基于激光雷达SLAM和视觉VSLAM的机器人的制作方法

本发明涉及机器人技术领域，具体为基于激光雷达slam和视觉vslam的机器人。

背景技术：

slam是指运动物体根据传感器的信息，一边计算自身位置，一边构建环境地图的过程，解决机器人等在未知环境下运动时的定位与地图构建问题。目前，slam的主要应用于机器人、无人机、无人驾驶、ar、vr等领域。其用途包括传感器自身的定位，以及后续的路径规划、运动性能、场景理解。由于传感器种类和安装方式的不同，slam的实现方式和难度会有一定的差异。按传感器来分，slam主要分为激光slam和vslam两大类。

而口香糖是以天然树胶或甘油树脂为胶体的基础，加入糖浆、薄荷、甜味剂等调和压制而成的一种供人们放入口中嚼咬的糖。但在一些大型广场或者户外场合，由于个人自身素质问题，有些人将口香糖随意吐在地面上，由于口香糖残渣主要成份是胶基，使得口香糖残渣具有很强的附着力，导致清洁人员打扫过程很困难，必须拿着铲刀一个一个地铲，效率低，且增大了清洁人员的劳动力度。因此，设计一种便于清洁地面口香糖及附着物的基于激光雷达slam和视觉vslam的机器人是很有必要的。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供基于激光雷达slam和视觉vslam的机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：基于激光雷达slam和视觉vslam的机器人，包括壳体、橡胶防撞垫、收集盒、动力轮、万向轮、l型支撑架、照明灯、支撑板、第一电机、加强杆、防护套、第一塑料软管、配重块、电动马达、抽风扇叶、第二塑料软管、蓄电池、第二电机、传动轴、通孔、传动杆、固定罩、固定板、固定刷、连接杆、弹簧、杆套、压力传感器、气缸、滑杆、第一滑套、第一支撑杆、第二支撑杆、第二滑套、电控箱、上位机、激光雷达传感器、视觉传感器和s7-200plc控制器，所述壳体的一端通过螺栓固定安装有l型支撑架，所述l型支撑架的拐角处设置有照明灯，所述l型支撑架的内部两侧均嵌入有滑杆，所述滑杆的外壁套接有第一滑套，所述第一滑套的一侧焊接有第一支撑杆，所述第一支撑杆的上方设置有第二支撑杆，所述第二支撑杆通过第二滑套套接在滑杆的外壁，所述l型支撑架的一侧中心位置通过螺栓安装有气缸，所述第一支撑杆的一侧外壁焊接有支撑板，所述支撑板的顶部安装有第一电机，所述支撑板的底部设置有防护套，所述防护套的内部开设有通孔，所述通孔的内部插接有传动杆，所述传动杆的底部连接有固定板，所述固定板的底部两侧均焊接有连接杆，所述连接杆的外部套接有杆套，所述杆套与连接杆的连接处放置有弹簧，所述杆套的底部连接有固定刷，所述固定板与固定刷的连接处设置有压力传感器，所述固定板的外部安装有固定罩，且所述固定罩的顶部通过点焊与防护套的底部连接，所述防护套的一侧通过尼龙扣固定连接有第一塑料软管，所述防护套的另一侧设置有激光雷达传感器，所述第一塑料软管的顶部设置于抽风扇叶，所述抽风扇叶的顶部安装有电动马达，所述抽风扇叶的一侧连接有第二塑料软管，所述第二塑料软管的底部设置有收集盒，所述收集盒的上方设置有配重块，所述收集盒的一侧安装有蓄电池，所述壳体的另一端设置有电控箱，所述电控箱的内部安装有视觉传感器，所述视觉传感器的下方设置有s7-200plc控制器，所述壳体的顶部安装有上位机，所述壳体的底部一侧安装有第二电机，所述第二电机的一侧设置有动力轮，两个所述动力轮的连接处设置有传动轴，所述动力轮的前方设置有万向轮。

根据上述技术方案，所述压力传感器的输出端与s7-200plc控制器的输入端电性连接，所述s7-200plc控制器的输出端与第一电机的输入端电性连接，所述激光雷达传感器的输出

