CN112882471A - 一种基于uwb的巡检机器人及其定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于UWB的巡检机器人及其定位方法，包括机器人本体，机器人本体的底部安装有电池箱，电池箱的底部安装有底座，底座的顶部四个拐角处均安装有齿轮箱，齿轮箱的顶部安装有第一驱动电机，齿轮箱的底部连接有车轮固定架，该巡检机器人稳定性能强，灵活性强，使用的时候能对四周进行拍摄，便于机器人避开障碍物进行移动，还能提供照明，能在巡检的过程中进行消毒处理，对对消毒液进行搅拌处理，防止消毒液与水混合不均匀，能实现同时对多个方向进行消毒，能快速定位到机器人的位置，能通过无线载波通信技术实现机器人的快速定位，该巡检机器人的定位方法准确性能强，能快速准确的定位机器人的位置，方便人们操作使用。
Description
技术领域：
本发明涉及巡检机器人领域，具体为一种基于UWB的巡检机器人及其定位方法。
背景技术：
机器人的应用十分广泛，尤其在人们的生活中的应用，机器人的种类也很多，涉及到各个领域，尤其是巡检机器人，巡检机器人在新冠疫情中起到很大的作用，而现在的巡检机器人功能比较单一，灵活性较差，只有巡检的功能，不能在巡检的过程中进行消毒处理，不能对对消毒液进行搅拌处理，防止消毒液与水混合不均匀，不能同时对四个机器的四个方向进行消毒处理，不能对路况进行实时拍摄，不能提供照明，不能快速定位到机器人的位置，不能通过无线载波通信技术实现机器人的快速定位，而且现有的定位方法准确性能差，不能快速准确的定位机器人的位置，不方便人们操作使用。
发明内容：
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种基于UWB的巡检机器人及其定位方法，以解决上述背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于UWB的巡检机器人，包括机器人本体，所述机器人本体的底部安装有电池箱，所述电池箱的底部安装有底座，所述底座的顶部四个拐角处均安装有齿轮箱，所述齿轮箱的顶部安装有第一驱动电机，所述齿轮箱的底部连接有车轮固定架，所述车轮固定架的中部安装有滚轮，所述车轮固定架的一侧安装有第二驱动电机，所述电池箱的顶部安装有离心水泵，所述离心水泵的顶部安装有消毒液存放箱，所述消毒液存放箱的四个侧面中部均安装有第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆的一端安装有过滤箱，所述过滤箱的一侧安装有喷淋板，所述喷淋板的一侧设有若干个喷雾孔，所述过滤箱的底部连接有输水管，所述消毒液存放箱的顶端中部安装有第三驱动电机，所述第三驱动电机的底部连接有搅拌杆，所述消毒液存放箱的顶部四个侧面均安装有照明灯板，所述照明灯板的中部安装有摄像头，所述消毒液存放箱的顶部四个拐角处均安装有第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆的顶部安装有顶架，所述顶架的顶部安装有主控箱，所述主控箱的顶部安装有发射天线，所述主控箱的四个侧面均安装有第三电动伸缩杆，所述第三电动伸缩杆的一端安装有信号发生器固定板，所述信号发生器固定板的侧面上安装有信号发射器。
作为本发明的一种优选技术方案，所述电池箱通过螺栓安装在底座的顶部上，所述齿轮箱通过螺栓安装在底座顶部的四个拐角处，所述第一驱动电机通过螺栓安装在齿轮箱的顶部上。
作为本发明的一种优选技术方案，所述车轮固定架通过连接轴固定在齿轮箱内的齿轮上，所述第二驱动电机通过螺栓安装在车轮固定架的侧面上，所述滚轮与第二驱动电机的转轴固定相连。
