CN110154021A - 一种传感器电磁自装配智能机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种传感器电磁自装配智能机器人，包括本体，设置在本体上的微控制器、摄像头模块、显示屏和电磁引脚装配器；摄像头模块用于采集目标图像，微控制器用于对目标图像进行处理，并将处理后的目标图像传输到显示屏显示；电磁引脚装配器包括磁铁块，磁铁块上开设有多个通孔，每一通孔中分别穿设有一引线和一弹簧触头，引线和弹簧触头分别从通孔的两端穿入并连接在一起，使用时该电磁引脚装配器成对使用；本体两侧设置有车轮，前后设置有万向轮；本体内设置有驱动电机和电池组，微控制器通过驱动电机控制本体移动；本体前端还设置有机械臂组件。本发明可有效识别目标物体并进行夹取和运送，完成相应功能，操作简单、使用便捷、实时性强。

Description

一种传感器电磁自装配智能机器人

技术领域

本发明智能机器人技术领域，特别是指一种对在人力不可达区域实行操作的传感器电磁自装配智能机器人。

背景技术

随着科技不断地进步与发展，智能技术得到广泛的应用，例如智能家居系统，智能扫地机器人等。其中，机器人的发展虽然十分迅速并且有了很多种形式，但普遍是采用的传感器永久连接单片机，通过单片机进行数据处理的方法，功能不够广泛，数据采集也不够精确。并且功能受到限制，存在体积庞大，行动笨重等缺点，因而无法应用于人力不可及区域且传感器类型单一。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种传感器电磁自装配智能机器人，以解决现有智能机器人由于其中的传感器和控制器固定连接，造成其机体庞大，行动笨重，无法应用于人力不可及区域且传感器类型单一的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种传感器电磁自装配智能机器人，该传感器电磁自装配智能机器人包括本体，所述本体上设置有微控制器、摄像头模块、显示屏以及电磁引脚装配器；其中，所述摄像头模块和所述显示屏分别与所述微控制器电连接，所述摄像头模块用于采集目标图像，所述微控制器用于对所述摄像头模块采集的目标图像按照预设处理方式进行处理，并将处理后的目标图像传输到所述显示屏显示；

所述电磁引脚装配器包括磁铁块，所述磁铁块上开设有多个通孔，每一所述通孔中分别穿设有一引线和一弹簧触头，所述引线和所述弹簧触头分别从所述通孔的两端穿入并连接在一起；所述电磁引脚装配器成对使用；其中，所述第一电磁引脚装配器安装在所述本体上，其引线与所述微控制器电连接；所述第二电磁引脚装配器安装在待连接的传感器上，其引线与所述待连接的传感器电连接；当所述本体与所述待连接的传感器靠近到预设距离时，所述第一电磁引脚装配器和所述第二电磁引脚装配器以磁吸方式对接在一起，所述第一电磁引脚装配器的弹簧触头与所述第二电磁引脚装配器的弹簧触头触接，将所述微控制器与所述待连接的传感器电连接在一起；

进一步地，本体两侧设置有车轮，前后设置有万向轮；且所述本体内设置有驱动电机和电池组，所述驱动电机和所述微控制器分别与所述电池组电连接；所述车轮和所述万向轮分别与所述驱动电机传动连接，所述驱动电机与所述微控制器电连接，所述微控制器通过控制所述驱动电机驱动所述本体移动；

所述本体前端设置有机械臂组件，所述机械臂组件包括舵机和夹手组件，所述舵机安装在所述本体上，并与所述微控制器电连接，所述夹手组件与所述舵机连接，所述微控制器通过所述舵机控制所述夹手组件移动。

进一步地，所述本体上还设置有灯组和光敏传感器；其中，所述灯组与所述光敏传感器电连接，所述光敏传感器与所述微控制器电连接；

所述光敏传感器用于感应外界光照强度，当所述光敏传感器感应到外界光照强度减弱时，所述微控制器控制所述灯组增加亮度，当所述光敏传感器感应到外界光照强度减弱到预设最弱值时，所述微控制器控制所述灯组增加到预设最大亮度；当所述光敏传感器感应到外界光照强度增强时，所述微控制器控制所述灯组降低亮度，当所述光敏传感器感应到外界光照强度增强到预设最强值时，所述微控制器控制所述灯组熄灭。

可选地，所述灯组包括三个LED灯。

进一步地，所述本体上还设置有无线通信模块，所述无线通信模块与所述微控制器电连接，所述微控制器通过所述无线通信模块接收智能终端发送的控制指令，并根据所述控制指令控制所述本体和所述机械臂组件动作。

