CN109018071A - 一种基于磁吸附的智能吸顶机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能吸顶机器人，包括底盘、车架、驱动单元、电气单元以及磁吸附单元。驱动单元包括分别设置于车架两侧的直流电机，通过电机输出轴来提供驱动力；电气单元包括控制板、电源、开关、计算机视觉和航插，控制板用于对直流电机进行控制，计算机视觉用于对目标物进行实时捕捉和反馈，航插作为电源的充电接口；磁吸附单元包括永磁铁和挡片，永磁铁用于提供高空铁板时的吸附力，挡片用于防止永磁铁发生旋转。相比于现有技术，本申请构建为基于磁吸附的随动吊挂系统，通过计算机视觉的方式实时跟踪悬挂于机器人本体下方的卫星收放机构的动作，并与之保持同步运行，以消除收放过程的重力对运动轨迹和运动速度的影响。

Description

一种基于磁吸附的智能吸顶机器人

技术领域

本发明涉及自动化技术领域，尤其涉及一种基于磁吸附的智能吸顶机器人。

背景技术

卫星通过运载火箭送入太空轨道，为了更加有效地利用火箭内部的空间，在释放进入轨道以前，一些大面积的部件往往处于折叠收缩状态，而在脱离火箭进入轨道以后再展开运行。为确保卫星收放机构能在进入太空以后正常运行，必须在消除重力影响的环境来进行检测和验证。在现有技术中，消除重力影响的模拟测试环境主要是通过吊架和气浮的方式来实施，在这些方式中，使用过程的调节和配重工艺十分复杂，对轨道的水平度要求较高，并且辅助系统的稳定性较差。

有鉴于此，如何设计一种随动吊挂系统，以克服现有技术中的上述缺陷或不足，是业内相关技术人员需要解决的一项课题。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种基于磁吸附的智能吸顶机器人，其设计为通过计算机视觉的方式实时跟踪卫星收放机构的动作，并与之保持同步运行，以消除收放过程的重力对运动轨迹和运动速度的影响。

依据本发明的一个方面，提供了一种基于磁吸附的智能吸顶机器人，适用于对目标物进行实时对应跟随，该智能吸顶机器人包括底盘、车架、驱动单元、电气单元以及磁吸附单元，

其中，所述驱动单元包括分别设置于所述车架两侧的直流电机，并通过所述直流电机的电机输出轴来提供驱动力，所述电气单元包括控制板、电源、开关、计算机视觉和航插，所述控制板用于对所述直流电机进行控制，所述电源和所述开关提供所述控制板的电力通断，所述计算机视觉用于对所述目标物进行实时捕捉和反馈，所述航插固定于所述车架，作为所述电源的充电接口；

其中，所述磁吸附单元固定于所述车架，包括永磁铁和挡片，所述永磁铁用于提供所述智能吸顶机器人吸附在高空铁板时的吸附力，所述挡片用于防止所述永磁铁发生旋转。

在一具体实施例，所述小齿轮连接至所述车架两侧的电机输出轴，并将来自所述电机输出轴的驱动力传递至所述大齿轮，所述大齿轮与所述车轮固定连接，并通过所述大齿轮的旋转来驱动所述车轮，所述万向轮设置于所述底盘的前侧和后侧，用来支撑和辅助所述底盘的平衡。

在一具体实施例，所述车轮通过轮轴设置于所述车架，所述大齿轮与所述小齿轮通过齿轮啮合。

在一具体实施例，所述车架还包括两个铝型材的支架，用于固定所述电气单元和车身外壳。

在一具体实施例，当所述目标物的位置发生变化时，所述计算机视觉对所述目标物进行实时捕捉，并将捕捉到的运动轨迹反馈给所述控制板，所述控制板输出新的控制指令来驱动所述直流电机旋转。

在一具体实施例，设置于所述车架两侧的所述直流电机采用双电机差速驱动方式。

在一具体实施例，所述智能吸顶机器人为随动吊挂系统，藉由所述电气单元中的计算机视觉实现机器人本体跟随悬挂于机器人本体下方的所述目标物运动，以消除所述目标物运动时的重力影响。

