CN208759590U - 一种抓垃圾机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种抓垃圾机器人，解决了目前景区的垃圾处理依旧采用人工捡拾的方式进行，尤其对于高空高山上的垃圾，景区的处理手段依旧是采用人工捡拾，严重影响了垃圾捡拾的效率，甚至对环卫工人的生命安全造成威胁的问题，其包括机架，所述机架顶端四角均安装有无刷电机，无刷电机顶部安装有旋浆，本实用新型，巧妙的将无人机与机械臂结合，将两个机械发挥到应有的价值，高空垃圾处理效果明显，节约人力资源，降低环卫工人的工作风险，安全高效，使用三节制柔性机械臂，结构轻，载重/自重比高，操作空间大，灵活高效，无人机能垂直起降，自由悬停，具有很高的机动性能，操作简单，使用方便灵活。

Description

一种抓垃圾机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人技术领域，具体为一种抓垃圾机器人。

背景技术

随着旅游业的迅速发展，旅游对生态环境的影响日趋明显，现阶段在科学发展观的指导下走科学发展之路，旅游业不仅可以带动地方经济的迅速发展，而且可以促进环境的保护；但是如果一味的追求经济的发展而忽视环境的可持续发展最终还是会影响经济发展的大局，因此在保证旅游业快速健康发展的同时，我们一定还要处理好与环境的关系，无论是在人流量大的热门景点旺季，还是一些没有知名度的小景点，游客在游览过程中随意丢弃各种废弃物的不文明行为普遍存在，如随手乱扔果皮、废纸、饮料瓶、烟头等垃圾等，这种不文明的行为将造成的后果是：第一，给其他游客游览活动中造成视觉污染，影响游兴，破坏环境气氛，进而影响其他游客的游览质量；第二，给旅游景观管理、景区环境管理带来极大的困难；第三，会给自己的人身财产安全带来隐患，目前景区的垃圾处理依旧采用人工捡拾的方式进行，尤其对于高空高山上的垃圾，景区的处理手段依旧是采用人工捡拾，严重影响了垃圾捡拾的效率，甚至对环卫工人的生命安全造成威胁。

所以，如何设计一种抓垃圾机器人，成为我们当前要解决的问题。

实用新型内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种抓垃圾机器人，有效的解决了目前景区的垃圾处理依旧采用人工捡拾的方式进行，尤其对于高空高山上的垃圾，景区的处理手段依旧是采用人工捡拾，严重影响了垃圾捡拾的效率，甚至对环卫工人的生命安全造成威胁的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：包括机架，所述机架顶端四角均安装有无刷电机，无刷电机顶部安装有旋浆，无刷电机顶端安装有陀螺仪，机架顶端中部安装有太阳能板，机架底端中部固定有承重板，承重板底端中部固定有机械手，机架底端两侧均安装有落地架，落地架上部通过承重杆固定有收集箱，承重板前端中部安装有摄像头；

所述机械手包括安装板、第一电动转盘、底座、转盘、第一机械臂、增压气缸、第二机械臂、连接杆、第二电动转盘和机械爪，机械手底端安装有安装板，安装板顶端安装有第一电动转盘，第一电动转盘顶端中部垂直固定有底座，底座中部通过转盘连接有第一机械臂，第一机械臂顶部外侧与转盘顶部之间连接有增压气缸，第一机械臂顶部铰接有第二机械臂，第二机械臂底部与转盘之间连接有连接杆，第二机械臂远离第一机械臂一端固定有第二电动转盘，第二电动转盘远离第二机械臂一端安装有机械爪，机械爪包括安装块、移动槽、滑块、卡块和双作用缸，机械爪底部安装有安装块，安装块上部内侧开设有移动槽，移动槽内侧安装有滑块，滑块顶端贯穿安装块外侧固定有卡块，滑块之间连接有双作用缸。

优选的，所述机架底端安装有ZigBee网络模块、图像传输模块、wifi模块、语音传输模块和卫星定位无线模块，图像传输模块与摄像头电性连接。

优选的，所述太阳能板底端安装有控制模块，控制模板底端安装有蓄电池。

优选的，所述无刷电机外侧安装有加速度传感器，落地架一侧安装有温度传感器、湿度传感器和气压计。

优选的，所述机械手一端安装有激光传感器和红外传感器。

优选的，所述卡块上部外侧开设有防滑纹。

本实用新型，巧妙的将无人机与机械臂结合，将两个机械发挥到应有的价值，高空垃圾处理效果明显，节约人力资源，降低环卫工人的上网风险，安全高效，使用三节制柔性机械臂，结构轻，载重/自重比高，操作空间大，灵活高效，无人机能垂直起降，自由悬停，具有很高的机动性能，操作简单，使用方便灵活。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是本实用新型机械手结构示意图；

图3是本实用新型机械爪结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-3对本实用新型的具体实施方式做进一步详细说明。

