CN111461362A - 一种智能换桶系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种智能换桶系统，包括后台、调度系统、智能移动设备、换桶机构、分类运输机器人；其中后台实时监控智能移动设备、换桶机构、分类运输机器人运行状态、调度信息；智能移动设备包括收纳桶、底盘机器人；当收纳桶装满时，底盘机器人发送换桶信息给调度系统，根据调度系统反馈的位置信息进行定位导航进入准备位置待命；调度系统，接收到换桶信息后，获取换桶机构的位置信息，并将位置信息发回底盘机器人，并将相应的信息下发给分类运输机器人；分类运输机器人根据信息定位导航进入准备位置待命；换桶机构接收到执行指令后，将装满物品的收纳桶从底盘机器人上搬运给到分类运输机器人，由分类运输机器人运送处理；换桶机构将空的收纳桶装给底盘机器人，实现智能换桶操作。
Description
技术领域
本发明涉及机器人技术领域，更具体的，涉及一种智能换桶系统。
背景技术
目前，物流业、电商对自动运输和配送要强烈的需求，国家强制推行垃圾分类，垃圾分类本身就给广大人民群众带来实际的困难和麻烦。因此为了更好的进行自动配送和运输、垃圾分类，智能移送设备的推出广受广大人民群众喜爱与关注。
现有的智能移动设备一般都是由智能移动的底盘机器人、收纳桶组成，所述的收纳桶设置在底盘机器人上方，由底盘机器人运载，底盘机器人根据指令将收纳桶运送到指定地点，方便用户将货物装进收纳桶中。智能移动设备实现了家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。
但是收纳桶装满货物后需要处理，如底盘机器人需要更换空的收纳桶，装满货物的收纳桶需要被更换到其他机器人上运输到相应的进一步处理。甚至根据用户的需求，和选择的服务，提供不同的桶模块的组合，以及不同底盘机器人组合，最大限度利用设备的搬运和装载能力，但是现在还停留在人为进行更换，无法全自动化的进行智能化更换和无人值守。
发明内容
本发明为了解决1、智能收纳桶装满后不能自动化的进行更换收纳桶的问题，提供了一种智能换桶系统，其无需人力辅助，能自动实现将装满货物的收纳桶进行更换，运走、监控、管理、且方便快捷。
为实现上述本发明目的，采用的技术方案如下：一种智能换桶系统，包括后台、调度系统、智能移动设备、换桶机构、分类运输机器人；
其中所述的后台用于实时监控智能移动设备、换桶机构、分类运输机器人运行状态、调度信息；
所述的智能移动设备包括收纳桶、底盘机器人；当所述收纳桶检测到货物装满时，底盘机器人发送换桶信息给调度系统，并根据调度系统反馈回来的换桶机构的位置信息进行定位导航，并进入换桶机构的准备位置待命；
所述的调度系统，用于接收到换桶信息后，获取换桶机构的位置信息，并将换桶机构的位置信息发回底盘机器人，并将换桶信息、换桶机构的位置信息下发给分类运输机器人；
所述的分类运输机器人根据调度系统下发的换桶机构的位置信息进行定位导航进入换桶机构的准备位置待命
所述的换桶机构接收调度系统的执行指令后，所述的换桶机构将装满货物的收纳桶从底盘机器人上搬运给到分类运输机器人，由分类运输机器人运送到相应的站点进行处理；所述的换桶机构并将空的收纳桶装给底盘机器人，实现智能换桶操作。当然，也可以有调度系统根据接受到的服务请求，下发给换桶机构组合不同收纳桶模块，并装到底盘机器人上。
优选地，所述的收纳桶上设有容量计算装置和称重装置；所述的容量计算装置，用于接收用户放置货物后，经过计算得出收纳桶的剩余容量将该信息反馈到底盘机器人；所述的称重装置计算收纳桶的重量，并将该信息反馈给底盘机器人；当剩余容量少于n％时，或收纳桶的重量超多阈值时，所述的底盘机器人向调度系统发送请求换桶信息；所述容量计算装置包括红外线发射器、红外线接收器；所述的红外线发射器、红外线接收器均设置在收纳桶上，且相对设置。
进一步地，所述的收纳桶上还设有标签；所述的换桶机构通过识别标签得到该收纳桶的属性信息，并上传给调度系统，所述的调度系统根据属性信息通知分类运输机器人，所述的分类运输机器人将收纳桶搬运到相应的站点再进一步处理。
