CN110442056B - 一种机器人紧急故障预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种机器人紧急故障预警系统，包括机器人本体、MCU和三个预警清除机构，机器人本体包括有控制系统，控制系统的信号输出端口分别连接有转向模块和三个呈三角形分布的驱动模块，转向模块的信号输出端口分别与三个驱动模块的信号输入端口连接，三个预警清除机构均包括有第一支撑架、第二支撑架、驱动电机、横梁和红外传感器，MCU的信号输入端口连接有距离传感器，三个红外传感器的信号输出端口分别与距离传感器的信号输入端口连接，MCU的信号输出端口连接有继电器，继电器的信号输出端口通过导线分别与每个驱动电机连接。本发明便于对行进过程中的地面残渣障碍物扫除，也可规避人流，以防与人体接触，影响正常送餐。

Description

一种机器人紧急故障预警系统

技术领域

本发明涉及机器人紧急故障预警相关技术领域，具体为一种机器人紧急故障预警系统。

背景技术

目前，机器人正以越发迅猛的速度渗透到人们日常生活之中，在教育、陪护、清洁、展示、导购、智能玩具等领域的应用越来越广泛。随着人们对于生活质量的提高，机器人也逐渐代替人力去为人们做服务，随着新兴餐饮业的发展，一些餐厅出现了机器人服务员，为人们在餐桌前服务，代替餐饮服务员为食客送餐，地面上难免会出食物残渣或者使用后的餐巾纸，会影响机器人的正常行走，使得机器的行走会出现抖动，导致送餐盘的汤汁洒落，很是不便，另外，机器人日常送餐的过程中，都会按照既定路线行走，即沿着餐桌之间的走道行走，所以对于机器人的防撞技术要求不高，但是餐厅来往的食客流动性较大，所以如何保证机器人在人流中能够躲避往来走动食客的问题亟待解决，所以这里设计了一种机器人紧急故障预警系统，以便于解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机器人紧急故障预警系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种机器人紧急故障预警系统，包括机器人本体、MCU和三个预警清除机构，所述机器人本体包括有控制系统，所述控制系统的信号输出端口分别连接有转向模块和三个呈三角形分布的驱动模块，三个所述驱动模块分别安装在机器人的下方外侧位置，所述转向模块的信号输出端口分别与三个驱动模块的信号输入端口连接，三个所述预警清除机构均包括有第一支撑架、第二支撑架、驱动电机、横梁和红外传感器，所述MCU的信号输入端口连接有距离传感器，三个所述红外传感器的信号输出端口分别与距离传感器的信号输入端口连接，所述MCU的信号输出端口连接有继电器，所述继电器的信号输出端口通过导线分别与每个驱动电机连接，所述MCU、距离传感器、继电器均内嵌于机器人本体的内腔。

优选的，所述第二支撑架与第一支撑架前后分布，且分别固定在驱动模块的外壁前后两侧，所述横梁固定设置在第二支撑架与第一支撑架之间右端侧壁位置，所述红外传感器内嵌在横梁的右端面中段位置，所述驱动电机固定安装在第一支撑架的后端面中段位置，所述驱动电机通过动力轴转动贯穿第一支撑架的，且与第二支撑架的后侧侧壁中段位置转动插接，所述驱动电机通过动力轴套接有位于第二支撑架与第一支撑架之间的刮板。

优选的，所述刮板采用PVC塑料材质，且呈弧形结构。

优选的，所述第一支撑架与第二支撑架等长，所述刮板的长度为第一支撑架的水平长度的0.4倍。

优选的，所述MCU的信号输入端口连接有热释电红外传感器，且热释电红外传感器内嵌于机器人本体的外壁表面，所述MCU的信号输出端口连接有语音模块。

优选的，所述语音模块包括有扩音器，且扩音器内嵌于机器人本体的外壁表面。

优选的，其具体使用步骤为：

（S1）、使用前，预设三个红外传感器的检测阈值，同时预设距离传感器的检测阈值，自然状态下，驱动电机停机时，刮板处于水平状态，不与地面接触，只有使用时，刮板才会转动过程中与地面接触；