可选地，所述无线通信模块为串口WiFi模块。

进一步地，所述夹手组件包括安装板、锥齿轮以及夹手片；其中，所述安装板安装在所述舵机上，所述锥齿轮两端分别连接所述安装板与夹手片，并与所述舵机传动连接；且所述锥齿轮与设置在安装板上的轴承可拆卸地连接。

可选地，所述夹手片为平板状，其前端设置有弯曲的尖端。

可选地，所述夹手片为半圆形，且所述夹手片表面粗糙。

可选地，所述夹手片为平面状。

可选地，所述显示屏为LCD显示屏。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

本发明的传感器电磁自装配智能机器人可根据语音操作或智能终端输出的控制指令自动寻找各种传感器并利用磁吸的方式完成传感器的连接，使用完后可通过拉扯与传感器分离；能够有效识别物体对象并对物体对象进行夹取和运送，完成相应的检测功能，解决了拾取过程所带给人们的不便，同时，还能作为残障人士或行动不便者的日常辅助工具，是科技改变生活的理论实践。

附图说明

图1为本发明实施例提供的传感器电磁自装配智能机器人的正视图；

图2为本发明实施例提供的传感器电磁自装配智能机器人的后视图；

图3a～3c为本发明实施例提供的夹手组件的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的微处理器的俯视图；

图5a为本发明实施例提供的电磁引脚装配器的结构示意图；

图5b为本发明实施例提供的电磁引脚装配器的横向剖视图；

图5c为本发明实施例提供的电磁引脚装配器的竖向剖视图；

图6为本发明实施例提供的传感器电磁自装配智能机器人的使用情景图；

图7为本发明实施例提供的传感器电磁自装配智能机器人的电路原理图。

[主要元件符号说明]

1：摄像头模块，2：电磁引脚装配器一，3：显示屏，4：微控制器，

5：车轮，6：万向轮，7：驱动电机，8：电池组，9：灯组，

10：光敏传感器，11：舵机，12：锥齿轮，13：夹手组件，

14：无线通信模块，15：安装板，16：夹手片，17：磁铁块，

18：弹簧触头，19：引线，20：花盆，21：温湿度传感器，

22：电磁引脚装配器二。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。

请参阅图1、图2和图4，本实施例提供一种传感器电磁自装配智能机器人，该传感器电磁自装配智能机器人包括本体，该本体为可移动的小车，因此可以使得本实施例的智能机器人更具有行动的灵活性；具体地，该本体上设置有微控制器4、摄像头模块1、显示屏3以及电磁引脚装配器2；其中，摄像头模块1和显示屏3分别与微控制器4电连接，摄像头模块1用于采集目标图像，微控制器4用于对摄像头模块1采集的目标图像按照预设处理方式进行处理，并将处理后的目标图像传输到显示屏3显示；具体地，该显示屏3可以为LCD显示屏，当然可以理解的是，本实施例并不限定该显示屏3的具体类型。

上述电磁引脚装配器2的结构如图5a、图5b以及图5c所示，其包括磁铁块17，该磁铁块17为长方体，其上开设有三个圆形的通孔，每一通孔中分别穿设有一引线19和一弹簧触头18，且引线19和弹簧触头18分别从通孔的两端穿入并连接在一起；其中，引线19共有三种颜色，用于区分电源线，信号线和地线。该电磁引脚装配器成对使用，其中一组电磁引脚装配器中的引线与对应的待连接传感器相连接，另一组电磁引脚装配器中的引线与微控制器4相连接，当本体靠近待连接传感器时，微控制器4前端的电磁引脚装配器与对应的待连接传感器的电磁引脚装配器通过磁力相吸对接在一起，两个电磁引脚装配器的弹簧触头相触接，从而使得线路接通，实现微控制器4自携带的电磁引脚装配器与分散于各处的不同传感器的连接，以减小机器人体积和质量。

而为了便于本体的移动，本实施例在本体两侧设置有车轮5，前后设置有万向轮6，以降低本体高度并提供运动方向；相应地，本体内还设置有两个驱动电机7和电池组8；其中，驱动电机7和微控制器4分别与电池组8电连接；而且本体的顶板和底板都具有相契的圆形孔，以便电源线穿过。车轮5和万向轮6分别与驱动电机7传动连接，而驱动电机7则与微控制器4电连接，微控制器4通过控制驱动电机7驱动本体移动。

此外，本实施例的智能机器人在可以手动操作手机APP执行任务的基础上，还利用百度语音API嵌入到APP中实现语音识别，通过socket通信将信息传递至微控制器4端，从而使得用户可以通过语音操作输出控制指令，控制本实施例的智能机器人执行任务，以便增强用户体验。

