CN110977997B - 一种服务型送水机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及服务机器人领域，尤其涉及一种服务型送水机器人，其特征在于：其包括前开门结构的下壳体和设于下壳体上端的上壳体；下壳体底部设有滚轮，下壳体内部设有主控板、均电连接于主控板的供电模块和驱动电机，主控板包括微处理器、均电连接于微处理器的无线通信模块和电机驱动模块，驱动电机连接于电机驱动模块；下壳体内部还设有挡板和储水箱，挡板为倒“V”型结构，挡板两侧边部密封连接于下壳体内壁形成凹槽，凹槽后侧高前侧低，凹槽前端设有流水孔；储水箱上端开口且位于流水孔下方；上壳体上设有均电连接于微处理器的摄像头和称重传感装置。本发明解决用户送水需求，同时解决了水渗透设备损坏机器人内部器件的问题。
Description
技术领域
本发明涉及服务机器人领域，尤其涉及一种服务型送水机器人。
背景技术
在人们的日常家居生活中，喝茶倒水是一个常见的事情；如何便捷的完成人们的喝茶倒水的需求，成为需要解决的问题；进一步的，在倒水送水过程中，防止水的溅出溢出而损坏设备内部部件也是需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种服务型送水机器人，解决用户送水需求，同时解决了水损坏机器人内部器件的问题。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：一种服务型送水机器人，包括前开门结构的下壳体和设于下壳体上端的上壳体；所述下壳体底部设有滚轮，所述下壳体内部设有主控板、均电连接于主控板的供电模块和驱动电机，所述主控板包括微处理器、均电连接于微处理器的无线通信模块和电机驱动模块，所述驱动电机连接于电机驱动模块用于驱动滚轮；所述下壳体内部还设有挡板和储水箱；所述挡板设于供电模块、主控板和驱动电机上方，所述挡板为倒“V”型结构，所述挡板两侧边部密封连接于下壳体内壁形成凹槽，所述凹槽后侧高前侧低，所述凹槽前端设有流水孔；所述储水箱上端开口且位于流水孔下方；所述上壳体上设有均电连接于微处理器的摄像头和称重传感装置。
按以上方案，所述摄像头设于上壳体上部，所述称重传感装置水平设于上壳体内部，所述上壳体上表面与所述称重传感装置的对应位置设有开孔形成水杯放置槽；水杯放置槽用于稳定放置水杯。
按以上方案，所述储水箱的高度和所述凹槽前端高度相等，所述储水箱可从下壳体内部取出；储水箱在使用时卡在凹槽前端底部，不容易倾倒，储水箱需要倒水时，下壳体前开门，操作人员可将储水箱从下壳体内部取出并倒掉储水箱中的水。
按以上方案，所述下壳体内部还设有安装凸台，所述主控板、供电模块和驱动电机均设于所述安装凸台上，安装凸台具有高度，进一步防止主控板、供电模块和驱动电机中进水。
按以上方案，所述下壳体侧壁嵌设有电连接于微处理器的超声波传感器，能在靠近障碍物的同时，不断与微处理器进行数据交换，能够确保不会因为没有及时受到指令，而造成碰撞。
按以上方案，所述下壳体侧壁嵌设有电连接于微处理器的碰撞传感器，当发生碰撞的时候，碰撞传感器给与微处理器停止运动的信号。
按以上方案，所述微处理器采用STC89C52单片机。
按以上方案，所述供电模块包括锂电池和用于进行电压转换的电压转换器；所述锂电池的输出端设有熔断器；电压转换器将锂电池的输出电压进行转换用于给主控板提供合适的工作电压，所述熔断器防止整个系统短路，损坏硬件。
本发明具有如下有益效果：本发明解决的是在日常生活中，因为种种不方便的原因，抽不出空倒水的问题，使倒水送水操作更加智能，便捷地完成人们的喝茶倒水的需求；进一步的，本发明采用挡板和储水箱，防止水进入下壳体内部的主控板、供电模块和驱动电机，解决了因水渗透设备而造成的机器人短路的问题，增强设备的稳定性，延长使用寿命。
附图说明
图1为本发明实施例外部整体结构示意图；
图2为本实施例内部整体主视结构示意图；
图3为本实施例下壳体内部结构示意图；
图4为本实施例结构框图；
图5为本实施例中称重传感装置的电路原理图；
图6为本实施例中电机驱动模块的电路连接框图；
图7为本实施例中供电模块中电压转换器的电路原理图；
图8为本实施例中供电模块中熔断器的电路结构图。
附图标记：1、下壳体；2、上壳体；201、水杯放置槽；3、滚轮；4、主控板；401、微处理器；402、无线通信模块；403、电机驱动模块；5、供电模块；6、驱动电机；7、挡板；701、凹槽；702、流水孔；8、储水箱；9、摄像头；10、称重传感装置；11、安装凸台；12、超声波传感器；13、碰撞传感器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