作为本发明的一种优选技术方案，所述消毒液存放箱的顶部安装有入料口密封盖，所述第三驱动电机通过螺栓安装在消毒液存放箱的顶部上，所述搅拌杆与第三驱动电机的转轴通过联轴器固定相连。
作为本发明的一种优选技术方案，所述照明灯板通过螺栓安装在消毒液存放箱顶部的四个侧面上，所述摄像头通过螺栓安装在照明灯板的中部上。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第二电动伸缩杆通过螺栓安装在消毒液存放箱的四个侧面上，所述喷淋板上的过滤箱通过螺栓安装在第二电动伸缩杆的一端上，所述离心水泵通过螺栓安装在消毒液存放箱的底部上，所述离心水泵通过输水管与过滤箱相连。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第一电动伸缩杆通过螺栓安装在消毒液存放箱的顶部四个拐角处，所述顶架通过螺栓安装在第一电动伸缩杆的顶部上，所述主控箱通过螺栓安装在顶架的顶部上。
作为本发明的一种优选技术方案，所述第三电动伸缩杆通过螺栓安装在主控箱的四个侧面上，所述信号发生器固定板通过螺栓安装在第三电动伸缩杆的一端上，所述信号发射器通过螺栓安装在信号发生器固定板的侧面上。
作为本发明的一种优选技术方案，所述主控箱分别与第一电动伸缩杆、第三电动伸缩杆、摄像头、第三驱动电机、离心水泵、第一驱动电机、第二驱动电机、第二电动伸缩杆和照明灯板电性连接。
一种基于UWB的巡检机器人的定位方法，包括自检模块、修复模块、故障记录模块和无线传输模块，具体的定位检测方法如下：
步骤一：通过自检模块对信号发射器1、信号发射器2、信号发射器3或信号发射器4进行检测，当没有异常的时候，则返回自检模块，实现实时监测，当出现异常的时候，其中的某一个传输回来的位置与其他三个不同则为异常，会通过修复模块进行快速修复，当修复后没有异常后则返回自检模块；
步骤二：当修复模块不能使其修复，则会剔除该发射器，关闭该发射器的电源，并通过故障记录模块进行记录，与此同时通过无线传输模块将该该故障发送到用户的客户端上；
步骤三，通过远程控制第一电动伸缩杆和第三电动伸缩杆制动，从而调节信号发射器1、信号发射器2、信号发射器3或信号发射器4的位置，从而根据加权方式找准该机器人的具体位置。
本发明的有益效果是：该巡检机器人稳定性能强，灵活性强，使用的时候能对四周进行拍摄，便于机器人避开障碍物进行移动，还能提供照明，能在巡检的过程中进行消毒处理，对对消毒液进行搅拌处理，防止消毒液与水混合不均匀，能实现同时对多个方向进行消毒，能快速定位到机器人的位置，能通过无线载波通信技术实现机器人的快速定位，该巡检机器人的定位方法准确性能强，能快速准确的定位机器人的位置，方便人们操作使用。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的展开结构示意图；
图3为本发明搅拌杆的结构示意图；
图4为本发明的方法流程图；
图中：1、机器人本体；2、电池箱；3、消毒液存放箱；4、电动伸缩杆；5、顶架；6、主控箱；7、连接杆；8、信号发生器固定板；9、信号发射器；10、发射天线；11、摄像头；12、电机；13、喷淋板；14、喷雾孔；15、离心水泵；16、底座；17、第一驱动电机；18、车轮固定架；19、滚轮；20、第二驱动电机；21、过滤箱，22、搅拌杆。
具体实施方式：
