CN205394603U - 一种智能捕捉机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能捕捉机器人，其包括处理器、与处理器电性连接的Kinect传感器、置于地面的全向移动平台、设于全向移动平台的控制器、安装于全向移动平台上侧的承载桶，所述全向移动平台包括承托支架、设于承托支架底部的全向轮、驱动全向轮的全向轮电机，所述控制器包括与处理器通讯连接的传输通讯模块、与传输通讯模块电性连接的控制模块、与控制模块电性连接的电机驱动模块，所述电机驱动模块与所述全向轮电机电性连接。Kinect传感器用于跟踪全向移动平台和被抛出物体三维坐标；计算机接收三维坐标位置并计算被抛出物体的落点坐标和落点时间，并传送指令控制全向移动平台向指定的地点移动，使承载桶接住物体完成捕捉。

Description

一种智能捕捉机器人

技术领域

本实用新型涉及一种机器人，尤其涉及一种智能捕捉机器人。

背景技术

机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置，它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，还可基于人工智能技术制定的原则纲领行动。一般来说，机器人的任务是协助或取代人类的工作，例如生产业、建筑业或者危险行业的工作。移动机器人是集环境感知、动态决策与规划、行为控制与执行等多种功能于一体的综合系统，可代替人到危险、恶劣或极端环境中执行任务，完成侦察、巡逻、警戒、反恐、排爆、科学考察及采样等，从而在诸如求援、科考、军事等领域具有巨大的应用价值。

在现有技术中，大部分的机器人都已具备一定的感知功能，如摄像头提供视，麦克风提供听，扬声器提供说。以遥控机器人为例，其通过操作者遥控完成各种远程作业。机器人如果要完成捕捉抛出物体的功能，需要在机器人本身内部添加了各种各样的传感器和控制系统，机器人的自身重量、成本和技术均都过高，不适合一些对成本较敏感的行业，例如玩具行业、智能家居行业等。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够自动识别抛出物体位置并自行移动到抛出物体落地位置捕捉住抛出物体的智能捕捉机器人。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种智能捕捉机器人，其包括处理器、与处理器电性连接的Kinect传感器、置于地面的全向移动平台、设于全向移动平台的控制器、安装于全向移动平台上侧的承载桶，所述全向移动平台包括承托支架、设于承托支架底部的全向轮、驱动全向轮的全向轮电机，所述控制器包括与处理器通讯连接的传输通讯模块、与传输通讯模块电性连接的控制模块、与控制模块电性连接的电机驱动模块，所述电机驱动模块与所述全向轮电机电性连接。

作为本实用新型智能捕捉机器人的技术方案的一种改进，所述处理器是包括无线通讯模块的计算机，所述无线通讯模块与传输通讯模块实现无线信号传输对接。

作为本实用新型智能捕捉机器人的技术方案的一种改进，所述无线通讯模块与传输通讯模块是WIFI通信模块或红外传输模块或蓝牙或4G网络。

作为本实用新型智能捕捉机器人的技术方案的一种改进，所述承载桶设有盖子，所述盖子一侧铰接于承载桶的桶口边缘，承载桶或承托支架设有驱动盖子张开闭合的开合驱动装置。

作为本实用新型智能捕捉机器人的技术方案的一种改进，所述开合装置包括与一端盖子的外延伸柄铰接的连杆，连杆的另一端与伸缩器连接，所述伸缩器与所述控制模块电性连接。

作为本实用新型智能捕捉机器人的技术方案的一种改进，所述伸缩器是气缸或液压缸或直线电机。

本实用新型的有益效果在于：Kinect传感器安装在离机器人0.4m~8m的范围内，用于跟踪全向移动平台和被抛出物体三维坐标；计算机接收到Kinect传感器获取的自动捕捉机器人和被抛出物体三维坐标位置，计算被抛出物体的落点坐标和落点时间，并将落点坐标和落点时间传送给全向移动平台；计算机传送指令控制全向移动平台向指定的地点移动，使全向移动平台根据落点坐标和落点时间自动移动到指定位置，当物体落地时全向移动平台上侧的承载桶接住物体完成捕捉，从而使智能捕捉机器人能够自动识别抛出物体位置并自行移动到抛出物体落地位置捕捉住抛出物体。

附图说明

图1为本实用新型一种智能捕捉机器人的构造示意图。

具体实施方式

下面结合附图来进一步说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型一种智能捕捉机器人，其包括处理器11、与处理器11电性连接的Kinect传感器12、置于地面的全向移动平台、设于全向移动平台的控制器、安装于全向移动平台上侧的承载桶18，所述全向移动平台包括承托支架15、设于承托支架底部的全向轮16、驱动全向轮的全向轮电机，所述控制器包括与处理器通讯连接的传输通讯模块、与传输通讯模块电性连接的控制模块、与控制模块电性连接的电机驱动模块，所述电机驱动模块与所述全向轮电机电性连接。Kinect传感器安装在离机器人0.4m~8m的范围内，用于跟踪全向移动平台和被抛出物体三维坐标；计算机接收到Kinect传感器获取的自动捕捉机器人和被抛出物体三维坐标位置，计算被抛出物体的落点坐标和落点时间，并将落点坐标和落点时间传送给全向移动平台；计算机传送指令控制全向移动平台向指定的地点移动，使全向移动平台根据落点坐标和落点时间自动移动到指定位置，当物体落地时全向移动平台上侧的承载桶接住物体完成捕捉，从而使智能捕捉机器人能够自动识别抛出物体位置并自行移动到抛出物体落地位置捕捉住抛出物体。

