CN115070723A - 一种基于3d视觉的机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于3D视觉的机器人，涉及机器人技术领域，具体包括底座，所述底座的内部设置有：保护组件，包括开设于所述底座侧边的开槽，以及位于所述底座的内部并与所述开槽一一对应的收纳仓，所述收纳仓的内部设置有气囊；触发机构，包括在所述底座发生倾斜时，发出执行信号的信号产生组件，还包括用于接收所述执行信号并同步向所述气囊的内部进行充气的信号执行组件。本发明采用行波定位方法提高巡检过程中的定位能力。当底座不慎倾倒时，快速使倾倒侧上气囊进行充气，使得气囊膨胀并穿过开槽，进而使得气囊先接触地面，实现了有效的缓冲，并保护了底座以及机器主体，避免其内部零部件受到损坏。

Description

一种基于3D视觉的机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种基于3D视觉的机器人。

背景技术

3D视觉系统适用于各类服务机器人，可快速实现三维地图创建、避障、导航等功能，并可通过APP进行室内地图定位导航，主要应用场景有服务机器人、医疗机器人和工业机器人。其中在医疗领域，医疗机器人被广泛使用，能够更高效地为患者体重服务。

但是现在的基于3D视觉的机器人在应用于医疗场所时，由于该场所人员密集，机器人在使用时容易被撞倒，当机器人发生倾倒时，其自身并不会采取相应的保护措施，进而容易损坏机器人内部的电器元件，造成不必要的损失。在巡检过程中，机器人对巡检过程中的定位不准确，无法实现机器人巡检过程中的位置定位，现有技术中定位精度低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于3D视觉的机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

本发明提供的一种基于3D视觉的机器人，包括底座以及位于所述底座顶部的机器主体，其中，所述底座的两相对侧皆设置有若干个滚轮，且每两个相对的滚轮之间通过转轴连接，所述底座的内部设置有：

保护组件，包括开设于所述底座侧边的开槽，以及位于所述底座的内部并与所述开槽一一对应的收纳仓，所述收纳仓的内部设置有气囊；

其中所述保护组件设置有导航定位模块，用于获取机器人的位置信息，所述导航定位模块包括控制器和与所述控制器连接的行波测距模块、编码器、驱动模块和SLAM模块，其中所述行波测距模块用于实现机器人机体的定位，所述编码器用于实现数据信息的编码，所述驱动模块用于实现机器人机体的驱动，所述SLAM模块搭载特定传感器的主体，在没有环境先验信息的情况下，在运动过程中建立机器人运行环境的模型，对机器人机体运行轨迹及信息进行评估；其中所述行波测距模块为双端测距，并且所述行波测距模块包括主控单元和所述主控模块连接的电源模块、传感器模块、数据采集与处理单元、GPS定位单元和故障诊断模块；其中所述电源模块向不同的模块提供工作电压和电流，主控单元用于控制不同的模块处于工作状态，所述传感器模块用于感测机器人的数据信息，数据采集与处理单元用于采集机器人的数据信息并对采集到的数据信息进行处理，GPS定位单元用于定位机器人的数据信息，故障诊断模块用于诊断机器人的数据信息。

触发机构，包括在所述底座发生倾斜时，发出执行信号的信号产生组件，还包括用于接收所述执行信号并同步向所述气囊的内部进行充气的信号执行组件。

优选的，所述底座内部的中心处设置有固定盘盒，且所述固定盘盒具有一个开设于其内部的中心处的方形腔室以及沿所述固定盘盒圆周方向等间距设于所述方形腔室外部的弧形腔室。

优选的，所述信号产生组件包括设置于所述方形腔室内部的固定块以及与所述方形腔室内侧壁之间转动连接的收卷辊，所述固定块的内部沿其中心轴方向均匀开设有四个触发槽，所述触发槽的内部设置有重力块，所述重力块朝向与其接近的收卷辊一端面上设置有贯穿至固定块外部的连接杆，且重力块的该断面上与触发槽之间通过第一弹簧连接，所述收卷辊上缠绕有遮光布，且所述遮光布与所述连接杆之间通过连接绳连接。

优选的，所述信号产生组件还包括设置于所述方形腔室内部四角处的安装块，且其中两个沿方形腔室中心点中心对称的安装块上设置有发光器，另外两个安装块上设置有收光器，所述发光器与收光器相配合。