根据上述技术方案，所述气缸的活塞杆通过点焊固定在第一支撑杆的顶部外壁。

根据上述技术方案，所述支撑板的顶部靠近第一电机的一侧连接有加强杆，且所述加强杆的顶部通过点焊连接在第二支撑杆的外壁。

根据上述技术方案，所述固定罩的顶部与第一塑料软管的连接处开设有安装孔，且第一塑料软管嵌入在安装孔的内部。

根据上述技术方案，所述第二电机的输出轴连接有主动齿轮，且主动齿轮的下方啮合有从动齿轮，所述动力轮的一侧通过连接轴与从动齿轮连接。

根据上述技术方案，所述橡胶防撞垫的外壁套接有橡胶防撞垫。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明，通过设置具有激光雷达传感器、s7-200plc控制器、视觉传感器和上位机的多传感器融合的slam系统于可移动的壳体本体上，激光雷达传感器和视觉传感器能检测障碍物信息和图像信息，并将检测到的信息传给位置于上位机上的slam系统，由slam系统作出决策，控制该机器人进行地图构建、定位、导航和动态避障，达到该机器人可自主移动的目的；工作时，气缸推动第一支撑杆顺着滑杆向下移动，使得固定刷贴合在地面口香糖的上端，气缸继续工作，带动固定刷顶部连接的杆套沿着连接杆向上移动，压缩弹簧，使得固定刷外部的固定罩贴合在地面，此时压力传感器的压力到达预设值，将工作指令以电信号的方式传递给s7-200plc控制器，s7-200plc控制器分别控制第一电机和电动马达工作，带动传动杆在通孔的内部转动，从而带动固定刷转动，将地面粘连的口香糖去除，同时，电动马达带动底部连接抽风扇叶转动，将去除的口香糖吸入到收集盒的内部，这样相对于传统环卫工人手工清理效率更高，还便于统一回收处理。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的整体结构截面图；

图3是本发明的整体结构侧视图；

图4是本发明的防护套结构截面图；

图5是本发明的图4中a结构的放大示意图；

图6是本发明的l型支撑架结构示意图；

图7是本发明的电控箱结构示意图；

图中：1、壳体；2、橡胶防撞垫；3、收集盒；4、动力轮；5、万向轮；6、l型支撑架；7、照明灯；8、支撑板；9、第一电机；10、加强杆；11、防护套；12、第一塑料软管；13、配重块；14、电动马达；15、抽风扇叶；16、第二塑料软管；17、蓄电池；18、第二电机；19、传动轴；20、通孔；21、传动杆；22、固定罩；23、固定板；24、固定刷；25、连接杆；26、弹簧；27、杆套；28、压力传感器；29、气缸；30、滑杆；31、第一滑套；32、第一支撑杆；33、第二支撑杆；34、第二滑套；35、电控箱；36、上位机；37、激光雷达传感器；38、视觉传感器；39、s7-200plc控制器。