更佳地，所述处理器11是包括无线通讯模块的计算机，所述无线通讯模块与传输通讯模块实现无线信号传输对接，通过无线数据传输，避免线路阻碍从而使得全向移动平台方便地向各处移动，自由无阻碍。

更佳地，所述无线通讯模块与传输通讯模块是WIFI通信模块或红外传输模块或蓝牙或4G网络，都可以实现无线数据传输，便于全向移动平台自由无阻碍地向指定位置移动。

更佳地，所述承载桶18设有盖子19，所述盖子一侧铰接于承载桶18的桶口边缘，承载桶18或承托支架设有驱动盖子张开闭合的开合驱动装置22，从而可以控制开合盖子，打开盖子捕捉物体然后盖上盖子。

本实用新型中的智能捕捉机器人将移动部件与信息采集部件和控制部件分体设置。移动部件只包含机械结构和电子控制部分，减轻了移动部件的制造成本和自身重量，方便移动，提高移动的敏捷性。

其中，Kinect传感器12是一种带三维坐标扫描功能的传感器，当有物体在其检测范围0.4m~8m内时，可以感知到检测范围内所有物体的表面坐标位置，快速将三维扫描数据传送给计算机。

计算机不断监测Kinect传感器12发送过来的三维数据，对移动部件的位置进行定位，获取并实时跟踪移动部件所在位置坐标，当有被抛物体进入Kinect传感器12的检测范围以后，当前扫描数据帧和初始状态的扫描数据帧会有不同，通过两帧数据相减即可感知有被抛物体进入测量范围内，并计算出被抛物体的三维坐标，即X、Y、Z轴空间位置。计算机根据物体的空间移动坐标数据，可通过最小二乘法对轨迹方程进行拟合，并计算出他们的落点位置和落地时间，计算机根据落点位置和落地时间驱动移动部件移动到落点位置，并在落地时打开盖子，将被抛物体捕捉到承载桶内。

移动部件的移动分为两步，初定位移动和二次定位移动；当被抛物体进入检测区域后，计算机根据其坐标位置进行初步落点定位即通过最小二乘法对运动轨迹坐标进行拟合，初步计算出他们的落点位置，并将移动部件移动到指定位置；当移动部件移动到指定位置以后根据移动过程中获取的物体X、Y、Z的坐标位置重新根据最小二乘法对运动轨迹进行修正，计算出新的落点和落地时间，并控制移动部件移动到新的落点位置，在物体落地时打开盖子，将被抛物体捕捉到壳内。

更佳地，所述开合装置22包括与一端盖子的外延伸柄铰接的连杆，连杆的另一端与伸缩器连接，所述伸缩器与所述控制模块电性连接，连杆传动使得盖子绕铰接轴旋转，从而可以控制其打开或关合动作。

更佳地，所述伸缩器是气缸或液压缸或直线电机，实现伸缩推动盖子完成开合动作，实现打开盖子接物然后合上盖子。

本实用新型的一种智能捕捉机器人可以做成玩具机器人、智能垃圾桶等智能家电产品上。使用Kinect传感器对机器人和被抛物体进行三维定位，使用计算机对落点进行计算，可使用一套计算机设备作为处理器同时指挥控制多套包含全向移动平台的移动部件。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种智能捕捉机器人，其特征在于：包括处理器、与处理器电性连接的Kinect传感器、置于地面的全向移动平台、设于全向移动平台的控制器、安装于全向移动平台上侧的承载桶，所述全向移动平台包括承托支架、设于承托支架底部的全向轮、驱动全向轮的全向轮电机，所述控制器包括与处理器通讯连接的传输通讯模块、与传输通讯模块电性连接的控制模块、与控制模块电性连接的电机驱动模块，所述电机驱动模块与所述全向轮电机电性连接。

2.根据权利要求1所述的智能捕捉机器人，其特征在于：所述处理器是包括无线通讯模块的计算机，所述无线通讯模块与传输通讯模块实现无线信号传输对接。

3.根据权利要求2所述的智能捕捉机器人，其特征在于：所述无线通讯模块与传输通讯模块是WIFI通信模块或红外传输模块或蓝牙或4G网络。

4.根据权利要求1所述的智能捕捉机器人，其特征在于：所述承载桶设有盖子，所述盖子一侧铰接于承载桶的桶口边缘，承载桶或承托支架设有驱动盖子张开闭合的开合驱动装置。

5.根据权利要求4所述的智能捕捉机器人，其特征在于：所述开合装置包括与一端盖子的外延伸柄铰接的连杆，连杆的另一端与伸缩器连接，所述伸缩器与所述控制模块电性连接。

6.根据权利要求5所述的智能捕捉机器人，其特征在于：所述伸缩器是气缸或液压缸或直线电机。