CN208940654U - 一种用于打理宠物的机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于打理宠物的机器人，包括扫地机器人，扫地机器人上固定安装有本体，本体内安装有主控制电路板，本体上通过电机可转动连接有投食运动臂和功能运动臂，投食运动臂异于与本体连接端的另一端连接有投食器，与投食器匹配设有一投食盆，功能运动臂上安装有激光发射器、逗猫棒和投球机中的一种或多种，本体上还安装有摄像头。本实用新型将扫地机器人与功能装置进行结合，实现了定点精准投食、根据指令定量投食、全区域视频监控、宠物环境卫生打理、宠物安全环境监控、宠物互动玩耍等功能，为宠物无人照顾这一问题提供一全面解决方案。

Description

一种用于打理宠物的机器人

技术领域

本实用新型涉及宠物饲养智能设备领域，具体涉及一种用于打理宠物的机器人。

背景技术

随着传统家庭结构的变化、工作压力的增大，人际关系逐渐趋于淡化，使越来越多的人将感情投注于宠物身上，因此现在越来越多的人们都饲养有猫、狗等宠物。但是由于工作等原因，养宠物人士往往会面临宠物的饮食规律得不到保障、工作时间无法了解家中宠物状况、宠物掉毛影响卫生等一系列问题，而宠物方面，由于缺乏陪伴，其将显得十分孤单，多余的精力无法释放往往会对家庭中的家居设备产生较大破坏。

对于饮食规律得不到保障这个问题，现已有人提出采用自动投食机来定时投放食物供宠物享用，但现有自动投食机一般被固定在特定位置只负责定点投食，功能较为单一，无法同时解决上述其他问题。但如果自动投食机是可以自动移动的，则投食功能会受到影响，具体表现为，若食盘固定在自动投食机上并随投食机移动，由于宠物吃饭有时会过于凶猛，而导致使投食机翻倒，若食盘与自动投食机相互分离，则自动投食时不一定会精准的投入食盘，可能因为路障使得投食机在尚未抵达食盘时即开始投放食物，造成卫生问题。另一方面，投食机还可能存在食物卡住投食头无法顺利入盘的问题，基于上述问题，现有投食机需做进一步改进。

而对于宠物状况了解问题，目前多通过在家中安装摄像头来获得宠物当前状态，但由于宠物是运动的，当宠物跑到可监控范围以外区域，上述监控方式将失效。

针对宠物掉毛问题，现有的智能扫地机器人已可以较好的解决，其不仅可以实现对地面异物的扫描与清理，同时还可根据房间情况避开障碍并规划清扫路径，且当其电量较低时，其可自动寻址，回到充电座位置并以正确的姿势与充电座接触开始充电，但该装置仅仅提供地面清洁服务，功能还较为单一，无法为宠物的其他问题提供解决方案。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种可综合实现对宠物定点投食、打扫卫生、与宠物互动玩耍的用于打理宠物的机器人，机器人将功能装置与扫地机器人进行结合可实现其自由移动，保证各项功能的实现。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术解决方案是：

一种用于打理宠物的机器人，包括扫地机器人，所述扫地机器人上固定安装有本体，所述本体内安装有主控制电路板，所述本体上通过电机可转动连接有投食运动臂，所述电机信号连接所述主控制电路板，所述投食运动臂异于与所述本体连接端的另一端连接有投食器，与所述投食器匹配设有一投食盆，所述投食器内设有投食控制电路板，所述投食控制电路板与所述主控制电路板信号连接。

较佳的，所述投食器上安装有霍尔传感器，所述霍尔传感器与所述投食控制电路板间信号连接，所述投食盆中心安装有磁铁。

较佳的，所述投食器还包括投食器本体和固定安装在所述投食器本体上的投食管，所述投食器本体内包括饲料仓、投食电机和分转盘，所述饲料仓在所述投食器本体上开设有进料口，所述饲料仓的出料口对准分转盘的侧壁，所述分转盘为内部划分为复数个独立子仓的圆盘结构，所述独立子仓均在所述分转盘的侧壁上开设进出料口，所述投食电机的输出轴固定连接在所述分转盘中心并控制所述进出料口依次对准所述投食管的进管口，所述霍尔传感器安装在所述投食管的出管口上。