进一步地，本体前端还设置有机械臂组件，该机械臂组件包括舵机11和夹手组件13；其中，舵机11安装在本体上，并与微控制器4电连接，夹手组件13与舵机11连接，微控制器4通过舵机11控制夹手组件13移动。而且由于舵机11受微控制器4控制，因而转动灵活，控制动作无延迟且精准。夹手组件13则包括安装板15、锥齿轮12以及夹手片16；其中，安装板15安装在舵机11上，锥齿轮12两端分别连接安装板15与夹手片16，并与舵机11传动连接；且锥齿轮12与设置在安装板15上的轴承可拆卸地连接；通过旋转实现拆卸或装配。从而可以根据目标物形状，通过替换夹手组件13中的夹手片16，实行更有效的操作。该夹手片16的形状可以如图3a所示，为平板状，并在其前端设置弯曲的尖端，用于抓取形状规则的多面体；也可以如图3b所示，为半圆形，且表面粗糙，用于抓取偏向球状物体，还可以如图3c所示，为平面状，用于抓取体积较小且不易抓取的物体。

进一步地，本实施例的本体上还设置有灯组9和光敏传感器10；其中，灯组9包括三个LED灯，其与光敏传感器10电连接，该光敏传感器10则与微控制器4电连接；光敏传感器10用于感应外界光照强度，当光敏传感器10感应到外界光照强度减弱时，微控制器4控制灯组9增加亮度，当光敏传感器10感应到外界光照强度减弱到预设最弱值时，微控制器4控制灯组9增加到预设最大亮度；当光敏传感器10感应到外界光照强度增强时，微控制器4控制灯组9降低亮度，当光敏传感器10感应到外界光照强度增强到预设最强值时，微控制器4控制灯组9熄灭，以节省电量。

进一步地，本实施的本体上还设置有无线通信模块14，该无线通信模块14与微控制器4电连接，微控制器4通过该无线通信模块14接收智能终端发送的控制指令，并根据控制指令控制本体和机械臂组件动作。具体地，该无线通信模块14可以为串口Wi Fi模块；当然可以理解的是，本实施并不限定该无线通信模块14的具体类型。

下面结合具体的应用场景来说明本实施例的传感器电磁自装配智能机器人的具体使用方法：

情景一，利用本实施例的传感器电磁自装配智能机器人到达人力不可及的区域对目标物体进行拾取：

在手机App中语音输入拾取红球的指令，无线通信模块14接收到指令，传送给微控制器4进行分析。微控制器4发出指令，获取摄像头模块1的图像数据，微控制器4接收到目标物红球在视野范围内的信息，向驱动电机7和舵机11发出前进的指令，驱动电机7控制车轮5和万向轮6行动，靠近目标物红球。同时，微控制器4根据光敏传感器10传送的数据，开启灯组9，并控制灯组9的光强。确保摄像头模块1传送回微控制器4的图像数据正常。

当摄像头模块1接收到目标物红球靠近本体一定距离的图像数据时，微控制器4向驱动电机7和舵机11发出停止指令，控制本体停下，并启动舵机11，锥齿轮12以及夹手组件13，对目标物红球进行抓取，在一系列动作完成后，微控制器4根据反操作指令，控制本体按原路退回。在本实施案例中，电磁引脚装配器2成对使用，其中一个固定于微控制器4上，另一组装配于目标物上。

情景二，利用本实施例的传感器电磁自装配智能机器人，进行智能浇花：

如图6和图7所示，在手机App语音输入找寻花盆20的指令，无线通信模块14接收到指令后，传送给微控制器4进行分析。微控制器4发出指令，获取摄像头模块1的图像数据，微控制器4接收到目标物花盆20在视野范围内的信息后，向驱动电机7和舵机11发出前进的指令，驱动电机7控制车轮5和万向轮6行动，靠近目标物花盆20。同时，微控制器4根据光敏传感器10传送的数据，开启灯组9，并控制灯组9的光强。确保摄像头模块1传送回微处理器的图像数据正常。

当摄像头模块1接收到花盆20靠近本体一定距离的图像数据后，微控制器4向驱动电机7和舵机11发出停止指令，微控制器4根据摄像头模块1的图像信息给驱动电机7和舵机11发出微调指令，使得微控制器4前端的电磁引脚装配器2与固定于花盆20上的温湿度传感器21的电磁引脚装配器22，通过磁力相吸对接在一起，使得电路接通，温湿度传感器21将温度与湿度的数据传回微控制器4，微控制器4根据摄像头模块1采集的图像数据分析植物类型，通过光敏传感器10分析白天黑夜的状态，计算出合理的方案，给舵机11，锥齿轮12以及夹手组件13发出对应指令，舵机11控制夹手组件13挤压装配在花盆20上的喷水瓶，通过按压次数控制浇水量。完成指令后，微控制器4根据反操作指令，向驱动电机7和舵机11发出后退的指令，微控制器4前端的电磁引脚装配器2与固定于花盆20上的温湿度传感器21的电磁引脚装配器22由于拉力而分开；此时，温湿度传感器21与微控制器4分离，微控制器4控制本体按原路退回。