再进一步地，所述的标签包括RFID电子标签、条形码、二维码、颜色；所述的收纳桶的属性信息包括桶内的所属物品类别、桶的大小；其中所述的所属物品类别包括快递、送餐、垃圾。
再进一步地，所述的收纳桶包括至少1个桶模块；若干个所述的桶模块依次组装在所述的底盘机器人上，每个所述的桶模块内装放一种类别的物品；每个所述的桶模块上均设有标签。
再进一步地，所述的换桶机构包括换桶控制模块，用于将位置信息、桶模块信息上传给调度系统，并接收调度系统下发的执行指令；
换桶执行模块，响应所述换桶控制模块接收到的执行指令进行执行相关动作，实现换桶；
识别模块，用于识别所述的收纳桶上的标签，将识别获取的信息通过换桶控制模块上传给调度系统。
再进一步地，所述的换桶机构还包括显示模块，用于响应调度系统的指令进行播放音频和/或视频；所述的音频和/或视频的内容包括环保宣传广告、垃圾分类操作指导。
再进一步地，所述的执行指令包括机器人的种类、需要更换的收纳桶信息、发出具体的换桶装置的位置信息、换桶时间、换桶模式。
再进一步地，所述的换桶模式包括如下：
A、上下分离模式，即底盘机器人不动，通过提升收纳桶，实现收纳桶桶与底盘机器人分离；
B、收纳桶不动，底盘机器人下降的分离模式，实现底盘机器人与收纳桶实施分离；
C、提升收纳桶，底盘机器人下降的分离模式，实现底盘机器人与收纳桶分离；
D、左右方向分离模式，即底盘不动，桶向左分离，或底盘不动，桶向右分离模式；
E、收纳桶不动，底盘机器人向左移动的分离模式，或收纳桶不动，底盘机器人向右移动的分离模式；
F、收纳桶向左移动，同时底盘机器人向右移动，实现底盘机器人与收纳桶的分离模式；
G、收纳桶向右移动，同时底盘机器人向左移动，实现底盘机器人与收纳桶的分离模式；
H、收纳桶向前移动，同时底盘机器人后移动，实现底盘机器人与收纳桶的分离模式；
I、收纳桶向后移动，同时底盘机器人向前移动，实现底盘机器人与收纳桶的分离模式；
J、翻转分离模式，即收纳桶身翻转，实现底盘机器人与收纳桶的分离模式；
K、旋转分离模式，即收纳桶与底盘向相反方向旋转，从而实现底盘机器人与收纳桶分离的模式。
再进一步地，所述的调度系统设置在云端，所述的调度系统根据底盘机器人发送的请求换桶信息建立服务队列，所述的请求换桶信息包括该桶的属性信息、当前底盘机器人的位置信息；当所述的调度系统接收到底盘机器人、分类运输机器人进入换桶机构的准备位置待命的反馈信息，同时接收到换桶机构反馈识别模块识别到的标签信息时，建立换桶执行指令，然后将执行指令下发给换桶机构实现换桶、或是接受云端指令，根据服务需求，控制执行桶模块组合，调度底盘机器人组装上桶模块，完成上门服务。
本发明的有益效果如下：本发明通过调度系统的控制调整使得智能移动设备、换桶机构、分类运输机器人三者之间相互配合，并控制换桶机构实现对底盘机器人与收纳桶进行分离，分类运输机器人将装满物品的收纳桶运输到相应的站点进一步处理，换桶机构再将空的收纳桶安放在底盘机器人上实现收纳桶的更换，该过程无需人为干预，且方便快捷。
附图说明
图1是实施例1所述的智能换桶系统的通信框图。
图2是实施例1所述的换桶机构换桶的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做详细描述。
实施例1
本实施例所述的智能移动设备以智能垃圾桶为例进行详细的说明，本实施例所述的智能垃圾桶包括底盘机器人，装载有用于装放垃圾的垃圾桶。
如图1所示，一种智能换桶系统，包括后台、调度系统、智能移送设备、换桶机构、分类运输机器人；
其中所述的后台用于实时监控智能移动设备、换桶机构、分类运输机器人运行状态、调度信息、用户服务请求；所述的智能移动设备为智能垃圾桶。
所述的智能移动设备包括垃圾桶、底盘机器人；当所述收纳桶检测到物品装满时，底盘机器人发送换桶信息给调度系统，并根据调度系统反馈回来的换桶机构的位置信息进行定位导航，并进入换桶机构的准备位置待命；
所述的调度系统，用于接收到换桶信息后，获取换桶机构的位置信息，并将换桶机构的位置信息发回底盘机器人，并将换桶信息、换桶机构的位置信息下发给分类运输机器人；
所述的分类运输机器人根据调度系统下发的换桶机构的位置信息进行定位导航进入换桶机构的准备位置待命