实施例一，由图1、图2和图3给出，本实用新型包括机架1，机架1顶端四角均安装有无刷电机2，无刷电机2顶部安装有旋浆3，无刷电机2顶端安装有陀螺仪4，机架1顶端中部安装有太阳能板5，机架1底端中部固定有承重板6，承重板6底端中部固定有机械手7，机架1底端两侧均安装有落地架8，落地架8上部通过承重杆9固定有收集箱10，承重板6前端中部安装有摄像头11，使用时控制无刷电机2进行转动，无刷电机2的转动带动旋浆3精心转动，进而带动机器人飞起，太阳能板5通过太阳能发电维持机器人日常巡视工作，通过摄像头11进行寻找垃圾，当寻找到垃圾时，控制承重板6上的机械手7进行抓取，将抓取的垃圾放到收集箱10内；

机械手7包括安装板71、第一电动转盘72、底座73、转盘74、第一机械臂75、增压气缸76、第二机械臂77、连接杆78、第二电动转盘79和机械爪710，机械手7底端安装有安装板71，安装板71顶端安装有第一电动转盘72，第一电动转盘72顶端中部垂直固定有底座73，底座73中部通过转盘74连接有第一机械臂75，第一机械臂75顶部外侧与转盘74顶部之间连接有增压气缸76，第一机械臂75顶部铰接有第二机械臂77，第二机械臂77底部与转盘74之间连接有连接杆78，第二机械臂77远离第一机械臂75一端固定有第二电动转盘79，第二电动转盘79远离第二机械臂77一端安装有机械爪710，机械爪710包括安装块7101、移动槽7102、滑块7103、卡块7104和双作用缸7105，机械爪710底部安装有安装块7101，安装块7101上部内侧开设有移动槽7102，移动槽7102内侧安装有滑块7103，滑块7103顶端贯穿安装块7101外侧固定有卡块7104，滑块7103之间连接有双作用缸7105，机械手7工作时，控制第一电动转盘72进行转动，第一电动转盘72的转动通过第一机械臂75和第二机械臂77带动机械爪710在安装板71上进行360°左右调整位置，调整好之后，控制第一电动转盘72停止转动，控制增压气缸76进行伸缩，增压气缸76的伸缩通过连接杆78带动第二机械臂77绕第一机械臂75顶部进行转动，以便于带动机械爪710进行270°上下调整位置，当机械爪710接近垃圾时，控制增压气缸76停止伸缩，控制双作用缸7105进行回缩，双作用缸7105的回缩通过滑块7103在移动槽7102的移动带动卡块7104相互靠近，以便于将垃圾夹住。

实施例二，在实施例一的基础上，机架1底端安装有ZigBee网络模块、图像传输模块、wifi模块、语音传输模块和卫星定位无线模块，图像传输模块与摄像头11电性连接，以便于机器人的控制、图像传输、wifi传输、语音传输和定位的功能。

实施例三，在实施例一的基础上，太阳能板5底端安装有控制模块，控制模板底端安装有蓄电池，以便于机器人控制和工作供电。

实施例四，在实施例一的基础上，无刷电机2外侧安装有加速度传感器，落地架8一侧安装有温度传感器、湿度传感器和气压计，为机器人提供加速度、温度、湿度和气压的变化，便于人们进行对山行地貌做出初步的判断和速度控制。

实施例五，在实施例一的基础上，机械手7一端安装有激光传感器和红外传感器，通过激光传感器和红外传感器进行远距离与近距离的测距蔽障功能，以便于使用。

实施例六，在实施例一的基础上，卡块7104上部外侧开设有防滑纹，通过开设有防滑纹，增加卡块7104的防滑能力，便于卡块7104更好的夹取垃圾。

在本实施例中：无刷电机2采用XD-3420-2无刷电机，第一电动转盘72采用MT200KL电动转盘，增压气缸76采用SCTJ-50增压气缸，第二电动转盘79采用MT320KL电动转盘，双作用缸7105采用SCA2双作用缸。

工作原理：本实用新型上料时，采用ZigBee技术，组建ZigBee网络以实现数公里的数据传输及相互通信，并控制和监控各个设备的运行状况，预备使用网状ZigBee网络，使用一个ZigBee节点作为协调器，使用多个路由扩展覆盖服务范围，使用终端节点控制机器人的工作，其中该终端节点的工作包括，使用摄像头11获取外接环境情况，最终使机械能自动的判断图像信息，提取所需信息后，进行相应的工作。

