CN116214476A - 一种人工智能科技信息采集机器人及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种人工智能科技信息采集机器人，该装置包括机体和机械臂，机械臂端部设置有安装盘，安装盘外侧设置有五个抓取爪片，安装盘内部开设有插接槽，插接槽内部设置有固定块，固定块两侧均设置有第一移动块和第二移动块，五个抓取爪片分别与固定块、第一移动块和第二移动块铰接，安装盘顶部设置有连接杆，连接杆表面套接有推动圆板。利用形变机构带动两侧的抓取爪片旋转收缩，五个抓取爪片便组成一个完整的“弧形铲”，当“弧形铲”经过对应的两个弧形板中部时，采集爪表面残留的淤泥混合物便可被清理并收集，避免下一次采集会混入前次采集样品，进而确保采集箱内的采集样品与原采集位置一致。

Description

一种人工智能科技信息采集机器人及方法

技术领域

本发明属于采集机器人技术领域，尤其涉及一种人工智能科技信息采集机器人。

背景技术

机器人是近年来发展起来的综合学科，它集中了机械工程、电子工程、计算机工程、自动控制工程以及人工智能等多种学科的最新科研成果，代表了机电一体化的最高成就，随着科学技术的发展，机器人得到了广泛应用，在淤泥滩、湿地、沼泽、地下水管等环境内的信息进行采集时，采集机器人更适合代替人类在复杂环境中行走，因采集环境多为泥水混合，采集爪表面会在采集后残留部分采集样品(淤泥混合物)，在下一次采集时会混入前次采集样品，导致得到的采集样品信息与原环境信息有差。

发明内容

本发明针对现有技术中采集爪表面残留采集样品的问题，提出如下技术方案：一种人工智能科技信息采集机器人，包括机体和机械臂，机体两侧均设置有履带轮，机体顶部设置有采集箱和污泥槽，污泥槽两侧均设置有双目摄像头，机械臂端部设置有安装盘，安装盘外侧设置有五个抓取爪片，安装盘内部开设有插接槽，插接槽内部设置有固定块，固定块两侧均设置有第一移动块和第二移动块，五个抓取爪片分别与固定块、第一移动块和第二移动块铰接，且铰接处设置有扭簧；

安装盘顶部设置有连接杆，连接杆一侧设置有电动伸缩杆，电动伸缩杆顶部与机械臂固定连接，连接杆表面套接有推动圆板，推动圆板外侧与五个抓取爪片内表面贴合，安装盘内部设置有形变机构。

作为上述技术方案的优选，形变机构包括转动轴和两个第一弹簧，转动轴中部设置有转动齿轮，转动齿轮一侧啮合连接接有推动齿条，推动齿条一端贯穿插接槽延伸至安装盘外部，推动齿条表面套接有第二弹簧，转动轴一端设置有单向伞齿轮，单向伞齿轮顶部与底部均啮合连接有双向伞齿轮，两个双向伞齿轮端部均设置有转动环，两个转动环转动环分别与两个第二移动块固定连接，两个第一弹簧一端均与固定块固定连接，两个第一弹簧另一端分别与两个第一移动块固定连接。

作为上述技术方案的优选，污泥槽顶部设置有两个弧形板，两个弧形板内部设置有清理层，清理层前端为橡胶材质，清理层其余部位为纯棉材质。

作为上述技术方案的优选，机械臂一端内部设置有外部电机，连接杆顶部与外部电机输出端固定连接，安装盘表面开设有活动槽，活动槽内部活动插接有限位块，限位块顶部与电动伸缩杆输出端固定连接，。

作为上述技术方案的优选，五个抓取爪片相对安装盘中部环形等距排布，抓取爪片顶部与底部均为弯曲状设置，抓取爪片偏转角度为10度。

作为上述技术方案的优选，两个第一移动块旋转角度均为60度，两个第二移动块旋转角度均为120度，固定块、两个第一移动块和两个第二移动块均为夹角12度的扇形块，且三者可组成一个为完整圆环1/6的弧形片。