本实施例的传感器电磁自装配智能机器人可根据语音操作或智能终端输出的控制指令自动寻找各种传感器并利用磁吸的方式完成传感器的连接，使用完后可通过拉扯与传感器分离；能够有效识别物体对象并对物体对象进行夹取和运送，完成相应的检测功能，解决了拾取过程所带给人们的不便，同时，还能作为残障人士或行动不便者的日常辅助工具，是科技改变生活的理论实践。

此外，需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

还需说明的是，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种传感器电磁自装配智能机器人，包括本体，所述本体上设置有微控制器、摄像头模块以及显示屏；其中，所述摄像头模块和所述显示屏分别与所述微控制器电连接，所述摄像头模块用于采集目标图像，所述微控制器用于对采集的目标图像进行处理，并将处理后的目标图像传输到所述显示屏显示；

其特征在于，所述传感器电磁自装配智能机器人还包括电磁引脚装配器，所述电磁引脚装配器包括磁铁块，所述磁铁块上开设有多个通孔，每一所述通孔中分别穿设有一引线和一弹簧触头，所述引线和所述弹簧触头分别从所述通孔的两端穿入，并在所述通孔中连接在一起；

所述电磁引脚装配器成对使用；其中，第一电磁引脚装配器安装在所述本体上，其引线与所述微控制器电连接；第二电磁引脚装配器安装在待连接的传感器上，其引线与所述待连接的传感器电连接；当所述本体与所述待连接的传感器靠近到预设距离时，所述第一电磁引脚装配器和所述第二电磁引脚装配器以磁吸方式对接，所述第一电磁引脚装配器的弹簧触头与所述第二电磁引脚装配器的弹簧触头触接，将所述微控制器与所述待连接的传感器电连接在一起。

2.如权利要求1所述的传感器电磁自装配智能机器人，其特征在于，所述本体两侧设置有车轮，前后设置有万向轮；且所述本体内设置有驱动电机和电池组，所述驱动电机和所述微控制器分别与所述电池组电连接；所述车轮和所述万向轮分别与所述驱动电机传动连接，所述驱动电机与所述微控制器电连接，所述微控制器通过控制所述驱动电机驱动所述本体移动；

所述本体前端设置有机械臂组件，所述机械臂组件包括舵机和夹手组件，所述舵机安装在所述本体上，并与所述微控制器电连接，所述夹手组件与所述舵机连接，所述微控制器通过所述舵机控制所述夹手组件移动。

3.如权利要求1所述的传感器电磁自装配智能机器人，其特征在于，所述本体上还设置有灯组和光敏传感器；其中，所述灯组与所述光敏传感器电连接，所述光敏传感器与所述微控制器电连接；

所述光敏传感器用于感应外界光照强度，当所述光敏传感器感应到外界光照强度减弱时，所述微控制器控制所述灯组增加亮度，当所述光敏传感器感应到外界光照强度减弱到预设最弱值时，所述微控制器控制所述灯组增加到预设最大亮度；当所述光敏传感器感应到外界光照强度增强时，所述微控制器控制所述灯组降低亮度，当所述光敏传感器感应到外界光照强度增强到预设最强值时，所述微控制器控制所述灯组熄灭。

4.如权利要求1所述的传感器电磁自装配智能机器人，其特征在于，所述本体上还设置有无线通信模块，所述无线通信模块与所述微控制器电连接，所述微控制器通过所述无线通信模块接收智能终端发送的控制指令，并根据所述控制指令控制所述本体和所述机械臂组件动作。

5.如权利要求4所述的传感器电磁自装配智能机器人，其特征在于，所述无线通信模块为串口WiFi模块。

6.如权利要求1所述的传感器电磁自装配智能机器人，其特征在于，所述夹手组件包括安装板、锥齿轮以及夹手片；其中，所述安装板安装在所述舵机上，所述锥齿轮两端分别连接所述安装板与所述夹手片，并与所述舵机传动连接；且所述锥齿轮与设置在所述安装板上的轴承可拆卸地连接。

7.如权利要求6所述的传感器电磁自装配智能机器人，其特征在于，所述夹手片为平板状，其前端设置有弯曲的尖端。

8.如权利要求6所述的传感器电磁自装配智能机器人，其特征在于，所述夹手片为半圆形，且所述夹手片表面粗糙。

9.如权利要求6所述的传感器电磁自装配智能机器人，其特征在于，所述夹手片为平面状。

10.如权利要求1所述的传感器电磁自装配智能机器人，其特征在于，所述显示屏为LCD显示屏。