（S2）、通过安装在每个驱动模块上的预警清除机构的红外传感器，对行进过程中餐厅地面上的路况进行感应检测，不管哪一个红外传感器检测到行进方向的前侧有障碍物时，通过距离传感器来分析障碍物的高度，若障碍物的高度在预设阈值范围内，则将感应信号传递到MCU进行分析处理，一方面MCU将分析处理的信号传递至机器人本体的控制系统，通过控制系统控制驱动模块减速，另一方面MCU则控制与红外传感器位于同一预警清除机构上的驱动电机转动，通过动力轴带动刮板转动，将位于行进过程中的地面残渣障碍物扫除，提高机器人本体行进过程中的稳定性，若障碍物的高度超出预设阈值范围，则将感应信号传递到MCU进行分析处理，MCU将分析处理的信号传递至机器人本体的控制系统，控制系统的转向模块则控制驱动模块转向移动，避开不可逾越障碍物；

（S3）、机器人本体行进过程中，通过热释电红外传感器感应检测行进过程中来往食客是否接触靠近机器人本体，若能够检测到感应信号，MCU的则将感应信号传输至机器人本体的控制系统，控制系统控制驱动模块停止，礼让来往食客，同时，MCU控制语音模块的扩音器播放预先设置的提示语音，实现规避靠近的食客的同时，还能礼貌提示食客，一旦食客远离热释电红外传感器感应检测区间，机器人本体再次通过控制系统来控制驱动模块启动，继续按照既定路线前进，不影响送餐服务。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明为一种机器人紧急故障预警系统，便于对行进过程中的地面残渣障碍物扫除，以防驱动模块碾压障碍物导致机器人本体整体结构晃动，造成送餐过程中汤汁洒落，影响正常送餐，若无法清除，则改道行进，不影响送餐服务。

2.本发明，通过热释电红外传感器感应检测行进过程中来往食客是否接触靠近机器人本体，若能够检测到感应信号，MCU的则将感应信号传输至机器人本体的控制系统，控制系统控制驱动模块停止，礼让来往食客，同时，MCU 控制语音模块的扩音器播放预先设置的提示语音，实现规避靠近的食客的同时，还能礼貌提示食客，一旦食客远离热释电红外传感器感应检测区间，机器人本体再次通过控制系统来控制驱动模块启动，继续按照既定路线前进，不影响送餐服务可规避往来就餐的人流，以防与人体发生接触，发生碰撞，影响正常送餐。

附图说明

图1为本发明主体结构示意图；

图2为本发明的预警清除机构俯视结构剖视图；

图3为本发明的工作原理结构框图。

图中：1、机器人本体；2、热释电红外传感器；3、语音模块；31、扩音器；4、预警清除机构；41、驱动电机；42、第一支撑架；43、横梁；44、刮板；45、第二支撑架；46、红外传感器；5、距离传感器；6、MCU；7、继电器。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种机器人紧急故障预警系统，解决了现有技术中提出的问题；下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1-3，本实施例提供了一种机器人紧急故障预警系统，包括机器人本体1、MCU 6和三个预警清除机构4，机器人本体1包括有控制系统，控制系统的信号输出端口分别连接有转向模块和三个呈三角形分布的驱动模块，三个驱动模块分别安装在机器人的下方外侧位置，转向模块的信号输出端口分别与三个驱动模块的信号输入端口连接，三个预警清除机构4均包括有第一支撑架42、第二支撑架45、驱动电机41、横梁43和红外传感器46，MCU 6的信号输入端口连接有距离传感器5，三个红外传感器46的信号输出端口分别与距离传感器5的信号输入端口连接，MCU 6的信号输出端口连接有继电器7，继电器7的信号输出端口通过导线分别与每个驱动电机41连接，MCU 6、距离传感器5、继电器7均内嵌于机器人本体1的内腔。

其中，第二支撑架45与第一支撑架42前后分布，且分别固定在驱动模块的外壁前后两侧，横梁43固定设置在第二支撑架45与第一支撑架42之间右端侧壁位置，红外传感器46内嵌在横梁43的右端面中段位置，驱动电机41固定安装在第一支撑架42的后端面中段位置，驱动电机41通过动力轴转动贯穿第一支撑架42的，且与第二支撑架45的后侧侧壁中段位置转动插接，驱动电机41通过动力轴套接有位于第二支撑架45与第一支撑架42之间的刮板44。