作为上述技术方案的优选，单向伞齿轮直径为两个双向伞齿轮直径的2倍，单向伞齿轮中心线、转动齿轮中心线和转动轴中心线为同一条直线。

作为上述技术方案的优选，两个转动环截面均为梯形，转动环坡面处设置有若干个齿牙，转动环齿牙表面与双向伞齿轮表面啮合。

作为上述技术方案的优选，两个第一弹簧均为弧形设置，两个第一弹簧相对安装盘中部对称设置。

本发明还提供了使用上述任意一项所述的人工智能科技信息采集机器人的使用方法，该方法包括以下步骤，

步骤一：信息采集机器人在履带轮的作用下移动至采集位置，操作员通过两侧的双目摄像头操控机械臂使得采集爪整体移动，待抓取爪片插入淤泥后，电动伸缩杆收缩带动推动圆板上移使得五个抓取爪片同时偏转，五个抓取爪片便可将部分淤泥抓取；

步骤二：当采集爪被机械臂带动至采集箱顶部后，电动伸缩杆延伸带动推动圆板复位，扭簧随之将抓取爪片复位使得抓取淤泥落入采集箱内收集；

步骤三：电动伸缩杆继续延伸使得推动齿条与单向伞齿轮接触并推动其旋转，转动轴带动单向伞齿轮转动，两个双向伞齿轮随之旋转并带动转动环转动，两个第二移动块随之向固定块方向移动，在第二移动块与第一移动块接触后并带动其移动，第一弹簧随之被压缩，直至第一移动块与固定块接触后，五个抓取爪片随之组成一个“弧形铲”，随后机械臂带动安装盘使得“弧形铲”处于两个弧形板进口位置，外部电机启动带动“弧形铲”经过弧形板内部，清理层便将“弧形铲”表面的残留的淤泥进行清理；

步骤四：信息采集机器人继续移动至下移个采集位置进行采集处理，若此采集处的淤泥已干涸，便可使用“弧形铲”先对淤泥进行松散处理。

本发明的有益效果为：

1、利用形变机构带动两侧的抓取爪片旋转收缩，五个抓取爪片便组成一个完整的“弧形铲”，当“弧形铲”经过对应的两个弧形板中部时，采集爪表面残留的淤泥混合物便可被清理并收集，避免下一次采集会混入前次采集样品，进而确保采集箱内的采集样品与原采集位置一致。

2、在形变机构作用下降采集爪变形成为“弧形铲”状态，使用采集爪的“弧形铲”状态能够对已干涸采集处松散处理，进而确保采集爪对采集处正常进行取样，进而方便采集爪的采集工作。

附图说明

图1示出了本发明实施例的整体结构示意图；

图2示出了本发明实施例中各部结构的前视图；

图3示出了本发明实施例中安装盘的内部结构图；

图4示出了本发明实施例中形变机构的结构图；

图5示出了本发明实施例的使用流程图；

图中：1、机体；2、机械臂；3、履带轮；4、采集箱；5、污泥槽；6、双目摄像头；7、安装盘；8、抓取爪片；9、插接槽；10、固定块；11、第一移动块；12、第二移动块；13、连接杆；14、电动伸缩杆；15、推动圆板；16、转动轴；17、第一弹簧；18、转动齿轮；19、推动齿条；20、第二弹簧；21、单向伞齿轮；22、双向伞齿轮；23、转动环；24、弧形板；25、清理层；26、活动槽；27、限位块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。

本发明提供了一种人工智能科技信息采集机器人，如图1-4所示，包括机体1和机械臂2，机体1两侧均设置有履带轮3，机体1顶部设置有采集箱4和污泥槽5，污泥槽5两侧均设置有双目摄像头6，机械臂2端部设置有安装盘7，安装盘7外侧设置有五个抓取爪片8，五个抓取爪片8相对安装盘7中部环形等距排布，抓取爪片8顶部与底部均为弯曲状设置，抓取爪片8偏转角度为10度，安装盘7内部开设有插接槽9，插接槽9内部设置有固定块10，固定块10两侧均设置有第一移动块11和第二移动块12，五个抓取爪片8分别与固定块10、第一移动块11和第二移动块12铰接，且铰接处设置有扭簧，两个第一移动块11旋转角度均为60度，两个第二移动块12旋转角度均为120度，固定块10、两个第一移动块11和两个第二移动块12均为夹角12度的扇形块，且三者可组成一个为完整圆环1/6的弧形片；