优选的，所述弧形腔室之间连通有连接孔，且每个所述连接孔的内部皆设置有单向阀。

优选的，所述信号执行组件包括固定于所述底座内底部四角处的固定筒，且所述固定筒的内部设置有第一活塞，所述固定筒内部位于第一活塞上方空间与所述连接孔的中部位置之间通过第一连接管连通，所述第一活塞上开设有通孔，且第一活塞顶部设置有与通孔配合的挡板，所述第一活塞的底部设置有贯穿至固定筒外部的伸缩杆，所述固定筒内底端设置有顶杆，且所述第一活塞与固定筒内底端之间通过第二弹簧连接，所述固定筒底端与所述气囊之间通过第二连接管连通，所述伸缩杆的末端连接有支撑杆。

优选的，所述底座内底端的中心处通过轴承转动连接有转杆，且位于所述转杆的外部设置有承载块，所述承载块顶部的中心处开设有开孔，所述转杆上沿其圆周方向均匀设置有击打片，所述开孔的内壁上均匀开设有四个击打块。

优选的，所述承载块的外部沿其圆周方向均匀设置有四组驱动组件，所述驱动组件包括固定于底座内底端的驱动盒，且所述驱动盒的内部设置有第二活塞，所述第二活塞朝向承载块的一端设置有贯穿至驱动盒外部的连杆，所述连杆的末端连接有第一磁铁，所述驱动盒内壁与第二活塞之间通过第四弹簧连接，所述驱动组件还包括沿承载块外侧壁等间距设置的第二磁铁，所述第一磁铁和第二磁铁的相对面磁性相斥，所述驱动盒的内部与固定筒的内部通过第三连接管连通。

优选的，所述底座的内部设置有连接条，所述转杆的顶部同轴套设有第一齿轮，所述转轴上同轴套设有第二齿轮，所述连接条上设置有与第一齿轮第二齿轮啮合的齿牙。

优选的，所述底座的内部还设置有蓄能组件，且蓄能组件包括与底座侧壁固定连接的蓄能盒，所述蓄能盒的内部设置有滑块，且滑块与蓄能盒的内壁之间通过第三弹簧连接，所述连接条的一端延伸至蓄能盒的内部并与所述滑块的一端固定连接。

与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：

1、当底座不慎倾倒时，通过其内部的触发机构能够快速精准地感应是底座是朝哪一方向进行倾倒，并快速使倾倒侧上气囊进行充气，使得气囊膨胀并穿过开槽，进而使得气囊先接触地面，实现了有效的缓冲，并保护了底座以及机器主体，避免其内部零部件受到损坏；

2、当底座正常使用时，通过第二齿轮与蓄能组件相互配合，能够产生声音效果，该打击声能够提醒行人注意装置的移动，且在装置移动过程中，该打击声会持续存在，使用效果好；

3、当光电开关触发后，机器主体内部的电器元件和底座内部的电机会停止工作，此时转轴不再转动，在蓄能组件的作用下，第一齿轮带动转杆和击打片进行转动，击打片此时会与击打块相接触，在击打片的循环转动下，能够持续发生声音，而由于击打片具有一定长度，该声音与第二齿轮击打齿牙的声音不同，该声音较大，能够更及时地提醒人们与工作人员装置整体即将倾倒或已经倾倒，帮助人们及时发现，此外，由于承载块会朝倾斜方向相反的方向运动，而承载块具有一定重量，因此承载块的移动能够将装置整体的重心向倾斜反方向运动，减少装置整体倾斜的可能性；

4.采用行波定位的方式实现机器人故障巡检。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明的主体结构示意图；