本实施例中，提前预设三个红外传感器46的检测阈值，同时预设距离传感器5的检测阈值，自然状态下，驱动电机41停机时，刮板44处于水平状态，不与地面接触，只有使用时，刮板44才会转动过程中与地面接触，通过安装在每个驱动模块上的预警清除机构4的红外传感器46，对行进过程中餐厅地面上的路况进行感应检测，不管哪一个红外传感器46检测到行进方向的前侧有障碍物时，通过距离传感器5来分析障碍物的高度，若障碍物的高度在预设阈值范围内，则将感应信号传递到MCU 6进行分析处理，一方面MCU 6将分析处理的信号传递至机器人本体1的控制系统，通过控制系统控制驱动模块减速，另一方面MCU 6则控制与红外传感器46位于同一预警清除机构4上的驱动电机41转动，通过动力轴带动刮板44转动，将位于行进过程中的地面残渣障碍物扫除，提高机器人本体1行进过程中的稳定性，若障碍物的高度超出预设阈值范围，则将感应信号传递到MCU 6进行分析处理，MCU 6将分析处理的信号传递至机器人本体1的控制系统，控制系统的转向模块则控制驱动模块转向移动，避开不可逾越障碍物，通常情况下，本发明应用在餐厅内送餐服务，餐厅地面通常为平整地面，地面上通常会残余食客就餐时遗留下来的食物碎渣或者餐巾纸，所以通过本发明的刮板44转动，即可实现对障碍物扫除，以防驱动模块碾压障碍物导致机器人本体整体结构晃动，造成送餐过程中汤汁洒落，影响正常送餐，清除机器人本体1行进过程中的阻碍物，改变了传统机器人在行进过程中遇到障碍物就改变行进方向的方式，这样节省机器人的行进方式，提高了行动的有效性。

其中，MCU 6的型号为MM32SPIN 222C，继电器7的型号为RXM2LB2BD，驱动电机41的型号为JSDE，距离传感器5的型号为ODS 96B M/C6-600，红外传感器46的型号为BHH1007-40KTR，也可根据实际使用需求自由选定。

实施例二

请参阅图1-3，在实施例1的基础上做了进一步改进：

刮板44采用PVC塑料材质，且呈弧形结构，采用PVC塑料材质，能够避免刮板44对地面进行破坏性摩擦。

第一支撑架42与第二支撑架45等长，刮板44的长度为第一支撑架42的水平长度的0.4倍，这样设置不影响刮板44的转动。

MCU6的信号输入端口连接有热释电红外传感器2，且热释电红外传感器2内嵌于机器人本体1的外壁表面，MCU 6的信号输出端口连接有语音模块3，语音模块3包括有扩音器31，且扩音器31内嵌于机器人本体1的外壁表面，机器人本体1行进过程中，通过热释电红外传感器2感应检测行进过程中来往食客是否接触靠近机器人本体1，若能够检测到感应信号，MCU 6的则将感应信号传输至机器人本体1的控制系统，控制系统控制驱动模块停止，礼让来往食客，同时，MCU 6控制语音模块3的扩音器31播放预先设置的提示语音，实现规避靠近的食客的同时，还能礼貌提示食客，一旦食客远离热释电红外传感器2感应检测区间，机器人本体1再次通过控制系统来控制驱动模块启动，继续按照既定路线前进，不影响送餐服务。