请参考图1至图8，本发明为一种服务型送水机器人，其包括前开门结构的下壳体1和设于下壳体1上端的上壳体2；
上壳体2上设有摄像头9和称重传感装置10，摄像头9设于上壳体2上表面中部，用于采集周边环境图像；称重传感装置10水平设于上壳体2内部，用于对水杯中的水量进行称重，本实施例中，称重传感装置10的数量为两个，分别位于上壳体2内部的两侧，上壳体2上表面与称重传感装置10的对应位置设有开孔形成水杯放置槽201，用于稳定放置水杯。
本实施中，摄像头9采用小蚁1080P云台智能摄像头9；称重传感装置10包括用于称量水杯中水量的称重传感器和对称量信号进行处理并传输至主控板4的信号放大和A/D转换部分，称重传感器采用HL-8型称重传感器，信号放大和A/D转换部分主要由专用型高精度24位AD转换芯片HX711实现，称重传感装置10的具体电路原理参阅图5，信号放大和A/D转换部分主要由专用型高精度24位AD转换芯片HX711实现，HX711芯片集成了包括稳压电源、片内时钟振荡器等其它同类型芯片所需要的外围电路，具有集成度高、响应速度快、抗干扰性强等优点，提高了称重的可靠性。
下壳体1底部设有滚轮3，下壳体1内部底侧设有安装凸台11，安装凸台11上设有主控板4、供电模块5和驱动电机6；下壳体1内部还设有挡板7和储水箱8；挡板7设于供电模块5、主控板4和驱动电机6上方，挡板7为倒“V”型结构，挡板7两侧边部密封连接于下壳体1内壁形成凹槽701，凹槽701后侧高前侧低，凹槽701前端设有流水孔702，储水箱8上端开口且位于流水孔702下方；
上壳体2中水杯接水时，可能会出现水溢出或接水位置出现偏差的情况，水可能会渗透到下壳体1中，倾斜设置的挡板7用于挡水并通过凹槽701将水引流至储水箱8中，储水箱8与下壳体1分离设置，储水箱8的高度和凹槽701前端高度相等，储水箱8在使用时卡在凹槽701前端底部，不容易倾倒，储水箱8需要倒水时，下壳体1前开门，操作人员可将储水箱8从下壳体1内部取出并倒掉储水箱8中的水；主控板4、供电模块5和驱动电机6均设于安装凸台11上，安装凸台11具有一定高度，进一步防止主控板4、供电模块5和驱动电机6中进水，本实施例中，安装凸台11的高度为3cm。
下壳体1内部设有主控板4、均电连接于主控板4的供电模块5和驱动电机6；主控板4包括微处理器401和均电连接于微处理器401的无线通信模块402和电机驱动模块403；本实施例中，微处理器401采用STC89C52单片机，具有低功耗、强干扰性的特点；无线通信模块402连接于微处理器401用于实现机器人和用户终端之间的远距离信号传输，用户可以通过终端对机器人进行控制，无线通信模块402采用型号为ESP8266-12E的串口WIFI无线收发模块，其最大通信距离大约为100米；电机驱动模块403由艾思控生产，其型号为AQMH2407ND，电机驱动模块403的电机接口连接驱动电机6，控制信号接口连接微处理器401，参阅图6，ENA为与单片机的一个GPIO或PWM输出端口相连，当ENA为高电平时，驱动板使能，正反转或刹车有效，如果是PWM信号，那么可对电机进行调速；低电平时，驱动板禁能，电机接口无输出；IN1和IN2与单片机的两个GPIO相连，可支持51单片机任意IO口，无需上拉电阻，IN1和IN2控制电机正反转及刹车。
供电模块5连用于给主控板4上的微处理器401、无线通信模块402和电机驱动模块403提供工作电压，供电模块5包括电源装置和连接于电源装置的电压转换器，本实施例中，电源装置采用型号为XH01-259-01-D的锂电池提供24V直流电源给电机驱动模块403的电源端，电压转换器用于将24V电压转换为5V工作电压提供给微处理器401和无线通信模块402的电源端，电压转换器采UA78M05芯片，图7示出了电压转换器的电路原理图；锂电池的输出端设有熔断器，进入主控板4的工作电压均需经过熔断器，图8示出了熔断器的电路原理图，它由两只发光二极管VD2、VD3及一只硅整流二极管VD1和电阻R构成；当保险丝完好时，绿色发光二极管VD3亮，由于VD1和VD3的作用，使VD2两端等电位，故红色发光二极管VD2不亮；保险丝熔断后，VD3正极无电压而熄灭，红色发光二极管VD2由于VD1及R的作用而发光；采用保险丝熔断的方法来保证不会因为过负荷的反冲电流，使得整个系统短路，损坏硬件；根据VD2和VD3的亮与灭，便很清楚地知道保险丝的通断情况，及时更换保险丝；