图2是本发明底座的内部结构示意图；

图3是本发明固定盘盒的俯视结构示意图；

图4是本发明方形腔室的内部结构示意图；

图5是本发明信号执行组件的结构示意图；

图6是本发明信号执行组件驱动组件相配合的结构示意图；

图7是本发明驱动组件的结构示意图；

图8是本发明承载块的结构示意图；

图9是本发明第一齿轮与第二齿轮相配合的结构示意图；

图10是本发明蓄能组件的结构示意图；

图11是本发明中行波测距主控模块示意图；

图12是本发明中行波测距一种实施例示意图；图中：

1、底座；2、机器主体；3、滚轮；4、转轴；5、保护组件；501、开槽；502、收纳仓；503、气囊；6、信号产生组件；601、固定块；602、触发槽；603、重力块；604、连接杆；605、第一弹簧；606、收卷辊；607、遮光布；608、连接绳；609、安装块；610、发光器；611、收光器；7、信号执行组件；701、固定筒；702、第一活塞；703、第一连接管；704、通孔；705、挡板；706、伸缩杆；707、顶杆；708、第二连接管；709、第二弹簧；8、固定盘盒；801、方形腔室；802、弧形腔室；803、连接孔；804、单向阀；9、支撑杆；10、承载块；101、开孔；11、击打块；12、转杆；13、击打片；14、第一齿轮；15、第二齿轮；16、连接条；17、蓄能组件；171、蓄能盒；172、第三弹簧；173、滑块；18、驱动组件；181、驱动盒；182、第二活塞；183、连杆；184、第四弹簧；185、第一磁铁；186、第二磁铁；187、第三连接管。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参阅图1-图10，一种基于3D视觉的机器人，包括底座1以及位于所述底座1顶部的机器主体2，其中，机器主体2的内部包含各个电器元件，以供机器主体2能够进行3D视觉感应，此为现有技术，图中未图示具体电器元件，在此不再赘述；此外，所述底座1的两相对侧皆设置有若干个滚轮3，且每两个相对的滚轮3之间通过转轴4连接，底座1的内部或外部安装有供转轴4进行顺时针或逆时针转动的传动组件，包含但不限于使用电机驱动，具体组件图中未图示，此为现有技术，可根据厂家实际生产需求进行更改，在此不再赘述；

所述底座1的内部设置有：

保护组件5，包括开设于所述底座1侧边的开槽501，以及位于所述底座1的内部并与所述开槽501一一对应的收纳仓502，所述收纳仓502的内部设置有气囊503，在初始状态时，气囊503为干瘪状态，其内部并未进行充气，且气囊上设置有气嘴，若气囊503内部存在气体需要放气时，可利用气嘴将其内部的气体释放；此外，需要注意的是，气囊503在初始状态属于“塞”进开槽501与收纳仓502的内部，当气囊503内部填充一定量的气体之后，气囊503开始膨胀并能够通过开槽501膨胀至底座1的外部，且气囊503自身材质为耐磨型材质，在经过开槽501时不会发生损坏，同时气囊503可循环使用，其弹性好，在放气之后还能够恢复至初始形状；

触发机构，包括在所述底座1发生倾斜时，发出执行信号的信号产生组件6，还包括用于接收所述执行信号并同步向所述气囊503的内部进行充气的信号执行组件7；当底座1不慎倾倒时，通过其内部的触发机构能够快速精准地感应是底座1是朝哪一方向进行倾倒，并快速使倾倒侧上气囊503进行充气，使得气囊503膨胀并穿过开槽501，进而使得气囊503先接触地面，实现了有效的缓冲，并保护了底座1以及机器主体2，避免其内部零部件受到损坏。

在上述实施例中，其中所述保护组件5设置有导航定位模块，用于获取机器人的位置信息，所述导航定位模块包括控制器和与所述控制器连接的行波测距模块、编码器、驱动模块和SLAM模块，其中所述行波测距模块用于实现机器人机体的定位，所述编码器用于实现数据信息的编码，所述驱动模块用于实现机器人机体的驱动，所述SLAM模块搭载特定传感器的主体，在没有环境先验信息的情况下，在运动过程中建立机器人运行环境的模型，对机器人机体运行轨迹及信息进行评估；其中所述行波测距模块为双端测距，并且所述行波测距模块包括主控单元和所述主控模块连接的电源模块、传感器模块、数据采集与处理单元、GPS定位单元和故障诊断模块；其中所述电源模块向不同的模块提供工作电压和电流，主控单元用于控制不同的模块处于工作状态，所述传感器模块用于感测机器人的数据信息，数据采集与处理单元用于采集机器人的数据信息并对采集到的数据信息进行处理，GPS定位单元用于定位机器人的数据信息，故障诊断模块用于诊断机器人的数据信息。

请着重参阅图11和图12所示，主控单元采用STM32系列STM32F103RBT6芯片，该芯片为嵌入式ARM Cortex® M7内核系列，该系列的最高工作频率可以达到72MHz以上，1.25DMIPS/MHz，芯片集成了32-512KB以上的Flash存储器。6-64KB以上的SRAM存储器等，功能非常强大。数据采集与处理单元将检测到的模拟信号转换为数字信号，然后通过GPS定位模块实现故障位置定位。

