CN206407437U - 一种可移动垃圾桶式机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种可移动垃圾桶式机器人，其特征在于，包括垃圾桶主体、可驱动机器人向任意水平方向运动的移动机构、用于人机交互的信息交互机构、电动垃圾桶盖机构、设置有处理信息电路的电路板和用于供电的电池电源模块；该移动式垃圾桶机器人可以实现远程指定位置，自动行走到指定位置并返回原来位置，也可以直接通过非接触式开关控制垃圾桶开合，并可以通过无线充电装置自动充电。

Description

一种可移动垃圾桶式机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，特别涉及一种可移动垃圾桶式机器人，

背景技术

智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。

随着科技的日益进步和人们对生活质量要求的提高，智能机器人逐渐走入千家万户，智能家居的概念也逐渐受到关注。目前，智能机器人已经可以完成多种家庭房间的日常工作，比如扫地机器人可以自动完成垃圾的清扫工作、洗碗机器人可以自动完成碗碟的清洗工作等；很多常用的家居设备也得到了智能化改造，比如能受手机应用控制的空调、窗帘、门等设备。

垃圾桶作为用户生活中不可或缺的必需品，目前市场上销售的垃圾桶几乎都是传统样式的垃圾桶。随着技术的发展，垃圾桶的种类也在不断的翻新和增加，使得垃圾桶也朝向智能化方向发展。

现有垃圾桶需要自行打开并且需要到垃圾桶放置位置进行垃圾投放，十分不方便。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种可移动垃圾桶式机器人，包括垃圾桶主体、可驱动机器人向任意水平方向运动的移动机构、用于人机交互的信息交互机构、电动垃圾桶盖机构、设置有处理信息电路的电路板和用于供电的电源模块；

所述垃圾桶主体包括一个容纳垃圾的中空腔，中空腔的上方为一个敞开面；

所述移动机构布置在垃圾桶下方；

所述电动垃圾桶盖机构包括可开合的垃圾桶盖、驱动垃圾桶盖开合的开合电机和将开合电机的运动转化为垃圾桶盖开合运动的运动转换机构；垃圾桶盖安装在垃圾桶主体的敞开面上，开合电机固定在垃圾桶主体上；运动转换机构布置在所述垃圾桶盖一侧，输入端与开合电机的转轴连接，输出端与垃圾桶盖连接；

信息交互机构包括起开关感应作用的热释电红外传感器、起避障作用的红外避障传感器和与外部设备传输信息的无线天线，所述热释电红外传感器安装在垃圾桶主体的上部；所述红外避障传感器和无线天线安装在垃圾桶主体的侧壁外表面；

所述电路板固定安装在垃圾桶主体上；

所述电源模块安装在垃圾桶主体上，设置有一个用于控制电源模块通断的电源开关；所述电源模块分别与所述移动机构、电动垃圾桶盖机构、信息交互机构、电路模块连接。

优选的实施方式，所述电路板上布置有用于处理信息和发出指令的处理器模块、用于控制移动机构的移动驱动控制模块、用于控制所述垃圾桶盖开合的开合驱动控制模块；

开合驱动控制模块、移动驱动控制模块分别于处理器模块连接；

所述移动驱动控制模块与移动机构连接；所述开合驱动控制模块与电动垃圾桶盖机构连接；所述红外避障传感器、热释电红外传感器、无线天线分别与处理器模块连接。

优选的实施方式，在所述垃圾桶主体敞开面四周，设置有固定垃圾袋的压片或挂钩。

优选的实施方式，移动机构包括两组起驱动作用的主动轮装置和两组起支撑作用的万向轮装置；

每组主动轮装置包括移动驱动电机和受移动驱动电机驱动的驱动轮，每组万向轮装置包括万向节和从动轮；

两组主动轮装置的驱动轮相互平行，安装在垃圾桶主体的底部；两组万向轮装置固定在垃圾桶主体的底部，固定位置不能同时设置在两组所述驱动轮之间的连线位置上；

所述驱动轮、从动轮的底部在同一水平面上。

优选的实施方式，运动转换机构为偏心曲柄滑块结构，其中包括主动臂、从动臂、开有竖直方向导向槽的导向板、沿着所述导向槽运动的顶杆；

所述垃圾桶盖一端边缘与垃圾桶主体铰接；

开合电机的本体水平固定在垃圾桶主体上，转轴与主动臂根部端连接；所述从动臂一端与主动臂端部端连接，另一端与顶杆底端连接；所述导向板水平固定在垃圾桶主体上，所述顶杆滑动安装在所述导向块的槽内，上端与垃圾桶盖连接。

