别基站1上的视觉标靶122，以控制扫地机器人精确停靠在基站1上的定位接收板12上，机器人本体2与基站1之间电气连接，电磁铁121通电，与金属块23吸合锁紧，将机器人本体2稳稳地固定在定位接收板12上；
70.取出尘盒一22流程：
71.电机111驱动转轴3正转(顺时针)，伸缩杆一41和伸缩杆二43均随转轴3绕第一轴线y旋转，抵触头42先抵压滑盖21外侧，推动滑盖21打开机器人本体2侧面的开口，接着伸缩杆二43运动到开口处，钩头44插入到耳块221的孔内，形成搭接配合，然后，伸缩杆二43控制自身缩短，通过钩头44拉动耳块221，将尘盒一22从机器人本体2内部拉出，此时，配合柱一511和配合柱二521分别与两个限位块114接触配合，尘盒一22再随伸缩杆二43旋转，通过钩头44与耳块221的配合移动尘盒一22，同时，滑块513在滑槽512内滑动，驱使支撑杆一51绕
第三轴线x2顺时针旋转，连接杆53旋转驱动齿部531配合齿轮551，使支撑杆二52绕第二轴线x1逆时针旋转，支撑杆一51和支撑杆二52旋转90度，由竖直状态旋转至水平状态，尘盒一22随钩头44移动至水平支撑杆一51和支撑杆二52上；
72.安装尘盒二2201流程：
73.电机111驱动转轴3反转(逆时针)，钩头44与耳块221脱离，当伸缩杆二43运动到正对机器人本体2开口处，提升件61为自主驱动的提升机构及装置，提升件61控制承接板6和尘盒二2201上移到高位，此时尘盒二2201与机器人本体2侧面的开口平齐；伸缩杆二43复位伸长，将尘盒二2201推入到机器人本体2内部，安装到位；紧接着，转轴3继续反转复位，伸缩杆一41随其反转，抵触头42重新抵压接触滑盖21，通过伸缩杆一41的旋转，带动滑盖21反向滑移，与机器人本体2处的开口重新卡紧；
74.尘盒一22移动到承接板6上的流程：
75.在转轴3正转过程中，配合柱一511和配合柱二521先分别与两个限位块114接触配合，配合后，转轴3继续正转，连接杆53也随其转动，伸缩杆三54带动滑块513绕第一轴线y旋转(伸缩杆三54抵消其轴向的位移)，从而使滑块513沿滑槽512的槽向从一端向另一端滑动，带动支撑杆一51绕第三轴线x2顺时针旋转，连接杆53旋转驱动齿部531配合齿轮551，使支撑杆二52绕第二轴线x1逆时针旋转，支撑杆一51和支撑杆二52均能旋转90度，由竖直状态旋转至水平状态，尘盒一22随钩头44移动至水平的支撑杆一51和支撑杆二52上；
76.在转轴3反转过程中，支撑杆一51和支撑杆二52分别绕第二轴线x1和第三轴线x2反向转动，逐渐复位，即支撑杆一51和支撑杆二52又由水平状态变为竖直状态，而在两个支撑杆复位倾斜改变角度的同时，承载在支撑杆一51和支撑杆二52上方的尘盒一22受两个杆的导向逐渐落在落料台112上，且尘盒一22被两个杆件夹住，转轴3继续反转，当配合柱一511和配合柱二521分别与两个限位块114脱离后，支撑杆一51和支撑杆二52夹住尘盒一22在落料台112上转动，直至转到缺口处，落入到已经复位的承接板6上；
77.尘盒一22落入到承接板6上，吸尘系统113的吸风口正对尘盒一22内部，抽吸干净尘盒一22内的垃圾脏物，完成后，所有机构复位。
78.最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。