所述的换桶机构接收调度系统的执行指令后，所述的换桶机构将装满垃圾的垃圾桶从底盘机器人上搬运给到分类运输机器人，由分类运输机器人运送到垃圾回收站进行处理；所述的换桶机构并将空的垃圾桶装给底盘机器人，实现智能换桶操作。
本实施例设置调度系统对接收来自后台、底盘机器人、分类运输机器人、换桶机构的信息进行处理并反馈相应的信息，起到统筹兼顾的作用。所述的调度系统获取带需要换收纳桶的信息时，建立服务队列，并将换桶信息、位置信息下发给相应的分类运输机器人，当所述的分类运输机器人、装载的垃圾桶的底盘机器人进入准备位置待命，调度系统对换桶机构下发换桶执行指令，换桶机构根据指令完成换桶，该过程全程智能化，无人认为干预，所述的换桶机构为底盘机器人重新换上空的垃圾桶，所述的分类运输机器人将根据所装载的垃圾桶的信息运输到相应的垃圾回收站进行进一步处理。本实施例换桶机构可以为智能控制的机械手、或搬运机械人，其内置有定位模块，能够将自身位置信息发送给调度系统。所述的底盘机器人、分类运输机器人不做具体的限制，只要能实现装载收纳桶的智能移动设备即可。所述的后台为服务器或智能终端，包括不限于智能手机或平板电脑、PC电脑，ipad等。
在一个具体的实施例中，所述的垃圾桶上设有容量计算装置和称重装置；所述的容量计算装置，用于接收用户将垃圾装放进垃圾桶后，经过计算得出垃圾桶的剩余容量将该信息反馈到底盘机器人；所述的称重装置用于计算垃圾桶的重量，并将该信息反馈给底盘机器人；当剩余容量少于5％时，或超过设定的重量阈值时，所述的底盘机器人向调度系统发送请求换桶信息，底盘机器人并根据调度系统反馈回来换桶机构的位置信息，自动定位导航，进入准备位置待命。本实施例所述容量计算装置包括红外线发射器、红外线接收器；所述的红外线发射器、红外线接收器均设置在垃圾桶上，且相对设置，当红外线接收器接收不到所述的红外线发射器发射的红外线时，表示垃圾堆积到该红外线接收器所在高度的位置，根据垃圾堆积的高度计算剩余容量。所述的重量装置设置在垃圾桶的底部，其包括但不限于各类重量传感器。
在一个具体的实施例中，所述的垃圾桶上还设有标签；所述的换桶机构通过识别标签得到该垃圾桶的属性信息，并上传给调度系统，所述的调度系统根据属性信息通知分类运输机器人，所述的分类运输机器人将垃圾桶搬运到相应的垃圾回收站进一步处理。其中所述的标签包括RFID电子标签、条形码、二维码、颜色；所述的垃圾桶的属性信息包括桶内垃圾的所属垃圾类别、收纳桶的大小；其中所述的垃圾的所属垃圾类别包括为垃圾，具体分为餐厨垃圾、可回收垃圾、有害垃圾和其它垃圾。本实施例若垃圾为餐厨垃圾，则分类运输机器人将其运输到餐厨垃圾回收站进行处理，若收纳桶为可回收垃圾，则分类运输机器人将其运输到垃圾可回收站进行处理，解决了对智能移动设备装载的垃圾进行自动分类处理，无需人工进行对智能移动设备进行换桶，同时无需人工对垃圾进行分类处理。
在一个具体的实施例中，所述的垃圾桶包括至少1个桶模块；若干个所述的桶模块依次组装在所述的底盘机器人上，每个所述的桶模块内装放一种类别的垃圾，每个所述的桶模块上均设有相应的标签。识别该标签能够获取该桶内的垃圾类别，以及桶的大小尺寸。每个所述的桶模块内设有容量计算装置，称重模块，当至少一个通模块装满时，所述容量计算装置，称重装置将装满的信息通过底盘机器人向调度系统发送换桶请求，进行换桶。
在一个具体的实施例中，所述的换桶机构包括换桶控制模块，其内置定位模块，用于将位置信息，桶模块信息上传给调度系统，并接收调度系统下发的执行指令；
换桶执行模块，响应所述换桶控制模块接收到的执行指令进行执行相关动作，实现换桶；
识别模块，用于识别所述的垃圾桶上的标签，将识别获取的信息通过换桶控制模块上传给调度系统。
所述的识别模块根据收纳桶上的标签进行设置，若标签为RFID电子标签，则识别模块为RFID阅读器，若标签为条形码、二维码，则识别模块为二维码读取器、若颜色则为图像识别模块。