图11中的方法为双端测距方法，在具体实施例中， 假设在机器人运行范围内的

点处出现了故障，在

点和

点对故障点进行测量。行波定位模块可以在故障点

处发射 行波，发射出的起始行波通过故障点

处朝向

点和

点进行行波传输，假设行波到达

点的时间命名为

，行波到达

点的时间记为

，则测距公式为：

（1）

在公式（1）中，

表示机器人运行点

点和

点的距离，这种方法测量精度虽然 很高，但是需要在机器人运行点的

点和

点两端都装上行波定位装置才能测量。

请着重参阅图3和图4所示，所述底座1内部的中心处设置有固定盘盒8，且所述固定盘盒8具有一个开设于其内部的中心处的方形腔室801以及沿所述固定盘盒8圆周方向等间距设于所述方形腔室801外部的弧形腔室802，方形腔室801与弧形腔室802不连通，其中，所述弧形腔室802的数目为四个，且分别与底座1的四个侧面一一对应且对齐，同时方形腔室801也与底座1的四个侧面一一对应且对齐。

请着重参阅图2、图3和图4所示，所述信号产生组件6包括设置于所述方形腔室801内部的固定块601以及与所述方形腔室801内侧壁之间转动连接的收卷辊606，收卷辊606的转动铰接点处设置有扭簧，所述固定块601的内部沿其中心轴方向均匀开设有四个触发槽602，且四个触发槽602与底座1的四个侧面一一对应且对齐，所述触发槽602的内部设置有重力块603，所述重力块603朝向与其接近的收卷辊606一端面上设置有贯穿至固定块601外部的连接杆604，且重力块603的该断面上与触发槽602之间通过第一弹簧605连接，所述收卷辊606上缠绕有遮光布607，且所述遮光布607与所述连接杆604之间通过连接绳608连接；所述信号产生组件6还包括设置于所述方形腔室801内部四角处的安装块609，且其中两个沿方形腔室801中心点中心对称的安装块609上设置有发光器610，另外两个安装块609上设置有收光器611，所述发光器610与收光器611相配合并共同构成光电开关；所述弧形腔室802之间连通有连接孔803，且每个所述连接孔803的内部皆设置有两个单向阀804，单向阀804皆朝与其相邻的弧形腔室802的反方向打开，即每个所述连接孔内部的单向阀是相对打开的；此外，弧形腔室802的内部填充有叠氮化钠和硝酸钾，其内部还设置有点火装置和信号接收器，其中，信号接收器用于接收光电开关所发出的执行信号并对点火装置发送点火命令；

当底座1发生倾倒时，信号产生组件6会立即做出反应，这里以图2和图3中底座1向左倾斜为例，此时图4中位于右侧的触发槽602中的重力块603会在重力的作用下向左滑动，而其与的触发槽602中的重力块603因为限位的原因而不会发生任何移动，此时右侧的重力块603在向左滑动的过程中会拽动连接绳608，并将遮光布607从收卷辊606上拉扯出来（需要注意的是，为了更好地显示连接绳608，图4中的连接绳608为弯曲状态，而实际情况下，连接绳608在图4中始终处于紧绷状态，且连接绳608自身不会发生形变），此时，由于先前发光器610和收光器611相互配合，在遮光布607遮挡的作用下，收光器611此时感应到光源的变化后，立即发出执行信号并对点火装置发送点火命令，信号接收器接收到信号并使点火器开始点火，点火器点燃叠氮化钠，使得局部温度上升到300摄氏度，叠氮酸钠在此高温下会被迅速点燃，叠氮化钠燃烧产生出熔化的金属钠和氮气的混合物，然后金属钠和硝酸钾反应释放出更多的氮气并形成氧化钾和氧化钠，需要注意的是，若底座1向左倾斜，位于右侧的收光器611发出信号后，是命令位于左侧的弧形腔室802内的点火器进行工作，即，无论底座1向何处倾倒，虽然是与其倾倒方向相反的光电开关做出反应，但依旧是与倾倒方向相同的弧形腔室802内部点火器进行工作。

