一种可智能补货的自动化机器人的制作方法

本实用新型涉及一种自动化机器人，特别是涉及一种超市智能补货机器人。

背景技术：

随着电商行业的发展，在北京、上海、广州等各大城市，无人超市已经在小规模范围内投入运行，无人超市的出现减少了一部分人力，降低了劳动力成本和超市维护成本。但是无人超市的补货还需人工进行，这与无人超市解放人力、降低人工成本的目标背道而驰，而超市智能机器人的出现有效得解决了这个问题。但是目前的超市机器人存在着一定的问题。首先，现有超市机器人造价较高，一般小型线下超市无法承担其费用。其次，现有超市机器人功能单一，仅能帮助管理者完成货物清点的任务，而无法智能补货。再有，机器人视觉识别实现困难，高准确性的物品识别模型训练难度较高，且算力要求较高，较难实现。最后，超市机器人机载廉价处理器计算能力有限无法运行识别模型，若使用高性能处理器又会大幅增加机器人造价。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可在小型线下无人超市智能补货的自动化机器人，具有自主补货、调整货物位置、归还物品等功能，降低劳动力成本和超市维护成本。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下的技术方案：

一种可智能补货的自动化机器人，包括上层板、下层板、云台舵机、机械臂、取物夹、姿态舵机、支撑柱、驱动电源、稳压模块、主控芯片、机器人循迹模块芯片、移动模块芯片、机械臂控制芯片、h桥、嵌入式核心板、方向舵机、电机、灰度板和轮子、摄像头和wi-fi模块，所述上层板上方通过云台舵机固定有机械臂，机械臂通过4个姿态舵机分3臂，臂的最上端固定有取物夹与摄像头；4个支撑柱隔开上下两层板；所述驱动电源、稳压模块、主控芯片、机器人循迹模块芯片、移动模块芯片、机械臂控制芯片、h桥、wi-fi模块和linux嵌入式核心板安装在上层板与下层板之间；在4个支撑柱的下端固定有4个方向舵机，每个方向舵机的下方，安装有组合固定好的电机和滚轮，四边的方形倒角平板每一边边缘对称安装有1块12路灰度板，通过铜柱使灰度板贴近地面。

进一步，所述在下层板4个支撑柱安装的位置按方向舵机截面积的大小和形状开贯穿孔，支撑柱紧挨方向舵机固定在方向舵机两侧。

再进一步，所述4块12路灰度板共接出48路模拟信号线，通过48路并12路模拟信号总线与循迹模块芯片连接。

更进一步，所述云台舵机和姿态舵机均为可以360度旋转的机构。

所述取物夹为可以360度旋转的夹子，取物夹内侧粘有气泡塑料膜，取物夹根部中央嵌入一个摄像头。

所述电机和滚轮无相对位移，整体转动方向由安装在其上方的方向舵机控制。

本实用新型的有益效果表现在：本实用新型结构紧凑对称，易于搬运；轮子移动自由，机械手臂伸缩自如，运送货品和摆放货品快速、精准，极大的提高了该实用新型的适用性和实用性；货品识别能力强，能够达到精准补货的效果；利用在云端计算的优势弥补了超市机器人机载廉价处理器计算能力有限无法运行识别模型，若使用高性能处理器又会大幅增加机器人造价的劣势。

附图说明

图1为本实用新型具体实施例中机器人的总装配图和机械手臂的部分装配图。

图2为本实用新型具体实施例中机器人下方小车的部分装配图。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型较佳实施例，以详细说明本实用新型的技术方案。