安装盘7顶部设置有连接杆13，连接杆13一侧设置有电动伸缩杆14，电动伸缩杆14顶部与机械臂2固定连接，连接杆13表面套接有推动圆板15，推动圆板15外侧与五个抓取爪片8内表面贴合，安装盘7内部设置有形变机构。

形变机构包括转动轴16和两个第一弹簧17，转动轴16中部设置有转动齿轮18，转动齿轮18一侧啮合连接接有推动齿条19，推动齿条19一端贯穿插接槽9延伸至安装盘7外部，推动齿条19表面套接有第二弹簧20，转动轴16一端设置有单向伞齿轮21，单向伞齿轮21顶部与底部均啮合连接有双向伞齿轮22，单向伞齿轮21直径为两个双向伞齿轮22直径的2倍，单向伞齿轮21中心线、转动齿轮18中心线和转动轴16中心线为同一条直线，两个双向伞齿轮22端部均设置有转动环23，两个转动环23截面均为梯形，转动环23坡面处设置有若干个齿牙，转动环23齿牙表面与双向伞齿轮22表面啮合，两个转动环23转动环23分别与两个第二移动块12固定连接，两个第一弹簧17一端均与固定块10固定连接，两个第一弹簧17另一端分别与两个第一移动块11固定连接，两个第一弹簧17均为弧形设置，两个第一弹簧17相对安装盘7中部对称设置。

在使用信息采集机器人对淤泥滩、湿地、地下水管等环境进行信息采集时，远程遥控信息采集机器人使其移动至采集位置，设置的履带轮3更适合信息采集机器人在复杂环境中行走，随后通过两侧的双目摄像头6拍摄的监控画面操控机械臂2移动，采集爪随之整体移动，当抓取爪片8插入淤泥后，远程操作电动伸缩杆14使其收缩，推动圆板15随之上移将五个抓取爪片8同时向下偏转，扭簧随之被扭转变形，五个抓取爪片8便可将采集位置的部分淤泥抓取，当采集爪被机械臂2带动至采集箱4顶部后，电动伸缩杆14延伸带动推动圆板15复位，扭簧随之将抓取爪片8复位使得抓取淤泥落入采集箱4内收集，在再次使用采集爪前，控制电动伸缩杆14继续延伸使得推动齿条19向插接槽9内移动，推动齿条19逐渐与单向伞齿轮21接触并将其推动旋转，转动轴16随之带动单向伞齿轮21转动，因单向伞齿轮21直径为两个双向伞齿轮22直径的2倍，两个双向伞齿轮22快速旋转并带动对应的转动环23转动，两个第二移动块12随之向固定块10方向移动，在第二移动块12与第一移动块11接触后并带动其移动，第一弹簧17随之被压缩，因固定块10、两个第一移动块11和两个第二移动块12均为夹角12度的扇形块，且三者可组成一个为完整圆环1/6的弧形片，当第一移动块11与固定块10接触后，五个抓取爪片8随之组成一个“弧形铲”，随后机械臂2带动安装盘7使得“弧形铲”处于两个弧形板24进口位置，外部电机启动带动“弧形铲”经过弧形板24内部，清理层25便将“弧形铲”表面的残留的淤泥进行清理，采集爪在清理完成后被形变机构复原，随后便可操作信息采集机器人继续移动至下移个采集位置进行采集，若此采集处的淤泥已干涸，便可使用采集爪的“弧形铲”状态对淤泥松散处理，方便采集爪对淤泥进行抓取。

利用形变机构带动两侧的抓取爪片8旋转收缩，五个抓取爪片8便组成一个完整的“弧形铲”，当“弧形铲”经过对应的两个弧形板24中部时，采集爪表面残留的淤泥混合物便可被清理并收集，避免下一次采集会混入前次采集样品，进而确保采集箱4内的采集样品与原采集位置一致。