请着重参阅图3和图5所示，所述信号执行组件7包括固定于所述底座1内底部四角处的固定筒701，且所述固定筒701的内部设置有第一活塞702，所述固定筒701内部位于第一活塞702上方空间与所述连接孔803的中部位置之间通过第一连接管703连通，所述第一活塞702上开设有通孔704，且第一活塞702顶部设置有与通孔704配合的挡板705，挡板705与第一活塞702的顶部之间通过销轴铰接，且铰接点设有扭簧，在扭簧正常状态下，挡板705会将通孔704封堵，所述第一活塞702的底部设置有贯穿至固定筒701外部的伸缩杆706，所述固定筒701内底端设置有顶杆707，且所述第一活塞702与固定筒701内底端之间通过第二弹簧709连接，所述固定筒701底端与所述气囊503之间通过第二连接管708连通，所述伸缩杆706的末端连接有支撑杆9；

若此时底座1向左倾倒，左侧弧形腔室802内部的点火器点火后，左侧弧形腔室802内部会立即充斥大量气体，此时气体冲击左侧弧形腔室802两端的两个单向阀，使得两个单向阀打开，气体由此经过第一连接管703进入到固定筒701的内部，此时固定筒701内部的第一活塞702向下运动，第一活塞702会带动伸缩杆706运动，伸缩杆706带动支撑杆9运动至底座1的外部并对底座1的底部边角进行支撑，减少底座1倾斜角逐渐变大的可能性，且支撑杆9底部设置有摩擦垫，能够起到防滑的作用，进一步避免底座1倾斜角度变大，而当支撑杆9完全伸出后，第一活塞702会运动至顶杆707处后，顶杆707会将挡板705顶开，此时位于第一活塞702上方的气体会通过通孔704进入到第一活塞702下方的空间，然后气体随着第二连接管708进入到气囊503中并迅速充斥气囊503，进而对底座1的侧面进行保护，在底座1彻底倾倒后，能够有效保护底座1和机器主体2内部的电器元件，减少不必要的损失；此外，在点火器点火后发生的化学反应速度极快，可使气体瞬间大量生成，因此支撑杆9的伸出以及气囊503的膨胀也是在瞬间即可完成。

请着重参阅图2、图6、图7、图8、图9和图10所示，所述底座1内底端的中心处通过轴承转动连接有转杆12，且位于所述转杆12的外部设置有承载块10，所述承载块10顶部的中心处开设有开孔101，所述转杆12上沿其圆周方向均匀设置有击打片13，所述开孔101的内壁上均匀开设有四个击打块11；所述承载块10的外部沿其圆周方向均匀设置有四组驱动组件18，所述驱动组件18包括固定于底座1内底端的驱动盒181，且所述驱动盒181的内部设置有第二活塞182，所述第二活塞182朝向承载块10的一端设置有贯穿至驱动盒181外部的连杆183，所述连杆183的末端连接有第一磁铁185，所述驱动盒181内壁与第二活塞182之间通过第四弹簧184连接，所述驱动组件18还包括沿承载块10外侧壁等间距设置的第二磁铁186，所述第一磁铁185和第二磁铁186的相对面磁性相斥，所述驱动盒181的内部与固定筒701的内部通过第三连接管187连通；所述底座1的内部设置有连接条16，所述转杆12的顶部同轴套设有第一齿轮14，所述转轴4上同轴套设有第二齿轮15，所述连接条16上设置有与第一齿轮14第二齿轮15啮合的齿牙；所述底座1的内部还设置有蓄能组件17，且蓄能组件17包括与底座1侧壁固定连接的蓄能盒171，所述蓄能盒171的内部设置有滑块173，且滑块173与蓄能盒171的内壁之间通过第三弹簧172连接，所述连接条16的一端延伸至蓄能盒171的内部并与所述滑块173的一端固定连接；