具体实施方式

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。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：基于激光雷达slam和视觉vslam的机器人，包括壳体1、橡胶防撞垫2、收集盒3、动力轮4、万向轮5、l型支撑架6、照明灯7、支撑板8、第一电机9、加强杆10、防护套11、第一塑料软管12、配重块13、电动马达14、抽风扇叶15、第二塑料软管16、蓄电池17、第二电机18、传动轴19、通孔20、传动杆21、固定罩22、固定板23、固定刷24、连接杆25、弹簧26、杆套27、压力传感器28、气缸29、滑杆30、第一滑套31、第一支撑杆32、第二支撑杆33、第二滑套34、电控箱35、上位机36、激光雷达传感器37、视觉传感器38和s7-200plc控制器39，壳体1的一端通过螺栓固定安装有l型支撑架6，l型支撑架6的拐角处设置有照明灯7，l型支撑架6的内部两侧均嵌入有滑杆30，滑杆30的外壁套接有第一滑套31，第一滑套31的一侧焊接有第一支撑杆32，第一支撑杆32的上方设置有第二支撑杆33，第二支撑杆33通过第二滑套34套接在滑杆30的外壁，l型支撑架6的一侧中心位置通过螺栓安装有气缸29，第一支撑杆32的一侧外壁焊接有支撑板8，支撑板8的顶部安装有第一电机9，支撑板8的底部设置有防护套11，防护套11的内部开设有通孔20，通孔20的内部插接有传动杆21，传动杆21的底部连接有固定板23，固定板23的底部两侧均焊接有连接杆25，连接杆25的外部套接有杆套27，杆套27与连接杆25的连接处放置有弹簧26，杆套27的底部连接有固定刷24，固定板23与固定刷24的连接处设置有压力传感器28，固定板23的外部安装有固定罩22，且固定罩22的顶部通过点焊与防护套11的底部连接，防护套11的一侧通过尼龙扣固定连接有第一塑料软管12，防护套11的另一侧设置有激光雷达传感器37，第一塑料软管12的顶部设置于抽风扇叶15，抽风扇叶15的顶部安装有电动马达14，抽风扇叶15的一侧连接有第二塑料软管16，第二塑料软管16的底部设置有收集盒3，收集盒3的上方设置有配重块13，收集盒3的一侧安装有蓄电池17，壳体1的另一端设置有电控箱35，电控箱35的内部安装有视觉传感器38，视觉传感器38的下方设置有s7-200plc控制器39，壳体1的顶部安装有上位机36，壳体1的底部一侧安装有第二电机18，第二电机18的一侧设置有动力轮4，两个动力轮4的连接处设置有传动轴19，动力轮4的前方设置有万向轮5压力传感器28的输出端与s7-200plc控制器39的输入端电性连接，s7-200plc控制器39的输出端与第一电机9的输入端电性连接，激光雷达传感器37的输出端与上位机36的输入端电性连接，视觉传感器38的输出端与上位机36的输入端电性连接，为了压力传感器28、上位机36、激光雷达传感器37、视觉传感器38和s7-200plc控制器39均能正常工作，气缸29的活塞杆通过点焊固定在第一支撑杆32的顶部外壁，为了气缸29能够推动第一支撑杆32在滑杆30的上端移动，支撑板8的顶部靠近第一电机9的一侧连接有加强杆10，且加强杆10的顶部通过点焊连接在第二支撑杆33的外壁，为了增加支撑板8的牢固性，固定罩22的顶部与第一塑料软管12的连接处开设有安装孔，且第一塑料软管12嵌入在安装孔的内部，为了将粉碎后的杂物收集到收集盒3的内部，第二电机18的输出轴连接有主动齿轮，且主动齿轮的下方啮合有从动齿轮，动力轮4的一侧通过连接轴与从动齿轮连接，为了第二电机18能够带动动力轮4转动，橡胶防撞垫2的外壁套接有橡胶防撞垫2，为了增加壳体1的防撞能力，通过设置具有激光雷达传感器37、s7-200plc控制器39、视觉传感器38和上位机36的多传感器融合的slam系统于可移动的壳体1本体上，激光雷达传感器37和视觉传感器38能检测障碍物信息和图像信息，并将检测到的信息传给位置于上位机36上的slam系统，由slam系统作出决策，控制本发明进行地图构建、定位、导航和动态避障，达到本发明可自主移动的目的；工作时，气缸29推动第一支撑杆32顺着滑杆30向下移动，使得固定刷24贴合在地面口香糖的上端，气缸29继续工作，带动固定刷24顶部连接的杆套27沿着连接杆25向上移动，压缩弹簧26，使得固定刷24外部的固定罩22贴合在地面，此时压力传感器28的压力到达预设值，将工作指令以电信号的方式传递给s7-200plc控制器39，s7-200plc控制器39分别控制第一电机9和电动马达14工作，带动传动杆21在通孔20的内部转动，从而带动固定刷24转动，将地面粘连的口香糖去除，同时，电动马达14带动底部连接抽风扇叶15转动，将去除的口香糖吸入到收集盒3的内部，这样相对于传统环卫工人手工清理效率更高，还便于统一回收处理。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。