一种方便插拔的机器人边缘大脑模块

本发明涉及机器人，具体为一种方便插拔的机器人边缘大脑模块。

背景技术：

1、随着科技的发展，国内移动机器人市场日益成熟，现有的机器人已具备3d全景移动、避障等成熟技术，逐渐进入实用领域，而为了提升机器人的使用场景以及其可以实现的功能，通常会给机器人集成安装不同的作业模块，从而使其可以在各行各业帮助人们进行生产以及生活。

2、现有的高智能化机器人一般具有一个可以越障以及具备动力的底盘，并在机器人的内部集成或者设置有中央控制模块，以实现操控机器人实现各种动作，比如抓取、巡视、搬运等工作。

3、但是上述设备在实际使用过程中，机器人在不同场景中的传感适应能力较差，例如一些避障传感器在例如阶梯、门槛等位置时很难及时的发现进而导致机器人自身出现对场景的误判而造成机器人自身的损伤，大大降低了机器人对于自身所处环境的交互能力；鉴于此，我们提出了一种方便插拔的机器人边缘大脑模块。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种方便插拔的机器人边缘大脑模块，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种方便插拔的机器人边缘大脑模块，包括机器人本体与边缘大脑模块以及集成式可插拔组件，所述机器人本体包括本体对接基座、升降控制机构、水平及上下旋转装置，所述可插拔组件包括有可插拔摄像头/耳机、可插拔平板控制屏以及可插拔传感器，所述边缘大脑控制模块采用gpu边缘芯片，控制各类设备，对感知数据进行实时处理和融合，生成控制指令并反馈给机器人系统，所述边缘大脑控制模块与升降控制机构、水平及上下旋转装置、可插拔组件电性连接，所述边缘大脑控制模块内置蓝牙模块。

3、优选的，所述本体对接基座包括电源模块、电源管理模块、短路保护模块、usb-c接口、热插拔控制模块，所述电源模块的接口采用磁性连接设计，以保证电源接口在机器人移动或受到外力影响时自动断开，避免意外损坏或拖拽，并且usb-c接口设置有多组，并且多组usb-c接口采用集线器或多路扩展器设计，确保机器人的各个模块能够同时连接。

4、优选的，所述升降控制机构包括有升降对接基座、升降杆、步进电机、usb扩展对接结构，并且升降对接基座与机器人本体固定安装，同时所述升降对接基座的内部设置有usb扩展接口，用于连接感知设备，所述升降杆的下端固定在对接基座上，所述升降杆的上端设有紧固件，用于固定感知设备，升降杆内部预留线缆通道，用于连接感知设备和对接基座内部的usb扩展，所述步进电机的输出端通过螺杆-螺母结构控制升降杆上升下降。

5、优选的，所述水平及上下旋转装置包括有旋转底座、水平旋转组件、上下旋转组件以及旋转支架，所述旋转底座设置在机器人本体上，所述旋转底座上安装有水平旋转驱动组件和上下旋转驱动组件，所述水平旋转组件采用一台步进电机驱动一套齿轮-齿条或齿轮-齿轮传动系统，实现水平旋转，步进电机通过齿轮-齿轮或齿轮-齿条的啮合，带动顶部安装在旋转支架上的感知设备进行水平旋转，所述上下旋转组件采用另一组步进电机，通过蜗轮-蜗杆或齿轮-齿轮传动系统，实现上下旋转，步进电机驱动蜗轮-蜗杆或齿轮-齿轮的转动，带动感知设备在旋转支架上进行上下旋转，所述旋转支架固定感知设备，并与水平旋转组件和上下旋转组件连接，实现设备的水平和上下旋转。

6、优选的，所述可插拔摄像头/耳机包括有摄像头，所述摄像头支持rtsp协议，通过无线网络与边缘大脑进行实时视频流的传输和控制，所述摄像头上设置有标准的rtsp地址，以便于边缘大脑进行设备发现和连接，所述可插拔组件还包括音响设备，所述音响设备支持蓝牙音频协议，支持蓝牙连接，允许与边缘大脑进行双向音频数据的传输，便于与边缘大脑进行设备配对和连接，所述摄像头与音响设备采用内置可充电电池或通过与边缘大脑的连接线供电，内置电池可以提供设备的无线使用，而连接线供电则可以提供持续稳定的电源。