如图2-3所示，污泥槽5顶部设置有两个弧形板24，两个弧形板24内部设置有清理层25，清理层25前端为橡胶材质，清理层25其余部位为纯棉材质，机械臂2一端内部设置有外部电机，连接杆13顶部与外部电机输出端固定连接，安装盘7表面开设有活动槽26，活动槽26内部活动插接有限位块27，限位块27顶部与电动伸缩杆14输出端固定连接。

在外部电机带动连接杆13转动时，限位块27随之在活动槽26内部移动，进而确保电动伸缩杆14对推动圆板15的推动，而安装盘7带动五个抓取爪片8组成的“弧形铲”经过两个弧形板24内部，清理层25的橡胶前端将大部分淤泥摩擦刮取，清理下的淤泥顺着弧形板24表面落入污泥槽5内进行收集，避免淤泥落入机体1表面飞溅进入采集箱4内对采集样品污染，清理层25的棉质后端能将残留的淤泥进行完全清理，清理层25可在使用一段时间后进行更换。

在形变机构作用下降采集爪变形成为“弧形铲”状态，使用采集爪的“弧形铲”状态能够对已干涸采集处松散处理，进而确保采集爪对采集处正常进行取样，进而方便采集爪的采集工作。

本发明还提供了使用上述任意一项所述的人工智能科技信息采集机器人的使用方法，该方法包括以下步骤，

步骤一：信息采集机器人在履带轮3的作用下移动至采集位置，操作员通过两侧的双目摄像头6操控机械臂2使得采集爪整体移动，待抓取爪片8插入淤泥后，电动伸缩杆14收缩带动推动圆板15上移使得五个抓取爪片8同时偏转，五个抓取爪片8便可将部分淤泥抓取；

步骤二：当采集爪被机械臂2带动至采集箱4顶部后，电动伸缩杆14延伸带动推动圆板15复位，扭簧随之将抓取爪片8复位使得抓取淤泥落入采集箱4内收集；

步骤三：电动伸缩杆14继续延伸使得推动齿条19与单向伞齿轮21接触并推动其旋转，转动轴16带动单向伞齿轮21转动，两个双向伞齿轮22随之旋转并带动转动环23转动，两个第二移动块12随之向固定块10方向移动，在第二移动块12与第一移动块11接触后并带动其移动，第一弹簧17随之被压缩，直至第一移动块11与固定块10接触后，五个抓取爪片8随之组成一个“弧形铲”，随后机械臂2带动安装盘7使得“弧形铲”处于两个弧形板24进口位置，外部电机启动带动“弧形铲”经过弧形板24内部，清理层25便将“弧形铲”表面的残留的淤泥进行清理；

步骤四：信息采集机器人继续移动至下移个采集位置进行采集处理，若此采集处的淤泥已干涸，便可使用“弧形铲”先对淤泥进行松散处理。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。

Claims (10)

1.一种人工智能科技信息采集机器人，其特征在于，包括：机体（1）和机械臂（2），机体（1）两侧均设置有履带轮（3），机体（1）顶部设置有采集箱（4）和污泥槽（5），污泥槽（5）两侧均设置有双目摄像头（6），机械臂（2）端部设置有安装盘（7），安装盘（7）外侧设置有五个抓取爪片（8），安装盘（7）内部开设有插接槽（9），插接槽（9）内部设置有固定块（10），固定块（10）两侧均设置有第一移动块（11）和第二移动块（12），五个抓取爪片（8）分别与固定块（10）、第一移动块（11）和第二移动块（12）铰接，且铰接处设置有扭簧；

安装盘（7）顶部设置有连接杆（13），连接杆（13）一侧设置有电动伸缩杆（14），电动伸缩杆（14）顶部与机械臂（2）固定连接，连接杆（13）表面套接有推动圆板（15），推动圆板（15）外侧与五个抓取爪片（8）内表面贴合，安装盘（7）内部设置有形变机构。

