楼宇共享垃圾分类回收机器人及方法与流程

本发明属于智能家居机器人领域，特别涉及一种楼宇共享垃圾分类回收机器人及方法。

背景技术：

随着城市化进程的不断推进，城市生活节奏不断加快，随之而来的是生活垃圾的加剧增加。现阶段，在垃圾回收问题上，高层居民的生活垃圾往往无法及时处理，容易滋生细菌，危害居民健康。此外，在垃圾分类问题上，我国城市居民垃圾分类情况较差，一般仅分为可回收和不可回收两类，多数情况下垃圾的回收工作还需要环卫工人的后期工作。

现有技术中的垃圾回收机器人无法进行楼层间的移动，作业范围有限，无法面向小区住户，直接到住户家门口进行垃圾回收；而且无法对回收的垃圾进行分类识别。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种楼宇共享垃圾分类回收机器人，来解决城市居民垃圾无法及时回收和分类的问题。

本发明的另一个目的是提供一种楼宇共享垃圾分类回收方法。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种楼宇共享垃圾分类回收机器人，该机器人包括移动平台9、垃圾箱8、微型工控机6、气压驱动模块5、深度相机1、颜色传感器3、网关模块2和远程控制终端。

所述移动平台9包括左右车轮7、一对分别驱动左右车轮7转动的电机10、控制电机10的单片机4和电池11。

所述微型工控机6、深度相机1和网关模块2分别固定安装在移动平台9的前部。

所述垃圾箱8布置在移动平台9的后部，垃圾箱8的底面与移动平台9之间设置有通过气压驱动模块5驱动的气压缸，且垃圾箱8的底面的一侧与移动平台9的一侧通过销连接。

所述颜色传感器3安装在垃圾箱8内部。

所述微型工控机6分别与气压驱动模块5、深度相机1、颜色传感器3、网关模块2以及移动平台9的单片机4和电池11连接；所述微型工控机6内置小区及楼宇地图，并通过网关模块2分别与远程控制终端和楼宇电梯的控制系统连接通讯。

所述机器人进一步包括设置在移动平台9的前部顶端的蓝牙信号接收器。

一种利用所述的楼宇共享垃圾分类回收机器人的楼宇共享垃圾分类回收方法，该方法包括：

a、与远程控制终端和楼宇电梯的控制系统连接通讯：

楼宇用户通过远程控制终端呼叫在指定地点待命的楼宇共享垃圾分类回收机器人，同时向机器人发送用户的门牌号；

机器人确认到达发送指令的用户门口后，微型工控机6通过网关模块2向远程控制终端发送到达提醒，通知用户倒垃圾；

用户将用垃圾分类袋装好的一类垃圾投入机器人的垃圾箱8内，并通过远程控制终端向机器人发出完成垃圾投放指令；

机器人在移动过程中通过网关模块2与楼宇电梯的控制系统连接通讯，实现楼层间的运动；

b、路线规划：

机器人的微型工控机6通过网关模块2收到用户的呼叫指令后，微型工控机6根据用户的门牌号和内置的小区及楼宇地图规划接收垃圾行进路线，同时开启呼叫指令屏蔽；

机器人的微型工控机6确定目标垃圾集中箱后，微型工控机6根据目标垃圾集中箱的位置和内置的小区及楼宇地图规划倾倒垃圾行进路线；

c、道路避障：

机器人根据行进路线移动，在移动过程中，机器人通过深度相机1实时采集周围环境图像并反馈给微型工控机6，微型工控机6对深度相机1的环境图像进行识别，并根据识别结果向移动平台9的单片机4发出控制指令，由单片机4控制两个电机10的转动，实现避障；

d、垃圾类型识别：

机器人的颜色传感器3对垃圾箱8内的垃圾分类袋的颜色进行识别，微型工控机6根据垃圾分类袋的颜色判断出垃圾类型，进而确定目标垃圾集中箱；

e、垃圾倾倒：

机器人确认到达目标垃圾集中箱附近后，微型工控机6控制气压驱动模块5使气压缸伸展，将垃圾箱8内的垃圾分类袋倾倒至目标垃圾集中箱内；然后微型工控机6控制气压驱动模块5使气压缸复位，并解除呼叫指令屏蔽。

所述方法进一步包括位置确认的步骤：机器人到达用户门口或目标垃圾集中箱附近后，通过深度相机1扫描用户门口处或目标垃圾集中箱上的二维码，并反馈给微型工控机6，微型工控机6对二维码进行识别，判断机器人是否到达准确位置，如果机器人未到达准确位置，微型工控机6重新根据用户的门牌号或目标垃圾集中箱规划新的行进路线，机器人根据新的行进路线行进。

