一种智能控制搬运机器人的制作方法

本发明涉及机器人领域，具体涉及一种智能控制搬运机器人。

背景技术：

搬运作业在现代工业中占有十分重要的地位，其中搬运机器人主要从事物料的位置搬移或改变其放置姿态，在多数领域得到广泛的运用，如传统锅炉的安装主要使用人工，或现场制作一些非专用吊具来搬运沉重的换热器或锅炉，费时费力；而换热器为锅炉的关键元器件，一旦跌落或与锅炉支架磕碰都可能会影响锅炉的寿命，甚至有可能使搬运人员受伤。如果安装较大型的锅炉，还可以使用一些大型的机械设备，如塔式起重机、汽车式起重机，但是如果安装小型的锅炉、换热器时，大型设备将会有安装盲区，且设备自身的拆除也是十分的麻烦。

同时在现实生活中，垃圾处理问题一直是人民群众关心的问题，现行的垃圾处理办法是通常采用塑料袋人工简单封口包装，暂时堆放管理，然后用垃圾车运走。这种处理方法势必会有以下问题存在：垃圾未经处理直接装入垃圾袋，垃圾蓬松无规则，垃圾袋利用率低下；垃圾收集处理堆放的过程中，占地面积大，空间利用能力比较差；垃圾带都是简单封口，垃圾很容易从垃圾袋里散出，地面卫生差；单位体积内装垃圾少，运输成本高。

除了上述情况外，生产车间的零部件搬运、易爆易腐蚀物质的处理，通过采用搬运机器人，大大改善了操作者的工作条件，提高了生产效率；现行的搬运机器人一般直接采用可充电电源，如蓄电池，或直接外接电源，机器人的工作强度和效率较低，并需要不定时的进行充电，同时多数情况下还需要专人进行监控，自动化程度低；同时，在化石燃料日趋减少的情况下，太阳能已成为人类使用能源的重要组成部分，并不断得到发展。太阳能的利用有光热转换和光电转换两种方式，太阳能发电是一种新兴的可再生能源，其中光伏板组件是一种暴露在阳光下便会产生直流电的发电装置，由几乎全部以半导体物料(例如硅)制成的固体光伏电池组成。如何有效地利用太阳能提供电源来驱动搬运机器人作业是当今的热点问题。

技术实现要素：

本发明提供一种节能搬运机器人。本发明是以如下技术方案实现的：

一种智能控制搬运机器人，包括第一载物台和能够相对于所述第一载物台运动的第二载物台；所述第一载物台安装有进给丝杠，所述进给丝杠用于实现第二载物台相对于第一载物台同步地滑动；

所述第一载物台下部连接有支撑平台，所述支撑平台与所述第一载物台通过不止一条支撑杆相连，所述支撑平台下部布设有车轮组件，所述支撑平台的上安置有驱动电机和控制器，所述控制器通过控制所述驱动电机启动所述车轮组件。

进一步地，所述第一载物台内部收纳有圆柱状构件，在所述圆柱状构件的内部装配有一个或者两个以上的间隙吸收构件，并且利用连结构件连结装配有所述间隙吸收构件的圆柱状构件与第二载物台，利用安装在所述第一载物台的进给丝杠并借助所述间隙吸收构件来使所述圆柱状构件滑动以使得所述第二载物台同步地滑动。

进一步地，所述第一载物台下部固定有蓄电池，所述蓄电池与所述太阳能光伏板群连接以储存所述太阳能光伏板群将太阳能转化成的电能；所述太阳能光伏板群由n对太阳能光伏板组构成，每个太阳能光伏板组包括两个相对设置的两个太阳能光伏板；

每个太阳能光伏板组中的两个太阳能光伏板的第一连接部均与所述载物台转动连接；每个太阳能光伏板组中的两个太阳能光伏板均通过一个伸缩机构相连，所述伸缩机构包括电动机和受控于所述电动机的伸缩杆，通过所述伸缩杆的伸缩，所述太阳能光伏板的角度发生变化；

本发明的有益效果是：

本发明提供一种智能控制搬运机器人，具备下述有益效果：

(1)本发明中设计了第一载物台和第二载物台的机械结构，第一载物台的进给丝杠间接地使第二载物台同步地滑动，因此不仅可获得优异的移动性、固定性，而且能够获得优异的安装性；

(2)本发明中的智能控制搬运机器人，充分利用太阳能进行充电，降低了对于普通能源的依赖，并能广泛应用于锅炉配件、垃圾、生产车间零部件的搬运作业中。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种智能控制搬运机器人结构示意图；