较佳的，所述投食管中段安装有用于监测投食管中食品是否堵塞的管道压力传感器。

较佳的，所述饲料仓的底部为倒锥结构，所述出料口位于所述底部的最低点，所述底部上还安装有监测饲料仓是否为空的料仓压力传感器。

较佳的，所述本体上还连接有主控制电路板控制的功能运动臂，所述功能运动臂上连接有激光发射器、逗猫棒和投球机中的一种或多种，所述激光发射器信号连接所述主控制电路板。

较佳的，所述本体设有一氧化碳传感器和温度传感器，所述一氧化碳传感器和温度传感器信号连接所述主控制电路板。

较佳的，所述本体上端设有用于监控宠物举动的摄像头，所述摄像头信号连接所述主控制电路板。

采用上述方案后，由于本实用新型将功能装置集成在扫地机器人上，使得各功能装置可结合位置的移动，同时实现多种打理宠物的功能，具体包括定点精准投食、根据指令定量投食、全区域视频监控、宠物环境卫生打理、宠物安全环境监控、宠物互动玩耍等，为宠物无人照顾这一问题提供一全面解决方案。

附图说明

图1是本实用新型正面视图；

图2是本实用新型立体图；

图3是本实用新型功能结构连接关系图；

图4是本实用新型投食器结构示意图；

图5是本实用新型功能运动臂结构示意图；

图6是本实用新型吸尘模块结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详述。

本实用新型所揭示的是一种用于打理宠物的机器人，如图1-6所示，为本实用新型的较佳实施例，其包括扫地机器人1及固定安装在扫地机器人上的本体2。如图1-2所示，扫地机器人1一方面负责对宠物毛发进行自动清扫，另一方面可托举其上方的本体2进行空间位置移动以完成机器人的其他操作。扫地机器人1上的本体2部分主要用于加载其他功能模块，具体的，为使得机器人具备自动投食功能，本体2上通过电机转动连接有投食运动臂3，投食运动臂3异于与本体连接端的另一端连接有投食器4，与投食器4匹配设有一投食盆5，通过电机带动投食运动臂3转动，使得投食器4能精准的对准投食盆5。为避免投食器4在未对准投食盆5时就释放宠物粮食，设计投食器4上安装有霍尔传感器6，投食盆5中心安装有磁铁51，通过霍尔传感器6捕获磁铁51信号确定投食器4已经对准投食盆5，实现精准投粮。