所述楼宇共享垃圾分类回收方法进一步包括机器人自动充电步骤：微型工控机6检测电池11的电量，当电池11的电量低于一次工作所需的电量时，启动充电程序并自动巡线到达充电桩进行充电，同时开启呼叫指令屏蔽。

所述自动充电步骤具体过程为：机器人的充电桩不断发出蓝牙信号，机器人设置在移动平台9的前部顶端的蓝牙信号接收器接收到蓝牙信号，藉由反射式测距来定位充电桩的位置，计算与充电桩之间的距离，最终到达充电基座开始充电，当电量达到100％时，机器人启动工作程序，回到待命地点继续待命。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

本发明的垃圾分类回收机器人可通过网关模块2控制小区楼内电梯，从而进行楼层间的移动，到达各个用户家，并且可以通过颜色传感器识别垃圾袋颜色，从而对垃圾进行分类处理。当机器人电量不足时，该机器人可自动行进至充电桩处进行充电，自主化较高。

附图说明

图1a为本发明的楼宇共享垃圾分类回收机器人的结构示意图；

图1b为本发明的楼宇共享垃圾分类回收机器人的垃圾倾倒状态示意图；

图2为本发明的楼宇共享垃圾分类回收机器人的控制系统框图。

其中的附图标记为：

1深度相机

2网关模块

3颜色传感器

4单片机

5气压驱动模块

6微型工控机

7车轮

8垃圾箱

9移动平台

10电机

11电池

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。

如图1a和图1b所示，一种楼宇共享垃圾分类回收机器人，包括移动平台9、垃圾箱8、微型工控机6、气压驱动模块5、深度相机1、颜色传感器3、网关模块2和远程控制终端。

所述移动平台9包括左右车轮7、一对分别驱动左右车轮7转动的电机10、控制电机10的单片机4和电池11。

所述微型工控机6、深度相机1和网关模块2分别固定安装在移动平台9的前部，所述深度相机1进行环境建图以及二维码识别。

所述垃圾箱8布置在移动平台9的后部，垃圾箱8的底面与移动平台9之间设置有通过气压驱动模块5驱动的气压缸，且垃圾箱8的底面的一侧与移动平台9的一侧通过销连接。

所述颜色传感器3安装在垃圾箱8内部，用于对投入垃圾箱8内的垃圾分类袋的颜色进行识别。

所述微型工控机6分别与气压驱动模块5、深度相机1、颜色传感器3、网关模块2以及移动平台9的单片机4和电池11连接。所述微型工控机6内置小区及楼宇地图，并通过网关模块2分别与远程控制终端和楼宇电梯的控制系统连接通讯。

所述楼宇共享垃圾分类回收机器人进一步包括设置在移动平台9的前部顶端的蓝牙信号接收器，用于接收机器人的充电桩发出蓝牙信号，实现自动充电。

一种利用楼宇共享垃圾分类回收机器人的楼宇共享垃圾分类回收方法，包括：

a、与远程控制终端和楼宇电梯的控制系统连接通讯：

楼宇用户通过远程控制终端(如手机app)呼叫在指定地点待命的楼宇共享垃圾分类回收机器人，同时向机器人发送用户的门牌号；

机器人确认到达发送指令的用户门口后，微型工控机6通过网关模块2向远程控制终端发送到达提醒，通知用户倒垃圾；

用户将用垃圾分类袋装好的一类垃圾投入机器人的垃圾箱8内，并通过远程控制终端向机器人发出完成垃圾投放指令；

机器人在移动过程中通过网关模块2与楼宇电梯的控制系统连接通讯，实现楼层间的运动；

b、路线规划：

机器人的微型工控机6通过网关模块2收到用户的呼叫指令后，微型工控机6根据用户的门牌号和内置的小区及楼宇地图规划接收垃圾行进路线，同时开启呼叫指令屏蔽，即屏蔽其他用户的呼叫指令；

机器人的微型工控机6确定目标垃圾集中箱后，微型工控机6根据目标垃圾集中箱的位置和内置的小区及楼宇地图规划倾倒垃圾行进路线；

c、道路避障：

机器人根据行进路线移动，在移动过程中，机器人通过深度相机1实时采集周围环境图像并反馈给微型工控机6，微型工控机6对深度相机1的环境图像进行识别，并根据识别结果向移动平台9的单片机4发出控制指令，由单片机4控制两个电机10的转动，实现避障；

d、垃圾类型识别：

机器人的颜色传感器3对垃圾箱8内的垃圾分类袋的颜色进行识别，微型工控机6根据垃圾分类袋的颜色判断出垃圾类型，进而确定目标垃圾集中箱；

e、垃圾倾倒：

机器人确认到达目标垃圾集中箱附近后，微型工控机6控制气压驱动模块5使气压缸伸展，将垃圾箱8内的垃圾分类袋倾倒至目标垃圾集中箱内；然后微型工控机6控制气压驱动模块5使气压缸复位，并解除呼叫指令屏蔽。