图2(a)是本发明实施例提供的载物台主视示意图；

图2(b)是本发明实施例提供的载物台剖视图；

图3是本发明实施例提供的太阳能光伏板群设置示意图；

图4是本发明实施例提供的电子眼框图；

图5是本发明实施例提供的特征提取单元框图；

图6是本发明实施例提供的控制器框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

一种智能控制搬运机器人，如图1所示，所述搬运机器人包括第一载物台1，所述载物台1下部固定有蓄电池3，所述蓄电池3与所述太阳能光伏板群2连接以储存所述太阳能光伏板群将太阳能转化成的电能；所述太阳能光伏板群2由n对太阳能光伏板组构成，每个太阳能光伏板组包括两个相对设置的两个太阳能光伏板；

所述搬运机器人还包括运动机构4，所述运动机构4与所述蓄电池连接。所述运动机构包括支撑平台41、驱动电机42和不止一个车轮组件43，所述支撑平台41与所述第一载物台1通过不止一条支撑杆(图中未示出)相连，所述驱动电机42与所述蓄电池3连接，所述车轮组件43受控于所述驱动电机42。所述运动机构还包括与蓄电池3连接的控制器，所述控制器用于控制所述驱动电机，从而驱动所述车轮运动。所述运动机构还包括通讯模块，所述通讯模块用于与外界通讯；所述通讯模块支持2g、3g、4g、红外、蓝牙和wifi通讯。

具体地，如图2中的图2(a)和图2(b)，所述搬运机器人包括第一载物台1和沿第一载物台1的表面滑动的第二载物台100，在形成于第一载物台1的锪孔部11设置进给丝杠12以及一个或者两个以上的间隙吸收构件13，并且设置连结构件，该连结构件与进给丝杠12的进给同步地使第二载物台100滑动。

在本发明的一个可行实施例中，如图3所示，所述太阳能光伏板群2有三对太阳能光伏板组，即太阳能光伏板组21、太阳能光伏板组22和太阳能光伏板组23构成。

具体地，每个太阳能光伏板组中的第一太阳能光伏板的第一连接部201-1和第二太阳能光伏板的第一连接部202-1均与所述第一载物台1转动连接；每个太阳能光伏板组中的两个太阳能光伏板之间均通过一个伸缩机构5相连，所述伸缩机构5包括电动机51和受控于所述电动机的伸缩杆52，通过所述伸缩杆52的伸缩，所述太阳能光伏板的角度发生变化，从而能够尽可能地与光线垂直，从而提升光转化率；具体地，所述伸缩杆52包括第一支杆和第二支杆，所述第一支杆和第二支杆之间通过转动副连接；每个太阳能光伏板组中的两个太阳能光伏板均为质地均匀的构件，太阳能光伏板的质心设置有固定连接件，第一太阳能光伏板的质心设置有第一固定连接件201-2，第二太阳能光伏板的质心设置有第二固定连接件202-2，所述第一固定连接件201-2与第一支杆铰接，所述第二固定件202-2与第二支杆铰接。

每个太阳能光伏板组均布设有光感装置6和控制装置7，具体地，所述光感装置6和所述控制装置7通讯连接，均可以固定于所述伸缩机构5之上。所述光感装置6和所述控制装置7通讯连接，所述控制装置7控制所述太阳能光伏板组对应的伸缩机构5中的电动机51从而控制所述太阳能光伏板的角度。

具体地，所述光感装置中设置有感光电路和选择电路，具体地，所述感光电路分为第一感光电路和第二感光电路，所述第一感光电路铺设于所述太阳能光伏板组的第一太阳能光伏板，所述第二感光电路铺设于所述太阳能光伏板组的第二太阳能光伏板。感光电路用于感知太阳能光伏板组各个部分接收的光强。每个感光电路均包括两条并联的感光支路，第一支路用于感知太阳能光伏板x轴方向的光强，第二支路用于感知太阳能光伏板y轴方向的光强。

所述选择电路接收第一感光电路和第二感光电路发出的电信号，综合选择电信号较强的感光电路发出的电信号，并将所述电信号传送至控制装置以使得控制装置能够根据接收到较强信号的太阳能光伏板的当前接收的光线情况实时调节该太阳能光伏板的姿态，使之尽可能达到与太阳光线垂直的姿态以提升其光转化率。所述选择电路实现了相对设置的太阳能光伏板的择优控制，即控制能够接受较多太阳能的太阳能光伏板的姿态。