优选的实施方式，电源模块包括可充放电的电池组和无线充电板。

优选的实施方式，所述垃圾桶主体外形为长方体，在长方体的八个角上分别设置有供模块化安装件安装的安装位置；

所述移动机构、所述电动垃圾桶盖机构、所述电路板、所述感应机构和电源模块通过与安装位置适配的模块化安装件安装在垃圾桶主体上。

本实用新型提供的可移动垃圾桶式机器人，可以用非接触的方式打开，可以节省使用者的体力和避免细菌传染；还可以远程遥控，并自行移动到指定地方，方便生活中的使用；通过无线充电模块进行充电，可以避免更换电源和插线充电的繁琐；各个机构采用模块化安装的方式，可以节省更欢零件的成本和时间，延长机器人的实用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本实用新型实施例的机器人的三维示意图；

图2是本实用新型实施例的垃圾桶主体的三维示意图；

图3是本实用新型实施例的主动轮装置的三维示意图；

图4是本实用新型实施例的万向轮装置的三维示意图；

图5是本实用新型实施例的电动垃圾桶盖机构的三维示意图一；

图6是本实用新型实施例的电动垃圾桶盖机构的三维示意图二；

图7是本实用新型实施例的机器人的三维示意图。

图8是本实用新型实施例的热释电红外传感器的工作过程示意图；

图9是本实用新型实施例的电源模块的三维示意图；

图10是本实用新型实施例的机器人机构连接示意图；

图11是本实用新型实施例的机器人工作模式俯视示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1出了本实用新型实施例的可移动垃圾桶式机器人三维示意图，该可移动垃圾桶式机器人包括有垃圾桶主体1、用于该机器人移动的移动机构2、用于人机交互的信息交互系统4、电路板、电动垃圾桶盖机构3和用于供电的电源模块5；为了延长该机器人的使用寿命和减少维修的难度，本实用新型实施例中的可移动垃圾桶式机器人采用模块化设计，各部分的零件都是通过模块化安装件进行安装的，发生故障或损坏时，可以快速的替换。

图2示出了所述垃圾桶主体的三维示意图，所述垃圾桶主体1为一长方体，每一角都设置有一个供模块化安装件安装的安装位置105，在垃圾桶主体1内部设置有连通各个安装位置105的通孔104，所述通孔104用于走线；所述垃圾桶主体1具有中空圆柱型内腔101，内腔上方为一敞开面；在使用垃圾桶时，为了垃圾取出和减少细菌滋生，通常会使用垃圾袋，因此，在垃圾桶主体敞开面的四周，设置有固定垃圾袋的挂钩或者压块102，用于垃圾袋的固定；在垃圾桶主体1的四个侧面的上方和下方，还设置有安装避障红外传感器的安装空间103。

移动机构2的作用为驱动该可移动垃圾桶式机器人在平面内进行移动，能实现平面运动的机构有多种，例如履带式、机械腿式、独轮式、多轮式等，在实际应用中采用多轮式的运动机构模式，基于经济性和稳定性考虑，本实施例采用的为双主动轮和双万向轮的组合方式，可以在较大的负重下，在平面内任意方向运动。

图1示出了移动机构2的结构示意图，图3示出了主动轮装置的结构示意图，图4示出了万向轮装置的结构示意图，本实施例包括两组主动轮装置和两组万向轮装置，其中，每组主动轮装置包括模块化安装件203、移动驱动电机202和驱动轮201，移动驱动电机202的本体固定在模块化安装件203上，转轴与驱动轮201连接；每组万向轮装置包括模块化安装件203、万向节205、从动轮206，万向节205根部端固定在模块化安装件203上，分叉端卡进从动轮206的转轴孔内；两组主动轮装置单独受智能控制系统控制，通过两组主动轮装置的配合运动，本实施例的可移动垃圾桶式机器人可以实现水平面上各个方向的运动；万向轮装置起到支撑平衡的作用。

图5和图6示出了电动垃圾桶盖结构示意图，电动垃圾桶盖结构包括垃圾桶盖301、模块化安装件302、活页铰接件一309、活页铰接件二308、开合电机303、主动臂304、从动臂305、顶杆306、导向板308，垃圾桶盖301的一角安装有活页铰接件一309，模块化安装件302的外侧一角上安装有活页铰接件308，活页铰接件一309和活页铰接件308铰接一体，垃圾桶盖301能绕着所述活页铰的铰接转轴开合。