优选地，所述楼宇共享垃圾分类回收方法进一步包括位置确认的步骤：机器人到达用户门口或目标垃圾集中箱附近后，通过深度相机1扫描用户门口处或目标垃圾集中箱上的二维码，并反馈给微型工控机6，微型工控机6对二维码进行识别，判断机器人是否到达准确位置，如果机器人未到达准确位置，微型工控机6重新根据用户的门牌号或目标垃圾集中箱规划新的行进路线，机器人根据新的行进路线行进。

优选地，所述楼宇共享垃圾分类回收方法进一步包括机器人自动充电步骤：微型工控机6检测电池11的电量，当电池11的电量低于一次工作所需的电量时，启动充电程序并自动巡线到达充电桩进行充电，同时开启呼叫指令屏蔽，即屏蔽所有用户的呼叫指令。

具体过程为：机器人的充电桩不断发出蓝牙信号，机器人设置在移动平台9的前部顶端的蓝牙信号接收器接收到蓝牙信号，藉由反射式测距来定位充电桩的位置，计算与充电桩之间的距离，最终到达充电基座开始充电，当电量达到100％时，机器人启动工作程序，回到待命地点继续待命。

本发明的工作过程如下：

根据垃圾类型不同，将居民生活垃圾分为“可回收垃圾”、“厨房垃圾”、“有害垃圾”和“其他垃圾”回收四类。给居民分发垃圾袋，其中垃圾袋分蓝、黄、黑和红四种颜色，其中，蓝色垃圾袋用于装“可回收垃圾”；黄色垃圾袋用于装“厨房垃圾”；黑色垃圾袋用于装“有害垃圾”；红色垃圾袋用于装“其他垃圾”。用户通过远程控制终端(如手机app)呼叫在指定地点待命的楼宇共享垃圾分类回收机器人，同时向机器人发送用户的门牌号；机器人的微型工控机6通过网关模块2收到用户的呼叫指令后，根据用户的门牌号和内置的小区及楼宇地图规划行进路线，同时屏蔽其他用户的呼叫指令；机器人到达用户门口后，通过深度相机1扫描用户门口处的二维码，并反馈给微型工控机6，微型工控机6对二维码进行识别，判断机器人是否到达准确位置，如果机器人未到达准确位置，微型工控机6重新根据用户的门牌号和内置的小区及楼宇地图规划新的行进路线，机器人根据新的行进路线行进；如果机器人已到达准确位置，微型工控机6通过网关模块2向远程控制终端发送到达提醒，通知用户倒垃圾；用户将用垃圾分类袋装好的一类垃圾投入机器人的垃圾箱8内，并通过远程控制终端向机器人发出完成垃圾投放指令；机器人的颜色传感器3对垃圾箱8内的垃圾分类袋的颜色进行识别，微型工控机6根据垃圾分类袋的颜色判断出垃圾类型，进而确定目标垃圾集中箱；微型工控机6根据目标垃圾集中箱的位置和内置的小区及楼宇地图规划行进路线；机器人到目标垃圾集中箱附近后，通过深度相机1扫描目标垃圾集中箱上的二维码，并反馈给微型工控机6，微型工控机6对二维码进行识别，判断机器人是否到达准确位置，如果机器人未到达准确位置，微型工控机6重新根据目标垃圾集中箱和内置的小区及楼宇地图规划新的行进路线，机器人根据新的行进路线行进；如果机器人已到达准确位置，微型工控机6控制气压驱动模块5使气压缸伸展，将垃圾箱8内的垃圾分类袋倾倒至目标垃圾集中箱内，然后微型工控机6控制气压驱动模块5使气压缸复位，完成垃圾倾倒。机器人在移动过程中，通过深度相机1实时采集周围环境图像并反馈给微型工控机6，微型工控机6对深度相机1的环境图像进行识别，并根据识别结果向移动平台9的单片机4发出控制指令，由单片机4控制电机10，实现避障；机器人通过网关模块2与楼宇电梯的控制系统连接通讯，实现楼层间的运动。