具体地，每个感光电路的每条支路均包括两个电压比较器和两条感光分支，其中第一感光元件组和pc1通过第一电位器rp1与第二感光元件组pc2串联构成第一感光分支；第三感光元件组pc3第二电位器rp2与第四感光元件组pc4串联构成第二感光分支；两个电压比较器的负输入端相连通，第一电压比较器的正输入端与第一电位器rp1连通，第二电压比较器的正输入端与第二电位器rp2连通；其中，所述第一感光元件组和pc1和第三感光元件组pc3沿太阳能光伏板x轴方向分布，所述第二感光元件组pc2和第四感光元件组pc4沿太阳能光伏板y轴方向分布。

为了使得电信号能够被放大以便于选择电路对电信号进行选择，所述第一电位器rp1与第一放大器连接，所述第二电位器rp2与第二放大器连接。感光电路如此设计，能够使得当pc1、pc2、pc3和pc4同时受环境自然光作用时，rp1和rp2的中心点电压不变，此时输出电压最小，电信号最弱，当前太阳能光伏板的姿态不需要改变；如果只有pc1、pc3受太阳光照射，则第一放大器输出高电平信号，如果只有pc2、pc4受太阳光照射，则第二放大器输出高电平信号，这两种情况下，可能引发控制装置调整当前太阳能光伏板的姿态。

为了使得所述搬运机器人能够更加稳定地载物和运输货物，本发明实施例还对于所述搬运机器人的车轮组件进行了改进，所述车轮组件包括一个外轮和一个内轮，所述外轮沿其内圆周开设一个第一凹槽，所述内轮固设于所述第一凹槽内，所述车轮组件还包括一个平衡件，所述平衡件滑动设置于所述内轮的外圆周且收容于所述第一凹槽内，所述平衡件的重力大于所述平衡件与所述内轮之间的摩擦力。所述平衡件的长度为所述内轮周长的六分之一。对于车轮组件的改进目的在于，运动机构中的平衡件由于其自身的重力而始终保持在内轮的下方，从而使搬运机器人车轮重心较稳定，在行使的过程中不易翻车。

为了提升所述搬运机器人的智能性，本发明实施例提供的控制器为配设有电子眼的控制器，所述电子眼为用于识别预设路标的图像拍摄与识别装置，所述预设路标由黑色背景正六边形轮廓和多个白色特征部构成，所述特征部为实心圆。黑白色的预设路标设计能够避免当光照范围大幅变化时，识别效果不理想的问题。正六边形轮廓的设计是为了路标与电子眼的摄像头即使在姿态完全不同的情况下，电子眼也能准确识别出路标，而白色实心圆设计能够使得在深度离焦条件下，能够避免在在图像识别过程中，图像经过二值化之后特征部产生粘连。

具体地，所述电子眼如图4所示，包括：

图像摄取单元，用于拍摄在所述搬运机器人行进过程中出现的预设路标。

图像预处理单元，用于对拍摄到的包含预设路标的图像进行裁剪以得只包括预设路标的目标图像。

特征提取单元，用于对所述目标图像进行特征提取以得到关键点描述子。

具体地，在所述特征提取单元如图5所示，包括：

分析器，用于构建所述目标图像的多个分析模板，所述分析模板的获取公式为m(x,y,s)＝(t(x,y,ks)-t(x,y,s))*i(x,y)，其中i(x,y)为目标图像区域，s标识图像的平滑程度，t(x,y)为模糊子，其中，模糊子中使用的模糊模板的大小为m*n；

提取器，得到基于分析模板的关键点描述子：对分析模板进行泰勒展开，并求其极值点得到关键点坐标，关键点处的灰度值构成关键点描述子。

所述控制器如图6所示，包括电子眼，还包括：

控制指令存储单元，用于存储规范关键点描述子，所述规范关键点描述子为根据控制指令对应的预设路标提取出的关键点描述子。

控制指令初判单元，用于将特征提取单元中得到的关键点描述子与控制指令存储单元中的关键点描述子一一比对，并得到疑似目标关键点描述子，所述疑似目标关键点描述子为与所述特征提取单元中得到的关键点描述子欧式距离最为接近规范关键点描述子。

控制指令确认单元，用于判断所述疑似目标关键点描述子与所述特征提取单元中得到的关键点描述子的欧式距离是否小于预设阈值，若是，则将所述目标关键点描述子对应的控制指令作为所述搬运机器人得到的控制指令，并根据所述得到的控制指令控制车轮组件43运动。

本发明实施例提供的基于电子眼的控制装置能够使得搬运机器人根据某种预设路标而自行运动，从而显著提升其智能性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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。