在模块化安装件302的内侧壁上，水平安装有开合电机304，按照力传递的顺序，开合电机304的转轴、主动臂304、从动臂305、顶杆306依次分别铰接在一起；模块化安装件302内设置有一导向板308，导向板308上开有竖直方向的导向孔，顶杆306上端穿过导向孔，顶在垃圾桶盖301的滑槽307内。主动臂304、从动臂305、顶杆306、导向板308共同组成偏心曲柄滑块机构；

垃圾桶盖需要打开时，开合电机304顺时针运动，驱动主动臂304和从动臂305运动，从而带动顶杆306向上运动，在导向板308的限制下，顶杆306只能沿着导向孔竖直向上运动，顶开垃圾桶盖；垃圾桶盖需要关闭时，开合电机304逆时针运动，驱动主动臂304和从动臂305运动，从而带动顶杆306向下运动，在导向板308的限制下，顶杆306只能沿着导向孔竖直向下运动，通过卡住滑槽307带动垃圾桶盖301运动，关闭垃圾桶盖。

图7示出了信息交互机构的三维示意图，信息交互机构包括有热释电红外传感器402、避障红外探头403和无线天线404，垃圾桶主体上方的一个角上安装有模块化连接件405，模块化连接件405上方具有一个斜面，热释电红外传感器402安装在所述模块化连接件405的斜面上。

图8示出了热释电红外传感器的工作过程示意图，非接触式开关有多种，基于实际使用情况考虑，较佳的实施方式应该选用热释电红外传感器402，因为热释电红外传感器对径向移动反应最不敏感,而对于横切方向(即与半径垂直的方向)移动则最为敏感；实际生活中，如果需要打开垃圾桶盖，只需横向摆手即可，较为符合使用习惯；另一方面，热释电红外传感器只能感应到接近人体体温的红外线，可以避免其他物体对其造成误触，较为适合实际使用场景。

探头403则选用红外避障传感器，本实施例共布置有8个红外避障传感器，在垃圾桶主体每个面的上方和下方各布置有一个，通过这样的布置方式，红外避障传感器布置的位置，可以无死角的探测出该可移动垃圾桶式机器人四周的环境，反馈信息给处理系统，从而控制移动系统进行移动，避免撞击到障碍物。

电路板上设置有用于处理信息的电路，其中包括用于处理信息和发出指令的处理器模块、用于控制移动机构的移动驱动控制模块、用于控制所述垃圾桶盖开合的开合驱动控制模块；为了避免加大布线的复杂性，如图7所示，本实施例将电路板安装在模块化连接件405内部，所述的热释电红外传感器402和无线天线404可以直接连接在电路板上。

图9示出了电源模块的结构示意图，如图1所示，总计有两组电源模块5分别安装在垃圾桶主体1的一角上，电源模块5包括模块化安装件501、电源组502和无线充电模块503，电池组502使用的是较为安全环保的18650电池并可以通过无线充电模块503进行充电；为了方便使用和简化组装流程，如图7所示，电源模块的开关设置模块化安装件405上。

图10示出了该可移动垃圾桶式机器人连接关系示意图，移动驱动控制模块、开合驱动控制模块布置在电路板上，分别与布置在电路板上的处理器模块连接；其中，移动驱动控制模块与移动机构连接，用于控制移动机构的运动；开合驱动控制模块与电动垃圾桶盖机构连接，用于控制垃圾桶盖的开合；无线天线、红外避障传感器和热释电红外传感器与处理器模块连接，将信息反馈给处理器模块，处理器模块根据二者的信息，对机器人的各个机构进行控制；电源模块分别于以上各个机构连接。

图11为机器人工作过程俯视图，待机情况下，该可移动垃圾桶式机器人在待机位置固定不动，同时通过无线充电基座进行充电，一般情况下，该可移动垃圾桶式机器人具有两种工作模式，其中，包括工作模式一和工作模式二。

工作模式一：当需要扔垃圾时，可以直接通过非接触式开关402打开垃圾桶盖301，垃圾桶盖301会打开并保持打开状态一段时间，然后将垃圾扔进垃圾桶主体内，垃圾桶盖会在保持时间结束后自动关闭；