2.根据权利要求1所述的一种人工智能科技信息采集机器人，其特征在于，形变机构包括转动轴（16）和两个第一弹簧（17），转动轴（16）中部设置有转动齿轮（18），转动齿轮（18）一侧啮合连接接有推动齿条（19），推动齿条（19）一端贯穿插接槽（9）延伸至安装盘（7）外部，推动齿条（19）表面套接有第二弹簧（20），转动轴（16）一端设置有单向伞齿轮（21），单向伞齿轮（21）顶部与底部均啮合连接有双向伞齿轮（22），两个双向伞齿轮（22）端部均设置有转动环（23），两个转动环（23）转动环（23）分别与两个第二移动块（12）固定连接，两个第一弹簧（17）一端均与固定块（10）固定连接，两个第一弹簧（17）另一端分别与两个第一移动块（11）固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种人工智能科技信息采集机器人，其特征在于，污泥槽（5）顶部设置有两个弧形板（24），两个弧形板（24）内部设置有清理层（25），清理层（25）前端为橡胶材质，清理层（25）其余部位为纯棉材质。

4.根据权利要求1所述的一种人工智能科技信息采集机器人，其特征在于，机械臂（2）一端内部设置有外部电机，连接杆（13）顶部与外部电机输出端固定连接，安装盘（7）表面开设有活动槽（26），活动槽（26）内部活动插接有限位块（27），限位块（27）顶部与电动伸缩杆（14）输出端固定连接，。

5.根据权利要求1所述的一种人工智能科技信息采集机器人，其特征在于，五个抓取爪片（8）相对安装盘（7）中部环形等距排布，抓取爪片（8）顶部与底部均为弯曲状设置，抓取爪片（8）偏转角度为10度。

6.根据权利要求1所述的一种人工智能科技信息采集机器人，其特征在于，两个第一移动块（11）旋转角度均为60度，两个第二移动块（12）旋转角度均为120度，固定块（10）、两个第一移动块（11）和两个第二移动块（12）均为夹角12度的扇形块，且三者可组成一个为完整圆环1/6的弧形片。

7.根据权利要求2所述的一种人工智能科技信息采集机器人，其特征在于，单向伞齿轮（21）直径为两个双向伞齿轮（22）直径的2倍，单向伞齿轮（21）中心线、转动齿轮（18）中心线和转动轴（16）中心线为同一条直线。

8.根据权利要求2所述的一种人工智能科技信息采集机器人，其特征在于，两个转动环（23）截面均为梯形，转动环（23）坡面处设置有若干个齿牙，转动环（23）齿牙表面与双向伞齿轮（22）表面啮合。

9.根据权利要求2所述的一种人工智能科技信息采集机器人，其特征在于，两个第一弹簧（17）均为弧形设置，两个第一弹簧（17）相对安装盘（7）中部对称设置。

10.使用权利要求1-9任意一项所述的人工智能科技信息采集机器人的使用方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，

步骤一：信息采集机器人在履带轮（3）的作用下移动至采集位置，操作员通过两侧的双目摄像头（6）操控机械臂（2）使得采集爪整体移动，待抓取爪片（8）插入淤泥后，电动伸缩杆（14）收缩带动推动圆板（15）上移使得五个抓取爪片（8）同时偏转，五个抓取爪片（8）便可将部分淤泥抓取；

步骤二：当采集爪被机械臂（2）带动至采集箱（4）顶部后，电动伸缩杆（14）延伸带动推动圆板（15）复位，扭簧随之将抓取爪片（8）复位使得抓取淤泥落入采集箱（4）内收集；

步骤三：电动伸缩杆（14）继续延伸使得推动齿条（19）与单向伞齿轮（21）接触并推动其旋转，转动轴（16）带动单向伞齿轮（21）转动，两个双向伞齿轮（22）随之旋转并带动转动环（23）转动，两个第二移动块（12）随之向固定块（10）方向移动，在第二移动块（12）与第一移动块（11）接触后并带动其移动，第一弹簧（17）随之被压缩，直至第一移动块（11）与固定块（10）接触后，五个抓取爪片（8）随之组成一个“弧形铲”，随后机械臂（2）带动安装盘（7）使得“弧形铲”处于两个弧形板（24）进口位置，外部电机启动带动“弧形铲”经过弧形板（24）内部，清理层（25）便将“弧形铲”表面的残留的淤泥进行清理；

步骤四：信息采集机器人继续移动至下移个采集位置进行采集处理，若此采集处的淤泥已干涸，便可使用“弧形铲”先对淤泥进行松散处理。

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