具体的，如图2-3所示，扫地机器人包括感知系统11、控制系统12、驱动系统13、清洁系统14、充电系统15等，控制系统12对其他系统进行统一管控，其获得感知系统11反馈的信息后基于内部的路径覆盖算法和充电路径算法，通过驱动各个子系统的相关电机实现各子系统功能。其中，感知系统11实现包括红外检测、尘仓检测、碰撞检测、里程统计、贴边行走检测等功能。驱动系统13包括用于行走的两个驱动轮131以及位于驱动轮131中间的转向轮132，驱动轮131及转向轮132由控制系统12通过滚轮驱动电机组来实现其行走控制，包括前进、后退、转弯、原地旋转等，滚轮驱动电机可以选择用工作电压为10-15V的无刷直流电机。驱动轮131及转向轮132内侧还装有浮动开关，可有效防止轮子卡住时造成滚轮驱动电机损坏。扫地机器人1在行进过程中还具备避障功能，由于室内环境复杂，在无人看管的情况下，用于打理宠物的机器人需要自动识别障碍物并绕开行走。机器人的避障主要采用接触式避障或碰撞检测，即利用扫地机器人内部霍尔开关对磁场变化的检测判断是否发生碰撞，进而做出路线调整。清洁系统14包括清扫模块和吸尘模块，如图6所示，吸尘模块包括位于机器人底部的吸尘口141、机器人内部的储尘仓145、吸尘电机146、滚刷147和滚刷电机148，储尘仓145和吸尘口141连通，吸尘口 141处安装有滚刷147，滚刷电机148在控制系统12控制下驱动滚刷147滚动，将位于吸尘口141底部的灰尘、毛发等进行缠绕或归集，吸尘电机146在控制系统12控制下驱动扇叶从储尘仓145抽取空气，使储尘仓145内形成负压，灰尘得以从吸尘口141被吸入储尘仓145；清扫模块主要为毛刷电机控制的两个三角刷142，毛刷电机同样由控制系统12控制，两个三角刷142分布在机器人底面吸尘口141两侧，两个转向不同的三角刷142将灰尘从两侧扫向吸尘口141，再由吸尘模块吸入。进一步，考虑到宠物毛发易飞扬易粘附等特殊性，清洁系统14还可以包括拖地模块，整个清洁过程设计为吸尘-湿拖两步清洁，拖地模块包括水箱、喷水头143与固定在机器人底部的竹纤维抹布144，在完成吸尘操作后，水箱里的适量的水被控制系统12控制的水泵抽出经喷水头143向外喷洒，由抹布144对地面进行二次清洁，提高清洁效果。充电系统15包括电容量高且耐过充的可充电镍氢电池151、电源管理装置152、充电座153、电能接收装置154，电能接收装置154安装在机器人底面并通过电源管理装置152与可充电镍氢电池151电连接，电源管理装置152可实时检测可充电镍氢电池151电量，当电量低于阈值时，电源管理装置152通过控制系统12让机器人基于红外信号自动寻找充电座153方向并调整好机器人朝向后准确抵达充电座153，充电座153上设有电能发射装置155，电能接收装置154与电能发射装置155配合，接收充电座153提供的电能并对可充电镍氢电池151进行充电。以上仅从功能层面对扫地机器人做简单介绍，主要为下文中本实用新型的实现提供技术背景，由于扫地机器人为现有技术，扫地机器人内部具体结构及运行的实现非本案保护重点，因此在此不对其如何实现上述功能做进一步详细描述，可以选择目前市面上较常见的具有自动寻找充电座并能自动前往充电的规划性扫地机器人，例如：科沃斯的DD35或DJ35等型号产品都可用于构建打理宠物的机器人。

本体2内固定安装有主控制电路板21，主控制电路板21上插接有主控制器芯片，主控制电路板21主要用于对投食运动臂3、投食器4等功能模块进行控制，本实施例中采用ATmega328p作为主控制器芯片。主控制电路板21还信号连接一用于接收无线指令及实现对外数据传输的主信号通讯拓展板22，主信号通讯拓展板22可以通过路由器产生的网络或电信通信网络实现与远程控制用的手机端23进行信号连接，主信号通讯拓展板22可以采用巨控GRM200G模块，远程控制用的手机端23通过主信号通讯拓展板22可以向主控制电路板21发送操作指令或远程访问机器人所获得的图像、视频、音频、监测结果等多种数据，手机端23与机器人间具体数据传输方式非本案保护重点，且在智能设备领域为公知常识，在此不做具体说明。