下壳体1四侧的侧壁还设有连接于微处理器401的超声波传感器12和碰撞传感器13，超声波传感器12能在靠近障碍物的同时，不断与微处理器401进行数据交换，能够确保不会因为没有及时受到指令，而造成碰撞；超声波传感器12通过测距，给微处理器401距离信号，当距离信号小于预设距离阈值时，会对微处理器401发送高电平，使得微处理器401给与电机驱动模块403以同样的电位，驱动电机6接收到高电位，使机器人向背离障碍物的方向移动，一定程度上可以避免一些不必要的碰撞；超声波传感器12由深圳市捷深科技有限公司生产，型号为HC-SR04，超声波传感器12自动发送方波，自动检测是否有信号返回；有信号返回，输出一个高电平，高电平持续的时间就是超声波从发射到返回的时间，测试距离＝(高电平时间*声速(340M/S))/2。
当发生碰撞的时候，碰撞传感器13给与微处理器401停止运动的信号；碰撞传感器13采用优创电子科技有限公司生产的型号为Ck007碰撞传感器13模块，触动时输出低电平，释放保持高电平，没有延迟，反应灵敏。
驱动电机6连接于电机驱动模块403获取驱动信号用于驱动滚轮3，驱动电机6和滚轮3之间的连接一般采用联轴器，为本领域公知的现有技术，在此不做赘述；本实施例中的驱动电机6采用42JSF330AS直流无刷伺服电机。
本发明实施例的工作方式为：本发明用于送水，使用时，可结合带有电磁阀的水管及用户终端使用；摄像头9采集机器人的环境，用户终端根据摄像头9采集的内容控制机器人并向水管方向运动，到达接水位置后，若水管上的电磁阀感应到机器人，则电磁阀控制器向机器人控制器进行水量问询，机器人控制器收到问询信息后，采集称量传感器对水杯中水量的测量数据，并将该数据采用无线数传方式报告电磁阀控制器，电磁阀控制器基于该数据控制电磁阀的开放时间，以控制出水量达到预设值，此时电磁阀关闭水管；机器人接水完成后进行送水。
以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种服务型送水机器人，其特征在于：包括前开门结构的下壳体(1)和设于下壳体(1)上端的上壳体(2)；
所述下壳体(1)底部设有滚轮(3)，所述下壳体(1)内部设有主控板(4)、均电连接于主控板(4)的供电模块(5)和驱动电机(6)，所述主控板(4)包括微处理器(401)、均电连接于微处理器(401)的无线通信模块(402)和电机驱动模块(403)，所述驱动电机(6)连接于电机驱动模块(403)用于驱动滚轮(3)；
所述下壳体(1)内部还设有挡板(7)和储水箱(8)；所述挡板(7)设于供电模块(5)、主控板(4)和驱动电机(6)上方，所述挡板(7)为倒“V”型结构，所述挡板(7)两侧边部密封连接于下壳体(1)内壁形成凹槽(701)，所述凹槽(701)后侧高前侧低，所述凹槽(701)前端设有流水孔(702)；所述储水箱(8)上端开口且位于流水孔(702)下方；
所述上壳体(2)上设有均电连接于微处理器(401)的摄像头(9)和称重传感装置(10)。
2.根据权利要求1所述的服务型送水机器人，其特征在于：所述摄像头(9)设于上壳体(2)上部，所述称重传感装置(10)水平设于上壳体(2)内部，所述上壳体(2)上表面与所述称重传感装置(10)的对应位置设有开孔形成水杯放置槽(201)。
3.根据权利要求1所述的服务型送水机器人，其特征在于：所述储水箱(8)的高度和所述凹槽(701)前端高度相等，所述储水箱(8)可从下壳体(1)内部取出。
4.根据权利要求1所述的服务型送水机器人，其特征在于：所述下壳体(1)内部还设有安装凸台(11)，所述主控板(4)、供电模块(5)和驱动电机(6)均设于所述安装凸台(11)上。
5.根据权利要求1所述的服务型送水机器人，其特征在于：所述下壳体(1)侧壁嵌设有电连接于微处理器(401)的超声波传感器(12)。
6.根据权利要求1所述的服务型送水机器人，其特征在于：所述下壳体(1)侧壁嵌设有电连接于微处理器(401)的碰撞传感器(13)。
7.根据权利要求1所述的服务型送水机器人，其特征在于：所述微处理器(401)采用STC89C52单片机。
8.根据权利要求1所述的服务型送水机器人，其特征在于：所述供电模块(5)包括锂电池和用于进行电压转换的电压转换器；所述锂电池的输出端设有熔断器。
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