在一个具体的实施例中，所述的换桶机构还包括显示模块，用于响应调度系统的指令进行播放音频和/或视频；所述的音频和/或视频的内容包括环保宣传广告、垃圾分类操作指导，实现对环保的宣传，使得环保理念深入人心。显示模块可以采用4K高清显示器，其具备4K分辨率的显示器设备，其横向解析度约为4000像素，分辨率有3840x2160和4096×2160像素2种超高分辨率规格。相比最主流的1080P全高清分辨率，4K显示器增加数百万个像素点，画面的精细程度及显示品质非常高，用户视觉体验好。
在一个具体的实施例中，所述的执行指令包括机器人的种类、需要更换的垃圾桶信息、发出具体的换桶装置的位置信息、换桶时间、换桶模式。
具体的，所述的换桶模式包括如下：
A、上下分离模式，即底盘机器人不动，通过提升垃圾桶，实现垃圾桶与底盘机器人分离；
B、垃圾桶不动，底盘机器人下降的分离模式，实现底盘机器人与垃圾桶实施分离；
C、提升垃圾桶，底盘机器人下降的分离模式，实现底盘机器人与垃圾桶分离；
D、左右方向分离模式，即底盘机器人不动，垃圾桶向左分离，或底盘机器人不动，垃圾桶向右分离模式；
E、垃圾桶不动，底盘机器人向左移动的分离模式，或垃圾桶不动，底盘机器人向右移动的分离模式；
F、垃圾桶向左移动，同时底盘机器人向右移动，实现底盘机器人与垃圾桶的分离模式；
G、垃圾桶向右移动，同时底盘机器人向左移动，实现底盘机器人与垃圾桶的分离模式；
H、垃圾桶向前移动，同时底盘机器人后移动，实现底盘机器人与垃圾桶的分离模式。
I、垃圾桶向后移动，同时底盘机器人向前移动，实现底盘机器人与垃圾桶的分离模式。
J、翻转分离模式，即垃圾桶身翻转，实现底盘机器人与垃圾桶的分离模式。
K、旋转分离模式，即垃圾桶与底盘机器人向相反方向旋转，从而实现底盘机器人与垃圾桶分离的模式。
本实施例可以设置10种甚至换桶模式，实现换桶方式的多样化。具体换桶时，如图2所示，若调度系统收到底盘机器人上的所有桶模块均需要更换，则调度系统下发执行换桶的指令，换桶机构从最顶端的桶模块开始逐个搬运给对应的分类运输机器人，每个分类运输机器人将相应的桶模块运输到相应的垃圾回收站进一步处理。若调度系统收到底盘机器人上的某个中间桶模块需要更换，如桶模块3，则调度系统下发执行换桶的指令，换桶执行模块将桶模块1、桶模块2、桶模块3一起提起放在分类运输机器人上，换桶执行模块将空的桶模块放在底盘机器人上，再从分类运输机器人上取回桶模块1、桶模块2；桶模块3则由分类运输机器人送到的垃圾回收站处理，由此实现对桶模块3进行更换。
在一个具体的实施例中，所述的调度系统设置在云端，即所示的调度系统设置在云服务器中，云服务器是一种简单高效、安全可靠、处理能力可弹性伸缩的计算服务。设置在云端的调度系统其处理速度更快。所述的调度系统根据底盘机器人发送的请求换桶信息建立服务队列，所述的请求换桶信息包括该桶的属性信息、当前底盘机器人的位置信息；当所述的调度系统接收到底盘机器人、分类运输机器人进入换桶机构的准备位置待命的反馈信息，同时接收到换桶机构反馈识别模块识别到的标签信息时，建立换桶执行指令，然后将执行指令下发给换桶机构实现换桶。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种智能换桶系统，其特征在于：包括后台、调度系统、智能移动设备、换桶机构、分类运输机器人；
其中所述的后台用于实时监控智能移动设备、换桶机构、分类运输机器人运行状态、调度信息；
所述的智能移动设备包括收纳桶、底盘机器人；当所述收纳桶检测到货物装满时，底盘机器人发送换桶信息给调度系统，并根据调度系统反馈回来的换桶机构的位置信息进行定位导航，并进入换桶机构的准备位置待命；
所述的调度系统，用于接收到换桶信息后，获取换桶机构的位置信息，并将换桶机构的位置信息发回底盘机器人，并将换桶信息、换桶机构的位置信息下发给分类运输机器人；
所述的分类运输机器人根据调度系统下发的换桶机构的位置信息进行定位导航进入换桶机构的准备位置待命
所述的换桶机构接收调度系统的执行指令后，所述的换桶机构将装满货物的收纳桶从底盘机器人上搬运给到分类运输机器人，由分类运输机器人运送到相应的站点进行处理；所述的换桶机构并将空的收纳桶装给底盘机器人，实现智能换桶操作。