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种基于UWB的巡检机器人，包括机器人本体1，机器人本体1的底部安装有电池箱2，电池箱2的底部安装有底座16，底座16的顶部四个拐角处均安装有齿轮箱23，齿轮箱23的顶部安装有第一驱动电机17，齿轮箱23的底部连接有车轮固定架18，车轮固定架18的中部安装有滚轮19，车轮固定架18的一侧安装有第二驱动电机20，电池箱2的顶部安装有离心水泵15，离心水泵15的顶部安装有消毒液存放箱3，消毒液存放箱3的四个侧面中部均安装有第二电动伸缩杆24，第二电动伸缩杆24的一端安装有过滤箱21，过滤箱21的一侧安装有喷淋板13，喷淋板13的一侧设有若干个喷雾孔14，过滤箱21的底部连接有输水管25，消毒液存放箱3的顶端中部安装有第三驱动电机12，第三驱动电机12的底部连接有搅拌杆22，消毒液存放箱3的顶部四个侧面均安装有照明灯板26，照明灯板26的中部安装有摄像头11，消毒液存放箱3的顶部四个拐角处均安装有第一电动伸缩杆4，第一电动伸缩杆4的顶部安装有顶架5，顶架5的顶部安装有主控箱6，主控箱6的顶部安装有发射天线10，主控箱6的四个侧面均安装有第三电动伸缩杆7，第三电动伸缩杆7的一端安装有信号发生器固定板8，信号发生器固定板8的侧面上安装有信号发射器9。
电池箱2通过螺栓安装在底座16的顶部上，齿轮箱23通过螺栓安装在底座16顶部的四个拐角处，第一驱动电机17通过螺栓安装在齿轮箱23的顶部上。
车轮固定架18通过连接轴固定在齿轮箱23内的齿轮上，第二驱动电机20通过螺栓安装在车轮固定架18的侧面上，滚轮19与第二驱动电机20的转轴固定相连。
消毒液存放箱3的顶部安装有入料口密封盖，第三驱动电机12通过螺栓安装在消毒液存放箱3的顶部上，搅拌杆22与第三驱动电机12的转轴通过联轴器固定相连。
照明灯板26通过螺栓安装在消毒液存放箱3顶部的四个侧面上，摄像头11通过螺栓安装在照明灯板26的中部上。
第二电动伸缩杆24通过螺栓安装在消毒液存放箱3的四个侧面上，喷淋板13上的过滤箱21通过螺栓安装在第二电动伸缩杆24的一端上，离心水泵15通过螺栓安装在消毒液存放箱3的底部上，离心水泵15通过输水管25与过滤箱21相连。
第一电动伸缩杆4通过螺栓安装在消毒液存放箱3的顶部四个拐角处，顶架5通过螺栓安装在第一电动伸缩杆4的顶部上，主控箱6通过螺栓安装在顶架5的顶部上。
第三电动伸缩杆7通过螺栓安装在主控箱6的四个侧面上，信号发生器固定板8通过螺栓安装在第三电动伸缩杆7的一端上，信号发射器9通过螺栓安装在信号发生器固定板8的侧面上。
主控箱6分别与第一电动伸缩杆4、第三电动伸缩杆7、摄像头11、第三驱动电机12、离心水泵15、第一驱动电机17、第二驱动电机20、第二电动伸缩杆24和照明灯板26电性连接。
具体的定位检测方法如下：
步骤一：通过自检模块对信号发射器1、信号发射器2、信号发射器3或信号发射器4进行检测，当没有异常的时候，则返回自检模块，实现实时监测，当出现异常的时候，其中的某一个传输回来的位置与其他三个不同则为异常，会通过修复模块进行快速修复，当修复后没有异常后则返回自检模块；
步骤二：当修复模块不能使其修复，则会剔除该发射器，关闭该发射器的电源，并通过故障记录模块进行记录，与此同时通过无线传输模块将该该故障发送到用户的客户端上；
步骤三，通过远程控制第一电动伸缩杆4和第三电动伸缩杆7制动，从而调节信号发射器1、信号发射器2、信号发射器3或信号发射器4的位置，从而根据加权方式找准该机器人的具体位置。