其中，热释电红外传感器2的型号为LHl958，扩音器31的型号为W-806，也可根据实际使用需求自由选定。

本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。

本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种机器人紧急故障预警系统，包括机器人本体（1）、MCU（6）和三个预警清除机构（4），所述机器人本体（1）包括有控制系统，所述控制系统的信号输出端口分别连接有转向模块和三个呈三角形分布的驱动模块，三个所述驱动模块分别安装在机器人的下方外侧位置，所述转向模块的信号输出端口分别与三个驱动模块的信号输入端口连接，其特征在于：三个所述预警清除机构（4）均包括有第一支撑架（42）、第二支撑架（45）、驱动电机（41）、横梁（43）和红外传感器（46），所述MCU（6）的信号输入端口连接有距离传感器（5），三个所述红外传感器（46）的信号输出端口分别与距离传感器（5）的信号输入端口连接，所述MCU（6）的信号输出端口连接有继电器（7），所述继电器（7）的信号输出端口通过导线分别与每个驱动电机（41）连接，所述MCU（6）、距离传感器（5）、继电器（7）均内嵌于机器人本体（1）的内腔，所述第二支撑架（45）与第一支撑架（42）前后分布，且分别固定在驱动模块的外壁前后两侧，所述横梁（43）固定设置在第二支撑架（45）与第一支撑架（42）之间右端侧壁位置，所述红外传感器（46）内嵌在横梁（43）的右端面中段位置，所述驱动电机（41）固定安装在第一支撑架（42）的后端面中段位置，所述驱动电机（41）通过动力轴转动贯穿第一支撑架（42）的，且与第二支撑架（45）的后侧侧壁中段位置转动插接，所述驱动电机（41）通过动力轴套接有位于第二支撑架（45）与第一支撑架（42）之间的刮板（44）。

2.根据权利要求1所述的一种机器人紧急故障预警系统，其特征在于：所述刮板（44）采用PVC塑料材质，且呈弧形结构。

3.根据权利要求1所述的一种机器人紧急故障预警系统，其特征在于：所述第一支撑架（42）与第二支撑架（45）等长，所述刮板（44）的长度为第一支撑架（42）的水平长度的0.4倍。

4.根据权利要求1所述的一种机器人紧急故障预警系统，其特征在于：所述MCU（6）的信号输入端口连接有热释电红外传感器（2），且热释电红外传感器（2）内嵌于机器人本体（1）的外壁表面，所述MCU（6）的信号输出端口连接有语音模块（3）。

5.根据权利要求4所述的一种机器人紧急故障预警系统，其特征在于：所述语音模块（3）包括有扩音器（31），且扩音器（31）内嵌于机器人本体（1）的外壁表面。

6.根据权利要求1所述的一种机器人紧急故障预警系统，其具体使用步骤为：

（S1）、使用前，预设三个红外传感器（46）的检测阈值，同时预设距离传感器（5）的检测阈值，自然状态下，驱动电机（41）停机时，刮板（44）处于水平状态，不与地面接触，只有使用时，刮板（44）才会转动过程中与地面接触；

（S2）、通过安装在每个驱动模块上的预警清除机构（4）的红外传感器（46），对行进过程中餐厅地面上的路况进行感应检测，不管哪一个红外传感器（46）检测到行进方向的前侧有障碍物时，通过距离传感器（5）来分析障碍物的高度，若障碍物的高度在预设阈值范围内，则将感应信号传递到MCU（6）进行分析处理，一方面MCU（6）将分析处理的信号传递至机器人本体（1）的控制系统，通过控制系统控制驱动模块减速，另一方面MCU（6）则控制与红外传感器（46）位于同一预警清除机构（4）上的驱动电机（41）转动，通过动力轴带动刮板（44）转动，将位于行进过程中的地面残渣障碍物扫除，提高机器人本体（1）行进过程中的稳定性，若障碍物的高度超出预设阈值范围，则将感应信号传递到MCU（6）进行分析处理，MCU（6）将分析处理的信号传递至机器人本体（1）的控制系统，控制系统的转向模块则控制驱动模块转向移动，避开不可逾越障碍物；

（S3）、机器人本体（1）行进过程中，通过热释电红外传感器（2）感应检测行进过程中来往食客是否接触靠近机器人本体（1），若能够检测到感应信号，MCU（6）的则将感应信号传输至机器人本体（1）的控制系统，控制系统控制驱动模块停止，礼让来往食客，同时，MCU（6）控制语音模块（3）的扩音器（31）播放预先设置的提示语音，实现规避靠近的食客的同时，还能礼貌提示食客，一旦食客远离热释电红外传感器（2）感应检测区间，机器人本体（1）再次通过控制系统来控制驱动模块启动，继续按照既定路线前进，不影响送餐服务。

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