当气体进入到第一活塞702下方的空间后，气体还能够通过第三连接管187进入到驱动盒181的内部，此时第二活塞182能够带动连杆183和第一磁铁185朝第二磁铁186进行运动，由于第一磁铁185与第二磁铁186磁性相斥，当第一磁铁185靠近第二磁铁186后，会使得第二磁铁186带动承载块10以第一磁铁185的运动方向运动，此时请参阅图6和图8，当底座1左侧发生倾斜，左侧的第一磁铁185会向外伸出，进而使得承载块10会向右运动，此时承载块10上左侧的击打块11会向右运动，并能够与击打片13接触；在此之前，当电机驱动转轴4和滚轮3转动时，装置整体会发生移动，此时转轴4能够带动第二齿轮15进行转动，第二齿轮15与连接条16顶部的齿条啮合，并带动连接条16和滑块173朝蓄能盒171的内部运动，并压缩第三弹簧172，当第二齿轮15与连接条16底部的最后一个齿牙啮合后，第三弹簧172还有一小段距离可被压缩，此时第二齿轮15继续转动会使得连接条16底部的齿牙与其脱离，然而在第三弹簧172的作用下，齿牙又会回复原位，因此连接条16底部的齿牙会在第二齿轮15和第三弹簧172的共同作用下进行短距离往复运动，此时第二齿轮15与连接条16底部最后一个齿牙之间会发生间断性打击，该打击声能够提醒行人注意装置的移动，且在装置移动过程中，该打击声会持续存在，使用效果好；同时当光电开关触发后，机器主体2内部的电器元件和底座1内部的电机会停止工作，此时转轴4不再转动，第二齿轮15会停止转动，在第三弹簧172的作用下，连接条16会朝蓄能盒171的外部进行运动，此时连接条16侧边的齿牙与第一齿轮14啮合并带动第一齿轮14进行转动，第一齿轮14带动转杆12和击打片13进行转动，击打片13此时会与击打块11相接触，在击打片13的循环转动下，能够持续发生声音，而由于击打片13具有一定长度，该声音与第二齿轮15击打齿牙的声音不同，该声音较大，能够更及时地提醒人们与工作人员装置整体即将倾倒或已经倾倒，帮助人们及时发现；此外，由于承载块10会朝倾斜方向相反的方向运动，而承载块10具有一定重量，因此承载块10的移动能够将装置整体的重心向倾斜反方向运动，减少装置整体倾斜的可能性。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些具体实施方式仅是举例说明，本领域的技术人员在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以对上述方法和系统的细节进行各种省略、替换和改变。例如，合并上述方法步骤，从而按照实质相同的方法执行实质相同的功能以实现实质相同的结果则属于本发明的范围。因此，本发明的范围仅由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种基于3D视觉的机器人，包括底座（1）以及位于所述底座（1）顶部的机器主体（2），其中，所述底座（1）的两相对侧皆设置有若干个滚轮（3），且每两个相对的滚轮（3）之间通过转轴（4）连接，其特征在于，所述底座（1）的内部设置有：

保护组件（5），包括开设于所述底座（1）侧边的开槽（501），以及位于所述底座（1）的内部并与所述开槽（501）一一对应的收纳仓（502），所述收纳仓（502）的内部设置有气囊（503）；

触发机构，包括在所述底座（1）发生倾斜时，发出执行信号的信号产生组件（6），还包括用于接收所述执行信号并同步向所述气囊（503）的内部进行充气的信号执行组件（7）；

其中所述保护组件（5）设置有导航定位模块，用于获取机器人的位置信息，所述导航定位模块包括控制器和与所述控制器连接的行波测距模块、编码器、驱动模块和SLAM模块，其中所述行波测距模块用于实现机器人机体的定位，所述编码器用于实现数据信息的编码，所述驱动模块用于实现机器人机体的驱动，所述SLAM模块搭载特定传感器的主体，在没有环境先验信息的情况下，在运动过程中建立机器人运行环境的模型，对机器人机体运行轨迹及信息进行评估；其中所述行波测距模块为双端测距，并且所述行波测距模块包括主控单元和所述主控模块连接的电源模块、传感器模块、数据采集与处理单元、GPS定位单元和故障诊断模块；其中所述电源模块向不同的模块提供工作电压和电流，主控单元用于控制不同的模块处于工作状态，所述传感器模块用于感测机器人的数据信息，数据采集与处理单元用于采集机器人的数据信息并对采集到的数据信息进行处理，GPS定位单元用于定位机器人的数据信息，故障诊断模块用于诊断机器人的数据信息。

2.根据权利要求1所述的基于3D视觉的机器人，其特征在于：所述底座（1）内部的中心处设置有固定盘盒（8），且所述固定盘盒（8）具有一个开设于其内部的中心处的方形腔室（801）以及沿所述固定盘盒（8）圆周方向等间距设于所述方形腔室（801）外部的弧形腔室（802）。