工作原理：一种基于UWB的巡检机器人及其定位方法，包括机器人本体1、电池箱2、消毒液存放箱3、第一电动伸缩杆4、顶架5、主控箱6、第三电动伸缩杆7、信号发生器固定板8、信号发射器9、发射天线10、摄像头11、第三驱动电机12、喷淋板13、喷雾孔14、离心水泵15、底座16、第一驱动电机17、车轮固定架18、滚轮19、第二驱动电机20、过滤箱21、搅拌杆22、齿轮箱23、第二电动伸缩杆24、输水管25和照明灯板26，使用的时候，通过主控箱6内的控制系统控制第一驱动电机17和第二驱动电机20制动，与此同时利用摄像头11进行障碍物识别，从而让整个机器人自动行走，利用第一驱动电机17制动从而带动齿轮箱23内的齿轮转动，从而带动车轮固定架18转动，利用第二驱动电机20制动从而带动滚轮19制动，从而让机器人自动行走，在行走的时候，通过控制系统控制第二电动伸缩杆24制动从而将消毒液存放箱3四个侧面的喷淋板13伸出，通过接通第三驱动电机12的电源，使其制动带动搅拌杆22转动，从而对消毒液进行搅拌，然后利用离心水泵15制动将消毒液存放箱3你的消毒液通过输水管25抽吸到喷淋板13内，通过喷雾孔14喷出，进行全面消毒，还可以通过接通第一电动伸缩杆4和第三电动伸缩杆7的电源，让第一电动伸缩杆4制动从而调节信号发射器9的高度，利用第三电动伸缩杆7制动调节信号发射器9的位置，从而根据系统加权统计准确的找准机器人的位置，还能通过以下的具体方法对定位进行检测，提高定位的准确性；
步骤一：通过自检模块对信号发射器1、信号发射器2、信号发射器3或信号发射器4进行检测，当没有异常的时候，则返回自检模块，实现实时监测，当出现异常的时候，其中的某一个传输回来的位置与其他三个不同则为异常，会通过修复模块进行快速修复，当修复后没有异常后则返回自检模块；
步骤二：当修复模块不能使其修复，则会剔除该发射器，关闭该发射器的电源，并通过故障记录模块进行记录，与此同时通过无线传输模块将该该故障发送到用户的客户端上；
步骤三，通过远程控制第一电动伸缩杆4和第三电动伸缩杆7制动，从而调节信号发射器1、信号发射器2、信号发射器3或信号发射器4的位置，从而根据加权方式找准该机器人的具体位置。
该巡检机器人稳定性能强，灵活性强，使用的时候能对四周进行拍摄，便于机器人避开障碍物进行移动，还能提供照明，能在巡检的过程中进行消毒处理，对对消毒液进行搅拌处理，防止消毒液与水混合不均匀，能实现同时对多个方向进行消毒，能快速定位到机器人的位置，能通过无线载波通信技术实现机器人的快速定位，该巡检机器人的定位方法准确性能强，能快速准确的定位机器人的位置，方便人们操作使用。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于UWB的巡检机器人，包括机器人本体(1)，其特征在于，所述机器人本体(1)的底部安装有电池箱(2)，所述电池箱(2)的底部安装有底座(16)，所述底座(16)的顶部四个拐角处均安装有齿轮箱(23)，所述齿轮箱(23)的顶部安装有第一驱动电机(17)，所述齿轮箱(23)的底部连接有车轮固定架(18)，所述车轮固定架(18)的中部安装有滚轮(19)，所述车轮固定架(18)的一侧安装有第二驱动电机(20)，所述电池箱(2)的顶部安装有离心水泵(15)，所述离心水泵(15)的顶部安装有消毒液存放箱(3)，所述消毒液存放箱(3)的四个侧面中部均安装有第二电动伸缩杆(24)，所述第二电动伸缩杆(24)的一端安装有过滤箱(21)，所述过滤箱(21)的一侧安装有喷淋板(13)，所述喷淋板(13)的一侧设有若干个喷雾孔(14)，所述过滤箱(21)的底部连接有输水管(25)，所述消毒液存放箱(3)的顶端中部安装有第三驱动电机(12)，所述第三驱动电机(12)的底部连接有搅拌杆(22)，所述消毒液存放箱(3)的顶部四个侧面均安装有照明灯板(26)，所述照明灯板(26)的中部安装有摄像头(11)，所述消毒液存放箱(3)的顶部四个拐角处均安装有第一电动伸缩杆(4)，所述第一电动伸缩杆(4)的顶部安装有顶架(5)，所述顶架(5)的顶部安装有主控箱(6)，所述主控箱(6)的顶部安装有发射天线(10)，所述主控箱(6)的四个侧面均安装有第三电动伸缩杆(7)，所述第三电动伸缩杆(7)的一端安装有信号发生器固定板(8)，所述信号发生器固定板(8)的侧面上安装有信号发射器(9)。
