CN108702919A - 多功能智能移动机器人 - Google Patents

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许晓蓓
赵海燕
高飞
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刘玮洁
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    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D34/00—Mowers; Mowing apparatus of harvesters
    • A01D34/01—Mowers; Mowing apparatus of harvesters characterised by features relating to the type of cutting apparatus
    • A01D34/412—Mowers; Mowing apparatus of harvesters characterised by features relating to the type of cutting apparatus having rotating cutters
    • A01D34/63—Mowers; Mowing apparatus of harvesters characterised by features relating to the type of cutting apparatus having rotating cutters having cutters rotating about a vertical axis
    • A01D34/64—Mowers; Mowing apparatus of harvesters characterised by features relating to the type of cutting apparatus having rotating cutters having cutters rotating about a vertical axis mounted on a vehicle, e.g. a tractor, or drawn by an animal or a vehicle
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P60/00—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries
    • Y02P60/12—Technologies relating to agriculture, livestock or agroalimentary industries using renewable energies, e.g. solar water pumping

Abstract

多功能智能移动机器人，涉及机器人的结构，包括机架、两个前置驱动轮、两个后置万向轮、左驱动轮电机、右驱动轮电机；在机架的上方连接电器盒，电器盒内设置控制器，控制器连接电源开关、电源、马达驱动模块，左驱动轮电机和右驱动轮电机均与马达驱动模块连接；在电器盒外部的前侧连接超声波模块和前置摄像头，超声波模块连接避障模块，避障模块与控制器连接；控制器还连接无线WIFI模块、数据传输模块、遥控接收模块、GPS模块，无线WIFI模块连接手机APP和前置摄像头，数据传输模块连接无线WIFI模块和PC机，遥控接收模块无线连接遥控发射模块，GPS模块连接地图导航APP。本发明提高效率，解决大面积的加工问题。