工作模式二：当需要扔垃圾时，并且不在垃圾桶附近，可以通过手机、平板等设备发出请求，该可移动垃圾桶式机器人通过无线天线收到请求后，通过移动结构移动到请求位置，在移动过程中，可以实现自动避障、寻路功能；机器人使用完毕后，可以自动回到待机位置，并保持待机；在机器人移动过程中，可能会意外触发到非接触式开关，处理器模块可以自动判定，在移动过程中不进行垃圾桶盖的开合操作。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可移动垃圾桶式机器人，其特征在于，包括垃圾桶主体、可驱动机器人向任意水平方向运动的移动机构、用于人机交互的信息交互机构、电动垃圾桶盖机构、设置有处理信息电路的电路板和用于供电的电源模块；

所述垃圾桶主体包括一个容纳垃圾的中空腔，中空腔的上方为一个敞开面；

所述移动机构布置在垃圾桶下方；

所述电动垃圾桶盖机构包括可开合的垃圾桶盖、驱动垃圾桶盖开合的开合电机和将开合电机的运动转化为垃圾桶盖开合运动的运动转换机构；垃圾桶盖安装在垃圾桶主体的敞开面上，开合电机固定在垃圾桶主体上；运动转换机构布置在所述垃圾桶盖一侧，输入端与开合电机的转轴连接，输出端与垃圾桶盖连接；

信息交互机构包括起开关感应作用的热释电红外传感器、起避障作用的红外避障传感器和与外部设备传输信息的无线天线，所述热释电红外传感器安装在垃圾桶主体的上部；所述红外避障传感器和无线天线安装在垃圾桶主体的侧壁外表面；

所述电路板固定安装在垃圾桶主体上；

所述电源模块安装在垃圾桶主体上，设置有一个用于控制电源模块通断的电源开关；所述电源模块分别与所述移动机构、电动垃圾桶盖机构、信息交互机构、电路模块连接。

2.如权利要求1所述的可移动垃圾桶式机器人，其特征在于，所述电路板上布置有用于处理信息和发出指令的处理器模块、用于控制移动机构的移动驱动控制模块、用于控制所述垃圾桶盖开合的开合驱动控制模块；

开合驱动控制模块、移动驱动控制模块分别于处理器模块连接；

所述移动驱动控制模块与移动机构连接；所述开合驱动控制模块与电动垃圾桶盖机构连接；所述红外避障传感器、热释电红外传感器、无线天线分别与处理器模块连接。

3.如权利要求1所述的可移动垃圾桶式机器人,其特征在于，在所述垃圾桶主体敞开面四周，设置有固定垃圾袋的压片或挂钩。

4.如权利要求1所述的可移动垃圾桶式机器人，其特征在于，移动机构包括两组起驱动作用的主动轮装置和两组起支撑作用的万向轮装置；

每组主动轮装置包括移动驱动电机和受移动驱动电机驱动的驱动轮，每组万向轮装置包括万向节和从动轮；

两组主动轮装置的驱动轮相互平行，安装在垃圾桶主体的底部；两组万向轮装置固定在垃圾桶主体的底部，固定位置不能同时设置在两组所述驱动轮之间的连线位置上；

所述驱动轮、从动轮的底部在同一水平面上。

5.如权利要求1所述的可移动垃圾桶式机器人，其特征在于，运动转换机构为偏心曲柄滑块结构，其中包括主动臂、从动臂、开有竖直方向导向槽的导向板、沿着所述导向槽运动的顶杆；

所述垃圾桶盖一端边缘与垃圾桶主体铰接；

开合电机的本体水平固定在垃圾桶主体上，转轴与主动臂根部端连接；所述从动臂一端与主动臂端部端连接，另一端与顶杆底端连接；所述导向板水平固定在垃圾桶主体上，所述顶杆滑动安装在所述导向块的槽内，上端与垃圾桶盖连接。

6.如权利要求1所述的可移动垃圾桶式机器人，其特征在于，所述电源模块包括可充放电的电池组和无线充电板。

7.如权利要求1～6任意一项所述的可移动垃圾桶式机器人，其特征在于，

所述垃圾桶主体外形为长方体，在长方体的八个角上分别设置有供模块化安装件安装的安装位置；

所述移动机构、所述电动垃圾桶盖机构、所述电路板、所述感应机构和电源模块通过与安装位置适配的模块化安装件安装在垃圾桶主体上。