在一具体实施例，所述目标物为卫星收放机构。

采用本发明的基于磁吸附的智能吸顶机器人，其包括底盘、车架、驱动单元、电气单元以及磁吸附单元。驱动单元包括分别设置于车架两侧的直流电机，通过电机输出轴来提供驱动力；电气单元包括控制板、电源、开关、计算机视觉和航插，控制板用于对直流电机进行控制，电源和开关提供控制板的电力通断，计算机视觉用于对目标物进行实时捕捉和反馈，航插固定于车架，作为电源的充电接口；磁吸附单元固定于车架，包括永磁铁和挡片，永磁铁用于提供智能吸顶机器人吸附在高空铁板时的吸附力，挡片用于防止所述永磁铁发生旋转。相比于现有技术，本申请构建为基于磁吸附的随动吊挂系统，通过计算机视觉的方式实时跟踪悬挂于机器人本体下方的卫星收放机构的动作，并与之保持同步运行，以消除收放过程的重力对运动轨迹和运动速度的影响。因此，当吸顶机器人的运动轨迹和运动速度与目标物的运动轨迹和运动速度保持一致时，即可实现对卫星可展开天线吊点运动的实时对应跟随。此外，本申请的智能吸顶机器人还能够实现多台智能联控，以实现更为复杂、精度更高的跟随运动。

附图说明

读者在参照附图阅读了本发明的具体实施方式以后，将会更清楚地了解本发明的各个方面。其中，

图1示出依据本申请的一实施例，基于磁吸附的智能吸顶机器人的外部轮廓图；以及

图2示出图1的智能吸顶机器人在移除车身外壳之后的内部结构示意图。

数字标记：

车身外壳1、计算机视觉2、开关3、支架4、电源5、控制板6、轮轴7、车轮8、永磁铁9、万向轮10、挡片11、大齿轮12、直流电机13、小齿轮14、航插15、车架16

具体实施方式

为了使本申请所揭示的技术内容更加详尽与完备，可参照附图以及本发明的下述各种具体实施例，附图中相同的标记代表相同或相似的组件。然而，本领域的普通技术人员应当理解，下文中所提供的实施例并非用来限制本发明所涵盖的范围。此外，附图仅仅用于示意性地加以说明，并未依照其原尺寸进行绘制。

下面参照附图，对本发明各个方面的具体实施方式作进一步的详细描述。

图1示出依据本申请的一实施例，基于磁吸附的智能吸顶机器人的外部轮廓图，图2示出图1的智能吸顶机器人在移除车身外壳之后的内部结构示意图。

参照图1～图2，在该实施例中，本申请的基于磁吸附的智能吸顶机器人包括底盘、车架16、驱动单元、电气单元以及磁吸附单元。例如，车架16还包括两个铝型材的支架4，用于固定电气单元和车身外壳1。较佳地，设置于车架16两侧的直流电机13采用双电机差速驱动方式。并且，智能吸顶机器人为随动吊挂系统，藉由电气单元中的计算机视觉2实现机器人本体跟随悬挂于机器人本体下方的目标物运动，从而消除目标物运动时的重力影响。

详细而言，驱动单元包括分别设置于车架16两侧的直流电机13，并通过直流电机13的电机输出轴来提供驱动力。电气单元包括控制板6、电源5、开关3、计算机视觉2和航插15，控制板6用于对直流电机13进行控制，电源5和开关3提供控制板6的电力通断，计算机视觉2用于对目标物进行实时捕捉和反馈，航插15固定于车架16，作为电源5的充电接口。磁吸附单元固定于车架16，包括永磁铁9和挡片11，永磁铁9用于提供智能吸顶机器人吸附在高空铁板时的吸附力，挡片11防止永磁铁9发生旋转。

此外，智能吸顶机器人的底盘包括小齿轮14、大齿轮12、车轮8、主动轮和万向轮10。其中，小齿轮14连接至车架16两侧的电机输出轴，并将来自电机输出轴的驱动力传递至大齿轮12。大齿轮12与车轮8固定连接，并通过大齿轮12的旋转来驱动车轮8，万向轮10设置于底盘的前侧和后侧，用来支撑和辅助底盘的平衡。进一步而言，车轮8通过轮轴7设置于车架16，大齿轮12与小齿轮14通过齿轮啮合。

在一具体实施例，当目标物的位置发生变化时，计算机视觉2对目标物进行实时捕捉，并将捕捉到的运动轨迹反馈给控制板6，控制板6输出新的控制指令来驱动直流电机13旋转。举例来说，当计算机视觉2的目标物位置发生变化时，计算机视觉2对目标物进行实时捕捉，并将捕捉到的目标物的运动轨迹反馈给控制板6。经过数据处理后，控制板6驱动直流电机13旋转，直流电机13的输出轴带动小齿轮14，小齿轮14通过齿轮啮合带动大齿轮12旋转，并通过大齿轮12带动车轮8旋转，从而驱动机器人本体运动。如此一来，当机器人的运动轨迹和运动速度与目标物的运动轨迹和运动速度一致时，即可实现智能机器人的跟随功能，以实现对卫星可展开天线吊点运动的实时对应跟随