Description

多功能智能移动机器人
技术领域
本发明涉及机器人的结构。
背景技术
在机械加工和生活中，经常需要进行大面积的生产加工，比如：大面积激光切割作业、物料运输、快递运输、草坪修整、远程勘察与监控等工作场合。而通常需要大型专用加工设备，其价格昂贵同时也耗费大量人力物力，工作效率低下。
例如：大面积的绿化草坪每年春季开始生长，且生长速度非常快，一般10天左右就需要修剪一次。而目前大都使用汽油割草机、背负式割草机进行草坪割草作业。割草作业时，碎草、灰尘等会随刀片产生的气流飞出，作业环境十分恶劣，同时机器产生的噪音、劳动强度都非常大。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种多功能智能移动机器人，一机多用，节约成本，提高效率，也解决了大面积的加工问题。
本发明的目的是这样实现的：多功能智能移动机器人，包括机架，在机架的下方连接两个前置驱动轮和两个后置万向轮，两个前置驱动轮为左驱动轮和右驱动轮，左驱动轮连接左驱动轮电机，右驱动轮连接右驱动轮电机；在所述机架的上方连接电器盒，电器盒内设置控制器，控制器连接电源开关、电源、马达驱动模块，所述左驱动轮电机和右驱动轮电机均与马达驱动模块连接；在所述电器盒外部的前侧连接超声波模块和前置摄像头，超声波模块连接避障模块，避障模块与控制器连接；所述控制器还连接无线WIFI模块、数据传输模块、遥控接收模块、GPS模块，无线WIFI模块连接手机APP和前置摄像头，数据传输模块连接无线WIFI模块和PC机，遥控接收模块无线连接遥控发射模块，GPS模块连接地图导航APP。
本发明是一款无线遥控可视的移动小车，是利用遥控的原理进行设计，同时也利用了太阳能技术和智能控制相结合并且可以通过无线WIFI模块将工作区域进行实时监控，解决了人工操作费时费力，室外工作的困扰，让人能够坐在室内就可以完成工作。对于不同工作要求和任务，可以选用对应的加工设施进行工作，比如：激光切割器、旋割刀具、物料盒等等。其工作效率大大提高，实现了智能工作的自动化能力。
本发明在所述机架的中间位置的下方可拆卸式连接竖向布置的旋割电机，旋割电机的输出轴连接刀具；旋割电机连接电机调速模块，电机调速模块与控制器相连接。将遥控汽车和割草刀具相结合并且通过无线WIFI模块将割草区域进行实时监控，解决了人工割草费时费力，日晒风吹的困扰，让人能够坐在家中完成工作。工作效率大大提高，实现了割草的自动化。作业人员在远处控制且可以通过视频监控就能完成割草作业，有利于保持作业人员的清洁的作业环境卫生，从而保护其身体健康。
本发明在所述机架的中间位置的下方可拆卸式连接激光切割头，激光切割头连接激光切割模块，激光切割模块与控制器相连接，进行激光切割。
本发明在所述机架的中间位置的下方可拆卸式连接物料盒，进行物料输送。
本发明在所述电器盒的上方连接太阳能电池板，太阳能电池板连接太阳能控制器，太阳能控制器连接控制器和锂电池，锂电池与控制器相连接。在室外工作时，太阳能电池板可对锂电池进行充电。
本发明的控制器连接电压表。
本发明的控制器为ARDUINO开发板。
附图说明
图1为本发明的第一种结构示意图。
图2为图1的左视图。
图3为图1的俯视图。
图4为图1的立体图。
图5为本发明的第二种结构示意图。
图6为本发明的第三种结构示意图。
图7为本发明的原理图。
具体实施方式
如图1－4所示，多功能智能移动机器人，包括机架10，在机架10的下方连接两个前置驱动轮和两个后置万向轮11，两个前置驱动轮为左驱动轮1和右驱动轮14，左驱动轮1连接左驱动轮电机2，右驱动轮14连接右驱动轮电机15。左驱动轮电机2和右驱动轮电机15为直流步进电动机，左右两轮可分别实现前进、后退、转弯等控制；并且可以实现移动精准的要求，以利于不同工作的需要。
当需要进行草坪修整时，在机架10的中间位置的下方可拆卸式连接竖向布置的旋割电机13，旋割电机13为小型高速电动机，旋割电机13的输出轴连接刀具12。
如图5所示，当需要进行激光加工时，在机架10的中间位置的下方可拆卸式连接激光切割头16。
如图6所示，当需要进行物料运输或快递运输时，在机架10的中间位置的下方可拆卸式连接物料盒17。
如图1－7所示，在机架10的上方连接电器盒7，在电器盒7的上方连接太阳能电池板6，电器盒7内设置控制器18，控制器18为ARDUINO开发板。控制器18连接电源开关8、锂电池31、电压表5，太阳能电池板6连接太阳能控制器9，太阳能控制器9连接控制器18和锂电池31。在室外工作时，太阳能电池板6可对锂电池31进行充电。
在电器盒7外部的前侧连接超声波模块4和前置摄像头3，超声波模块4连接避障模块21，避障模块21与控制器18连接。控制器18还连接遥控接收模块20、无线WIFI模块23、数据传输模块24、GPS模块27。遥控接收模块20无线连接遥控发射模块19，无线WIFI模块23连接手机APP22和前置摄像头3，数据传输模块24连接无线WIFI模块23和PC机25， GPS模块27连接地图导航APP26。
旋割电机13连接电机调速模块29，电机调速模块29与控制器18相连接。激光切割头16连接激光切割模块30，激光切割模块30与控制器18相连接。
控制器18还连接马达驱动模块28，左驱动轮电机2和右驱动轮电机15均与马达驱动模块28连接。
本发明通过手机APP可将前置摄像头的无线信号图像及时传输到手机屏幕上，方便作业人员了解和控制机器人行走路线进行遥控。GPS模块（卫星定位模块）可以实现移动机器人在室外作业时的精准定位功能，并可以根据数据传输模块进行加工坐标定位，也可以实现与地图导航APP（高德地图）软件进行实时导航进行物料或快递运输功能。
数据传输模块是无线数传模块，是数传电台的模块化产品。是指借助DSP 技术和无线电技术实现的高性能专业数据传输电台。无线数据传输广泛地运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、无线抄表、门禁系统、小区传呼等工业数据采集系统。
太阳能电池板是在室外工作是可以利用太阳能对智能移动机器人进行充电，以维持和保证机器人的电力需求。
手机APP是一款智能移动机器人的控制软件，可以通过无线WIFI模块与机器人连接并进行实时控制智能移动机器人。
本发明结构原理新颖，机电装置巧妙配合，合理利用光电两种能源；可远距离操纵割草机工作，在配备不同加工装置后可以使机器人工作范围扩大，减少工作人员劳动强度和噪声、振动伤害，机器人的全部操纵可由无线电遥控器远距离遥控实现，工作场地受限小，效率高，操作人员可远离机器，工作变得轻松愉快。
用途举例：
1、激光加工
当需要对大型零件进行切割的时候，由于现在的激光切割加工设备都是龙门架结构形式，设备比较庞大不够灵活，而利用本发明，只需要在底部安装上激光发生器，调整好激光束，利用电脑激光加工切割软件将切割路径通过无线WIFI无线模块传输给移动机器人，开启手机APP软件可以实时监测到加工环境，并控制切割加工。
2、草坪修整
由于大面积的绿化的草坪每年春季开始生长，且生长速度非常快，一般10天左右就需要修剪一次。而目前大都使用汽油割草机、背负式割草机进行草坪割草作业。割草作业时，碎草、灰尘等会随刀片产生的气流飞出，作业环境十分恶劣，同时机器产生的噪音、劳动强度都非常大。而利用本发明，只需要在底部加工装置更换为旋割刀具，开启刀具电机后就可以实现割草工作。同时可以根据需要选择手控模式和数传模块自动路径规划割草模式。作业人员在远处控制且可以通过视频监控就能完成割草作业，有利于保持作业人员的清洁的作业环境卫生，从而保护其身体健康。
3、物料运输
在工作场所中，往往需要将一些物料进行搬运移动运输，而通常企业使用人力搬运或者是大型拖车搬运，这样工作效率低下和成本也会增加。而利用本发明，只需要在机器人上安装一个可以使物料盒就可以进行运输作业，同样可以用手机APP进行遥控操作也可以电脑规划行走路线进行运送物料。
4、快递运输
由于现在大量人群网购行为，给我们物流和快递增加了繁重的工作量。人工快件的递送效率较低，而利用本发明，只需要在机器人上安装一个快件储物箱就可以进行运输作业，在快件递送过程中，首先根据快件的详细地址，通过高德地图规划出最优化的路径，配合GPS模块可以快速的送达收件人手中。取件时只需要对应的快件二维码就可以确认收发。
本发明除了上述几种应用功能外，还可以应用在只要需要代替移动的工作场合均可以使用，如：运动场地的画线、远程勘察监控、电力移动放线。