2.根据权利要求1所述的一种基于UWB的巡检机器人，其特征在于：所述电池箱(2)通过螺栓安装在底座(16)的顶部上，所述齿轮箱(23)通过螺栓安装在底座(16)顶部的四个拐角处，所述第一驱动电机(17)通过螺栓安装在齿轮箱(23)的顶部上。
3.根据权利要求1所述的一种基于UWB的巡检机器人，其特征在于：所述车轮固定架(18)通过连接轴固定在齿轮箱(23)内的齿轮上，所述第二驱动电机(20)通过螺栓安装在车轮固定架(18)的侧面上，所述滚轮(19)与第二驱动电机(20)的转轴固定相连。
4.根据权利要求1所述的一种基于UWB的巡检机器人，其特征在于：所述消毒液存放箱(3)的顶部安装有入料口密封盖，所述第三驱动电机(12)通过螺栓安装在消毒液存放箱(3)的顶部上，所述搅拌杆(22)与第三驱动电机(12)的转轴通过联轴器固定相连。
5.根据权利要求1所述的一种基于UWB的巡检机器人，其特征在于：所述照明灯板(26)通过螺栓安装在消毒液存放箱(3)顶部的四个侧面上，所述摄像头(11)通过螺栓安装在照明灯板(26)的中部上。
6.根据权利要求1所述的一种基于UWB的巡检机器人，其特征在于：所述第二电动伸缩杆(24)通过螺栓安装在消毒液存放箱(3)的四个侧面上，所述喷淋板(13)上的过滤箱(21)通过螺栓安装在第二电动伸缩杆(24)的一端上，所述离心水泵(15)通过螺栓安装在消毒液存放箱(3)的底部上，所述离心水泵(15)通过输水管(25)与过滤箱(21)相连。
7.根据权利要求1所述的一种基于UWB的巡检机器人，其特征在于：所述第一电动伸缩杆(4)通过螺栓安装在消毒液存放箱(3)的顶部四个拐角处，所述顶架(5)通过螺栓安装在第一电动伸缩杆(4)的顶部上，所述主控箱(6)通过螺栓安装在顶架(5)的顶部上。
8.根据权利要求1所述的一种基于UWB的巡检机器人，其特征在于：所述第三电动伸缩杆(7)通过螺栓安装在主控箱(6)的四个侧面上，所述信号发生器固定板(8)通过螺栓安装在第三电动伸缩杆(7)的一端上，所述信号发射器(9)通过螺栓安装在信号发生器固定板(8)的侧面上。
9.根据权利要求1所述的一种基于UWB的巡检机器人，其特征在于：所述主控箱(6)分别与第一电动伸缩杆(4)、第三电动伸缩杆(7)、摄像头(11)、第三驱动电机(12)、离心水泵(15)、第一驱动电机(17)、第二驱动电机(20)、第二电动伸缩杆(24)和照明灯板(26)电性连接。
10.根据权利要求1所述的一种基于UWB的巡检机器人的定位方法，其特征在于：包括自检模块、修复模块、故障记录模块和无线传输模块，具体的定位检测方法如下：
步骤一：通过自检模块对信号发射器1、信号发射器2、信号发射器3或信号发射器4进行检测，当没有异常的时候，则返回自检模块，实现实时监测，当出现异常的时候，其中的某一个传输回来的位置与其他三个不同则为异常，会通过修复模块进行快速修复，当修复后没有异常后则返回自检模块；
步骤二：当修复模块不能使其修复，则会剔除该发射器，关闭该发射器的电源，并通过故障记录模块进行记录，与此同时通过无线传输模块将该该故障发送到用户的客户端上；
步骤三，通过远程控制第一电动伸缩杆(4)和第三电动伸缩杆(7)制动，从而调节信号发射器1、信号发射器2、信号发射器3或信号发射器4的位置，从而根据加权方式找准该机器人的具体位置。
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