采用本发明的基于磁吸附的智能吸顶机器人，其包括底盘、车架、驱动单元、电气单元以及磁吸附单元。驱动单元包括分别设置于车架两侧的直流电机，通过电机输出轴来提供驱动力；电气单元包括控制板、电源、开关、计算机视觉和航插，控制板用于对直流电机进行控制，电源和开关提供控制板的电力通断，计算机视觉用于对目标物进行实时捕捉和反馈，航插固定于车架，作为电源的充电接口；磁吸附单元固定于车架，包括永磁铁和挡片，永磁铁用于提供智能吸顶机器人吸附在高空铁板时的吸附力，挡片用于防止所述永磁铁发生旋转。相比于现有技术，本申请构建为基于磁吸附的随动吊挂系统，通过计算机视觉的方式实时跟踪悬挂于机器人本体下方的卫星收放机构的动作，并与之保持同步运行，以消除收放过程的重力对运动轨迹和运动速度的影响。因此，当吸顶机器人的运动轨迹和运动速度与目标物的运动轨迹和运动速度保持一致时，即可实现对卫星可展开天线吊点运动的实时对应跟随。此外，本申请的智能吸顶机器人还能够实现多台智能联控，以实现更为复杂、精度更高的跟随运动。

上文中，参照附图描述了本发明的具体实施方式。但是，本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，还可以对本发明的具体实施方式作各种变更和替换。这些变更和替换都落在本发明权利要求书所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种基于磁吸附的智能吸顶机器人，适用于对目标物进行实时对应跟随，其特征在于，该智能吸顶机器人包括底盘、车架、驱动单元、电气单元以及磁吸附单元，

其中，所述驱动单元包括分别设置于所述车架两侧的直流电机，并通过所述直流电机的电机输出轴来提供驱动力，所述电气单元包括控制板、电源、开关、计算机视觉和航插，所述控制板用于对所述直流电机进行控制，所述电源和所述开关提供所述控制板的电力通断，所述计算机视觉用于对所述目标物进行实时捕捉和反馈，所述航插固定于所述车架，作为所述电源的充电接口；

其中，所述磁吸附单元固定于所述车架，包括永磁铁和挡片，所述永磁铁用于提供所述智能吸顶机器人吸附在高空铁板时的吸附力，所述挡片用于防止所述永磁铁发生旋转。

2.根据权利要求1所述的智能吸顶机器人，其特征在于，所述底盘包括小齿轮、大齿轮、车轮、主动轮和万向轮，其中，

所述小齿轮连接至所述车架两侧的电机输出轴，并将来自所述电机输出轴的驱动力传递至所述大齿轮，所述大齿轮与所述车轮固定连接，并通过所述大齿轮的旋转来驱动所述车轮，所述万向轮设置于所述底盘的前侧和后侧，用来支撑和辅助所述底盘的平衡。

3.根据权利要求2所述的智能吸顶机器人，其特征在于，所述车轮通过轮轴设置于所述车架，所述大齿轮与所述小齿轮通过齿轮啮合。

4.根据权利要求1所述的智能吸顶机器人，其特征在于，所述车架还包括两个铝型材的支架，用于固定所述电气单元和车身外壳。

5.根据权利要求1所述的智能吸顶机器人，其特征在于，当所述目标物的位置发生变化时，所述计算机视觉对所述目标物进行实时捕捉，并将捕捉到的运动轨迹反馈给所述控制板，所述控制板输出新的控制指令来驱动所述直流电机旋转。

6.根据权利要求1所述的智能吸顶机器人，其特征在于，设置于所述车架两侧的所述直流电机采用双电机差速驱动方式。

7.根据权利要求1所述的智能吸顶机器人，其特征在于，所述智能吸顶机器人为随动吊挂系统，藉由所述电气单元中的计算机视觉实现机器人本体跟随悬挂于机器人本体下方的所述目标物运动，以消除所述目标物运动时的重力影响。

8.根据权利要求7所述的智能吸顶机器人，其特征在于，所述目标物为卫星收放机构。