Claims (7)

1.多功能智能移动机器人，其特征在于：包括机架，在机架的下方连接两个前置驱动轮和两个后置万向轮，两个前置驱动轮为左驱动轮和右驱动轮，左驱动轮连接左驱动轮电机，右驱动轮连接右驱动轮电机；在所述机架的上方连接电器盒，电器盒内设置控制器，控制器连接电源开关、电源、马达驱动模块，所述左驱动轮电机和右驱动轮电机均与马达驱动模块连接；在所述电器盒外部的前侧连接超声波模块和前置摄像头，超声波模块连接避障模块，避障模块与控制器连接；所述控制器还连接无线WIFI模块、数据传输模块、遥控接收模块、GPS模块，无线WIFI模块连接手机APP和前置摄像头，数据传输模块连接无线WIFI模块和PC机，遥控接收模块无线连接遥控发射模块，GPS模块连接地图导航APP。
2.根据权利要求1所述多功能智能移动机器人，其特征在于：在所述机架的中间位置的下方可拆卸式连接竖向布置的旋割电机，旋割电机的输出轴连接刀具；旋割电机连接电机调速模块，电机调速模块与控制器相连接。
3.根据权利要求1所述多功能智能移动机器人，其特征在于：在所述机架的中间位置的下方可拆卸式连接激光切割头，激光切割头连接激光切割模块，激光切割模块与控制器相连接。
4.根据权利要求1所述多功能智能移动机器人，其特征在于：在所述机架的中间位置的下方可拆卸式连接物料盒。
5.根据权利要求1所述多功能智能移动机器人，其特征在于：在所述电器盒的上方连接太阳能电池板，太阳能电池板连接太阳能控制器，太阳能控制器连接控制器和锂电池，锂电池与控制器相连接。
6.根据权利要求1所述多功能智能移动机器人，其特征在于：所述控制器连接电压表。
7.根据权利要求1所述多功能智能移动机器人，其特征在于：所述控制器为ARDUINO开发板。
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