7、优选的，所述摄像头以及音响设备均采用可插拔式设计，并且所述摄像头以及音响设备的插拔接口均设置为usb-c接口，所述摄像头以及音响设备的外壁上均设置有通用安装接口，所述通用安装接口包括1/4英寸螺纹孔、磁吸或卡扣，以便于与旋转支架或其他固定结构连接。

8、优选的，所述可插拔平板控制屏采用android操作系统，使其易于开发和定制，可以安装和运行来自边缘大脑的应用程序，以实现设备控制和数据展示等功能，所述平板控制屏支持wi-fi和蓝牙连接，允许与边缘大脑进行双向数据传输，其中wi-fi可用于与边缘大脑进行较大数据量的传输，如视频流；蓝牙可用于实时控制信号和较小数据量的传输，所述可插拔平板的插拔连接部采用usb-c接口进行连接，同时，所述可插拔平板控制屏采用内置可充电电池或通过与边缘大脑的连接线供电，其中内置电池可以实现设备的无线使用，而连接线供电则可以提供持续稳定的电源。

9、优选的，所述可插拔传感器包括有触觉传感器、嗅觉传感器、味觉传感器、环境传感器以及运动传感器，所述触觉传感器采用压力传感器、振动传感器和电容触摸传感器组合而成，从而捕获物体的形状、质地、重量等信息，以实现触觉交互和探测，所述嗅觉传感器采用气体传感器和化学传感器结合而成，以检测空气中的气体浓度、气味等信息，以实现嗅觉监测和分析，所述味觉传感器采用电子舌技术，所述电子舌技术是一种基于化学传感器阵列的设备，可以检测溶液中的化学成分和浓度，从而实现味觉分析和识别，所述环境传感器集成温度、湿度、光照强度等环境传感器，以实时监测周围环境的变化，从而使模拟大脑具备环境感知能力，所述运动传感器使用加速度计、陀螺仪和磁力计等运动传感器，监测设备的加速度、角速度和方向等信息，为模拟大脑提供运动感知能力。

10、优选的，所述机器人本体内部设置有集成边缘计算平台，所述集成边缘计算平台与触觉传感器、嗅觉传感器、味觉传感器、环境传感器以及运动传感器电性连接，具体的，所述集成边缘计算平台的串联接口采用usb-c接口，以使得触觉传感器、嗅觉传感器、味觉传感器、环境传感器以及运动传感器等均可以实现插拔使用，从而负责接收来自各个传感器的数据，进行实时处理和分析，并根据需要生成相应的控制指令。

11、优选的，所述边缘大脑控制模块包括有nvidia jetson agx xavier开发套件，并且边缘大脑控制模块中安装linux操作系统，同时在linux操作系统中安装有nvidiajetson sdk，所述nvidia jetson sdk包括有cuda、cudnn、tensorrt、deepstream等深度学习和图像处理库，有助于实现高效的数据处理和分析。

12、与现有技术相比，本发明提供了一种方便插拔的机器人边缘大脑模块，具备以下有益效果：

13、1、该方便插拔的机器人边缘大脑模块，通过设置有边缘大脑控制模块来控制升降控制机构以及水平及上下旋转装置，以使得机器人自身具有良好的越障能力，同时可以通过边缘大脑控制模块的控制调整机器人自身的姿态，使其可以获得更加稳定的行进能力，同时通过其可插拔式的usb-c接口的设计，使得其拥有众多功能拓展性，从而提升机器人的应用效果和应用场景。

14、2、该方便插拔的机器人边缘大脑模块，通过在边缘大脑控制模块的内部内置有自然语言处理能力，可实现智能问答功能，同时又在其内部内置有5g/4g和wifi通信模块，也可以直接与云平台交互，满足用户需求，并起到控制机器人底盘的作用，而边缘大脑控制模块内置的语音识别及人脸识别功能可以使得机器人可以实现本地处理，降低对云端平台算力的依赖。

15、3、该方便插拔的机器人边缘大脑模块，通过在机器人内设置有高精度的行为识别算法，能够识别外部环境中的各种行为，以便于机器人采取不同的应对方式，而设置有升降机构来控制传感器以及摄像头的位置，以使得机器人可以获得新的视角观察周围的人和物体，从而提高机器人的应用场景。