配置上北斗卫星定位模块后，能够远距离监控各个机器人的位置，实现远程监控功能，并且可以在ZigBee网络中传递各个机器人的位置信息，以便于在大规模作业中，各个机器人相互信息传递和配合而互不影响，如A机器人工作区域划分后，B机器人可根据位置信息判断是否处于A机器人的工作区域，还可以在工作中，如果C机器人处于完成工作状态，并能量充足时，是否参与A机器人负责区域的垃圾捡拾工作，捡拾垃圾时，通过摄像头11进行寻找垃圾，当寻找到垃圾时，控制承重板6上的机械手7进行抓取，将抓取的垃圾放到收集箱10内，机械手7工作时，控制第一电动转盘72进行转动，第一电动转盘72的转动通过第一机械臂75和第二机械臂77带动机械爪710在安装板71上进行360°左右调整位置，调整好之后，控制第一电动转盘72停止转动，控制增压气缸76进行伸缩，增压气缸76的伸缩通过连接杆78带动第二机械臂77绕第一机械臂75顶部进行转动，以便于带动机械爪710进行270°上下调整位置，当机械爪710接近垃圾时，控制增压气缸76停止伸缩，控制双作用缸7105进行回缩，双作用缸7105的回缩通过滑块7103在移动槽7102的移动带动卡块7104相互靠近，以便于将垃圾夹住，并通过卫星定位系统获取的位置，使C机器人只前往A机器人未工作的区域。

给路由节点添加上WiFi模块后，当机器人上的终端节点上各种传感器检测到的数据，可以上传至路由设备，路由设备可以把ZigBee信号通过WiFi模块转换成WiFi信号，以此可以使得许多没有ZigBee模块的设备（如PC机、平板或手机）能够远程方便的和机器人连接和数据交换，还可以使用便携式设备、移动设备进行监控和控制。

本实用新型与现有技术相比具有以下益处：1）采用ZigBee模块技术，能够与互联网建立连接，用户可以通过手机APP网页或摇杆对高空垃圾处理机器人进行远程控制，通过相应检测模块实时反馈的数据，可以了解机器人目前的工作环境以及工作状况，对机器人的工作计划进行相应的优化调整；2）可以WiFi联网将机器人工作的数据上传到上位机，实现多台机器同时对某一区域进行自动巡航而互不干扰，并且能够实时监控每一台机器人的运行状态，分析其太阳能板与机械臂的工作状态；3）通过图像传输与语音系统，能够实时了解景区的情况，以便根据实际的情况对垃圾进行捡拾和对游人进行教育；4）采用“中国精度星基增强接收机”，可以使北斗卫星的定位精度达到厘米级，满足机器人自动工作的精度要求；5）采用组合式的方式进行设计制造，在应对不同的领域与行业时，只需要设计不同类型的机械臂将其自由组合即可。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种抓垃圾机器人，包括机架（1），其特征在于：所述机架（1）顶端四角均安装有无刷电机（2），无刷电机（2）顶部安装有旋浆（3），无刷电机（2）顶端安装有陀螺仪（4），机架（1）顶端中部安装有太阳能板（5），机架（1）底端中部固定有承重板（6），承重板（6）底端中部固定有机械手（7），机架（1）底端两侧均安装有落地架（8），落地架（8）上部通过承重杆（9）固定有收集箱（10），承重板（6）前端中部安装有摄像头（11）；

所述机械手（7）包括安装板（71）、第一电动转盘（72）、底座（73）、转盘（74）、第一机械臂（75）、增压气缸（76）、第二机械臂（77）、连接杆（78）、第二电动转盘（79）和机械爪（710），机械手（7）底端安装有安装板（71），安装板（71）顶端安装有第一电动转盘（72），第一电动转盘（72）顶端中部垂直固定有底座（73），底座（73）中部通过转盘（74）连接有第一机械臂（75），第一机械臂（75）顶部外侧与转盘（74）顶部之间连接有增压气缸（76），第一机械臂（75）顶部铰接有第二机械臂（77），第二机械臂（77）底部与转盘（74）之间连接有连接杆（78），第二机械臂（77）远离第一机械臂（75）一端固定有第二电动转盘（79），第二电动转盘（79）远离第二机械臂（77）一端安装有机械爪（710），机械爪（710）包括安装块（7101）、移动槽（7102）、滑块（7103）、卡块（7104）和双作用缸（7105），机械爪（710）底部安装有安装块（7101），安装块（7101）上部内侧开设有移动槽（7102），移动槽（7102）内侧安装有滑块（7103），滑块（7103）顶端贯穿安装块（7101）外侧固定有卡块（7104），滑块（7103）之间连接有双作用缸（7105）。

2.根据权利要求1所述的一种抓垃圾机器人，其特征在于：所述机架（1）底端安装有ZigBee网络模块、图像传输模块、wifi模块、语音传输模块和卫星定位无线模块，图像传输模块与摄像头（11）电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种抓垃圾机器人，其特征在于：所述太阳能板（5）底端安装有控制模块，控制模板底端安装有蓄电池。

4.根据权利要求1所述的一种抓垃圾机器人，其特征在于：所述无刷电机（2）外侧安装有加速度传感器，落地架（8）一侧安装有温度传感器、湿度传感器和气压计。

5.根据权利要求1所述的一种抓垃圾机器人，其特征在于：所述机械手（7）一端安装有激光传感器和红外传感器。

6.根据权利要求1所述的一种抓垃圾机器人，其特征在于：所述卡块（7104）上部外侧开设有防滑纹。