3.根据权利要求2所述的基于3D视觉的机器人，其特征在于：所述信号产生组件（6）包括设置于所述方形腔室（801）内部的固定块（601）以及与所述方形腔室（801）内侧壁之间转动连接的收卷辊（606），所述固定块（601）的内部沿其中心轴方向均匀开设有四个触发槽（602），所述触发槽（602）的内部设置有重力块（603），所述重力块（603）朝向与其接近的收卷辊（606）一端面上设置有贯穿至固定块（601）外部的连接杆（604），且重力块（603）的该断面上与触发槽（602）之间通过第一弹簧（605）连接，所述收卷辊（606）上缠绕有遮光布（607），且所述遮光布（607）与所述连接杆（604）之间通过连接绳（608）连接。

4.根据权利要求3所述的基于3D视觉的机器人，其特征在于：所述信号产生组件（6）还包括设置于所述方形腔室（801）内部四角处的安装块（609），且其中两个沿方形腔室（801）中心点中心对称的安装块（609）上设置有发光器（610），另外两个安装块（609）上设置有收光器（611），所述发光器（610）与收光器（611）相配合。

5.根据权利要求2所述的基于3D视觉的机器人，其特征在于：所述弧形腔室（802）之间连通有连接孔（803），且每个所述连接孔（803）的内部皆设置有单向阀（804）。

6.根据权利要求5所述的基于3D视觉的机器人，其特征在于：所述信号执行组件（7）包括固定于所述底座（1）内底部四角处的固定筒（701），且所述固定筒（701）的内部设置有第一活塞（702），所述固定筒（701）内部位于第一活塞（702）上方空间与所述连接孔（803）的中部位置之间通过第一连接管（703）连通，所述第一活塞（702）上开设有通孔（704），且第一活塞（702）顶部设置有与通孔（704）配合的挡板（705），所述第一活塞（702）的底部设置有贯穿至固定筒（701）外部的伸缩杆（706），所述固定筒（701）内底端设置有顶杆（707），且所述第一活塞（702）与固定筒（701）内底端之间通过第二弹簧（709）连接，所述固定筒（701）底端与所述气囊（503）之间通过第二连接管（708）连通，所述伸缩杆（706）的末端连接有支撑杆（9）。

7.根据权利要求1所述的基于3D视觉的机器人，其特征在于：所述底座（1）内底端的中心处通过轴承转动连接有转杆（12），且位于所述转杆（12）的外部设置有承载块（10），所述承载块（10）顶部的中心处开设有开孔（101），所述转杆（12）上沿其圆周方向均匀设置有击打片（13），所述开孔（101）的内壁上均匀开设有四个击打块（11）。

8.根据权利要求7所述的基于3D视觉的机器人，其特征在于：所述承载块（10）的外部沿其圆周方向均匀设置有四组驱动组件（18），所述驱动组件（18）包括固定于底座（1）内底端的驱动盒（181），且所述驱动盒（181）的内部设置有第二活塞（182），所述第二活塞（182）朝向承载块（10）的一端设置有贯穿至驱动盒（181）外部的连杆（183），所述连杆（183）的末端连接有第一磁铁（185），所述驱动盒（181）内壁与第二活塞（182）之间通过第四弹簧（184）连接，所述驱动组件（18）还包括沿承载块（10）外侧壁等间距设置的第二磁铁（186），所述第一磁铁（185）和第二磁铁（186）的相对面磁性相斥，所述驱动盒（181）的内部与固定筒（701）的内部通过第三连接管（187）连通。

9.根据权利要求7所述的基于3D视觉的机器人，其特征在于：所述底座（1）的内部设置有连接条（16），所述转杆（12）的顶部同轴套设有第一齿轮（14），所述转轴（4）上同轴套设有第二齿轮（15），所述连接条（16）上设置有与第一齿轮（14）第二齿轮（15）啮合的齿牙。

10.根据权利要求9所述的基于3D视觉的机器人，其特征在于：所述底座（1）的内部还设置有蓄能组件（17），且蓄能组件（17）包括与底座（1）侧壁固定连接的蓄能盒（171），所述蓄能盒（171）的内部设置有滑块（173），且滑块（173）与蓄能盒（171）的内壁之间通过第三弹簧（172）连接，所述连接条（16）的一端延伸至蓄能盒（171）的内部并与所述滑块（173）的一端固定连接。

Images