参照图1和图2，一种可智能补货的自动化机器人，包括上层板、下层板、云台舵机、机械臂、取物夹、姿态舵机、支撑柱、驱动电源、稳压模块、主控芯片、机器人循迹模块芯片、移动模块芯片、机械臂控制芯片、h桥、嵌入式核心板、方向舵机、电机、灰度板和轮子、摄像头和wi-fi模块，所述上层板上方通过云台舵机固定有机械臂，机械臂通过4个姿态舵机分3臂，臂的最上端固定有取物夹与摄像头；4个支撑柱隔开上下两层板；所述驱动电源、稳压模块、主控芯片、机器人循迹模块芯片、移动模块芯片、机械臂控制芯片、h桥、wi-fi模块和linux嵌入式核心板安装在上层板与下层板之间；在4个支撑柱的下端固定有4个方向舵机，每个方向舵机的下方，安装有组合固定好的电机和滚轮，四边的方形倒角平板每一边边缘对称安装有1块12路灰度板，通过铜柱使灰度板贴近地面。

进一步，所述在下层板4个支撑柱安装的位置按方向舵机截面积的大小和形状开贯穿孔，支撑柱紧挨方向舵机固定在方向舵机两侧。

再进一步，所述4块12路灰度板共接出48路模拟信号线，通过48路并12路模拟信号总线与循迹模块芯片连接。

更进一步，所述云台舵机和姿态舵机均为可以360度旋转的机构。

所述取物夹为可以360度旋转的夹子，取物夹内侧粘有气泡塑料膜，取物夹根部中央嵌入一个摄像头。

所述电机和滚轮无相对位移，整体转动方向由安装在其上方的方向舵机控制。

图1中的11是取物夹，夹叶内侧粘有气泡塑料膜，可以增大与货物的接触面积，防止货物损坏；10是控制取物夹张合的舵机，使得两片夹叶可以0-90度自由同步张合，有一个usb摄像头安装在10的舵机座的前方，在机器人行进过程中实时拍照记录货架信息；9是姿态舵机，控制取物夹的旋转方向；5和8是长u形舵机支架，用来增加机械手臂的长度，方便机械手臂对更高的货架上面的货品进行操作；6是连接板，连接两个姿态舵机，使机械手臂更具有灵活性；7、4和3是姿态舵机，可以360度旋转，连接长u形舵机支架，使各个臂伸缩自如，灵活调节机械手臂的整体高度；2是机械臂云台舵机，可以360度旋转，决定机械臂的伸展方向，1是运动小车。

图2中的12是小车的支撑结构，分为上下两层板，上层板支撑机械手臂，上下两层板之间用支撑柱相连，对称放有五组芯片，下层板下方连接有灰度板、方向舵机、电机和轮子。

图2中的13是五组芯片，对称分布在上下两块板之间。中间的一组芯片包含有：3节4.2v的串联电源，为整个机器人提供12v电力供应；3.3v稳压模块，为4块stm32芯片提供正常工作电压；5v稳压模块，为h桥提供正常工作电压；主控stm32芯片，控制着机器人循迹模块、移动模块、机械臂、摄像头和linux嵌入式核心板；控制移动模块的stm32芯片，直接控制4个方向舵机的旋转和2个h桥；控制机械臂的stm32芯片，直接控制4个姿态舵机、云台舵机和取物夹的动作；linux嵌入式核心板，将云端视觉识别模型的调用结果返回主控芯片。四周的四组芯片包含有：2个h桥，控制4个电机的正转反转和输出功率，进而控制轮子的转速；6.8v稳压器，为所有的舵机提供正常的工作电压；四路分时通道选择mos管，在4块12路灰度板中轮转，每间隔5毫秒选择一块灰度板(12路)的模拟信号发送给循迹模块的stm32芯片；控制循迹模块的stm32芯片，控制四路分时通道选择mos管，主动接收传送回来的模拟信号并进行adc换算和阈值处理。

图2中的14是12路灰度板，用铜柱连在下层板的下方，使其贴近地面，返回的路径灰度信息更加准确，方形倒角下层板的每一边下方都有一块灰度板，确定小车的循迹情况；15是方向舵机，控制电机和轮子的整体方向，使其可以360度旋转；16是电机，控制轮子正转反转和轮子的转速；17是轮子，承载整个机器人的重量，落实移动模块芯片发出的驶动、加速、停止等命令。