2.根据权利要求1所述的智能换桶系统，其特征在于：所述的收纳桶上设有容量计算装置和称重装置；所述的容量计算装置，用于接收用户放置货物后，经过计算得出收纳桶的剩余容量将该信息反馈到底盘机器人；所述的称重装置计算收纳桶的重量，并将该信息反馈给底盘机器人；当剩余容量少于n％时，或收纳桶的重量超多阈值时，所述的底盘机器人向调度系统发送请求换桶信息；所述容量计算装置包括红外线发射器、红外线接收器；所述的红外线发射器、红外线接收器均设置在收纳桶上，且相对设置。
3.根据权利要求2所述的智能换桶系统，其特征在于：所述的收纳桶上还设有标签；所述的换桶机构通过识别标签得到该收纳桶的属性信息，并上传给调度系统，所述的调度系统根据属性信息通知分类运输机器人，所述的分类运输机器人将收纳桶搬运到相应的站点再进一步处理。
4.根据权利要求3所述的智能换桶系统，其特征在于：所述的标签包括RFID电子标签、条形码、二维码、颜色；所述的收纳桶的属性信息包括桶内的所属物品类别、桶的大小；其中所述的所属物品类别包括快递、送餐、垃圾。
5.根据权利要求4所述的智能换桶系统，其特征在于：所述的收纳桶包括至少1个桶模块；若干个所述的桶模块依次组装在所述的底盘机器人上，每个所述的桶模块内装放一种类别的物品；每个所述的桶模块上均设有标签。
6.根据权利要求5所述的智能换桶系统，其特征在于：所述的换桶机构包括换桶控制模块，用于将位置信息、桶模块信息上传给调度系统，并接收调度系统下发的执行指令；
换桶执行模块，响应所述换桶控制模块接收到的执行指令进行执行相关动作，实现换桶；
识别模块，用于识别所述的收纳桶上的标签，将识别获取的信息通过换桶控制模块上传给调度系统。
7.根据权利要求6所述的智能换桶系统，其特征在于：所述的换桶机构还包括显示模块，用于响应调度系统的指令进行播放音频和/或视频；所述的音频和/或视频的内容包括环保宣传广告、垃圾分类操作指导。
8.根据权利要求7所述的智能换桶系统，其特征在于：所述的执行指令包括机器人的种类、需要更换的收纳桶信息、发出具体的换桶装置的位置信息、换桶时间、换桶模式。
9.根据权利要求8所述的智能换桶系统，其特征在于：所述的换桶模式包括如下：
A、上下分离模式，即底盘机器人不动，通过提升收纳桶，实现收纳桶桶与底盘机器人分离；
B、收纳桶不动，底盘机器人下降的分离模式，实现底盘机器人与收纳桶实施分离；
C、提升收纳桶，底盘机器人下降的分离模式，实现底盘机器人与收纳桶分离；
D、左右方向分离模式，即底盘不动，桶向左分离，或底盘不动，桶向右分离模式；
E、收纳桶不动，底盘机器人向左移动的分离模式，或收纳桶不动，底盘机器人向右移动的分离模式；
F、收纳桶向左移动，同时底盘机器人向右移动，实现底盘机器人与收纳桶的分离模式；
G、收纳桶向右移动，同时底盘机器人向左移动，实现底盘机器人与收纳桶的分离模式；
H、收纳桶向前移动，同时底盘机器人后移动，实现底盘机器人与收纳桶的分离模式；
I、收纳桶向后移动，同时底盘机器人向前移动，实现底盘机器人与收纳桶的分离模式；
J、翻转分离模式，即收纳桶身翻转，实现底盘机器人与收纳桶的分离模式；
K、旋转分离模式，即收纳桶与底盘向相反方向旋转，从而实现底盘机器人与收纳桶分离的模式。
10.根据权利要求9所述的智能换桶系统，其特征在于：所述的调度系统设置在云端，所述的调度系统根据底盘机器人发送的请求换桶信息建立服务队列，所述的请求换桶信息包括该桶的属性信息、当前底盘机器人的位置信息；当所述的调度系统接收到底盘机器人、分类运输机器人进入换桶机构的准备位置待命的反馈信息，同时接收到换桶机构反馈识别模块识别到的标签信息时，建立换桶执行指令，然后将执行指令下发给换桶机构实现换桶、或是接受云端指令，根据服务需求，控制执行桶模块组合，调度底盘机器人组装上桶模块，完成上门服务。
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|---|---|---|---|
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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