本体2上通过电机可转动连接有投食运动臂3，具体的，本体2上固定有第一电机31，第一电机可以采用28BYJ48型四相八拍电机，第一电机31的输出轴固定在投食运动臂3的一端，主控制电路板21通过向第一电机31发送脉冲指令控制第一电机31的输出轴正旋、反旋以及旋转的角度，进行控制投食运动臂3的挥动。投食运动臂3异于与本体2连接端的另一端连接有投食器4，如图1和图4所示，投食器4包括投食器本体41和固定安装在投食器本体41上的投食管42，本装置适用于颗粒状干燥的宠物饲料，饲料可顺利从投食管42自然落料进入投食盆5。投食器本体41内包括储放宠物饲料的饲料仓43、投食控制电路板44、投食电机45和分转盘46，饲料仓43在投食器本体41上开设有进料口430，宠物饲养员定期从进料口430向饲料仓43内进行饲料补充。饲料仓43的底部为倒锥结构，出料口431位于底部的最低点，倒锥设计可以使饲料更顺利的从出料口431倒出。进一步，底部上还安装有监测饲料仓43是否为空的料仓压力传感器432，料仓压力传感器432信号通过投食控制电路板44信号连接主控制电路板21，当料仓压力传感器432监测到饲料仓43已空，发送预警信号给主控制电路板21，主控制电路板21通过主信号通讯拓展板22向手机端23发送提醒警告信息。饲料仓43的出料口431对准分转盘46的侧壁，分转盘46为内部划分为复数个独立子仓的圆盘结构，本实施例中，分转盘46内被十字隔板461分成空间独立的四个独立子仓，四个独立子仓均在分转盘46的侧壁上开设进出料口462，饲料仓43的出料口431从上方对准分转盘46的进出料口462，使饲料经出料口431、进出料口462分别进入各个独立子仓。投食电机45采用步进电机，步进电机是将电脉冲信号转化为角位移或线位移的开环控制元件，当给步进电机提供一个脉冲信号时，步进电机将转过一个步距角。本实施例所选用的步进电机为28BYJ48型四相八拍电机，投食电机45的输出轴固定连接在分转盘46中心并控制其转动，转动过程使得位于上方的进出料口462依次对准出料口431且位于下方的进出料口462依次对准投食管42的进管口421，由于本实施例中设有四个独立子仓，因此各个独立子仓的进出料口462间夹角为90︒，即步进电机驱使分转盘每转过90︒，完成一次饲料补充，具体的，与饲料仓43的出料口431相对的进出料口462将从饲料仓43中获得饲料补充，与投食管42进管口421相对的进出料口462负责将对应独立子仓中的饲料排入投食管42中。分转盘46的应用可为宠物饲料的供应提供更精准管理，避免饲料倒出过量。霍尔传感器6即安装在投食管42的出管口422上，可以采用华智兴远的HKA-YSC系列传感器。霍尔传感器6主要用于测量磁场强度，磁场强度的改变会引起输出电流的变化，霍尔传感器6通过通过电流强度的获得识别磁场强弱确定投食管42是否准确的指向食盆5中心，霍尔传感器6和投食电机45信号连接投食控制电路板44，若投食管42未精准指向食盆5中心，投食控制电路板44不启动投食电机45，机器人不投食，若投食管42下端已精准指向食盘5中心，则投食控制电路板44对投食电机45施加一系列控制脉冲，投食电机45驱动分转盘46转动，完成投食过程。投食控制电路板44同样连接有投食信号通讯拓展板47，投食信号通讯拓展板47也可以采用巨控GRM200G模块，主信号通讯拓展板22和投食信号通讯拓展板47间信号连接，两信号通讯拓展板设置可实现主控制电路板21与投食控制电路板44间指令信号的传递。工作时，当主控制电路板21确定需要投食时，其先通过扫地机器人1的控制系统12将整个本体2移动到充电座153并以正确的方向进入充电座153，投食盆5设置在充电座153一侧，因此当本体2与充电座153对接后，由主控制电路板21通过调节第一电机31，可以使投食管42对准投食盆5中心，然后，主控制电路板21向投食控制电路板44发送开始投食指令，投食控制电路板44通过控制投食电机45的转动次数实现精准投食。进一步，由于投食管42上设有霍尔传感器6，投食控制电路板44获得投食指令后，若其发现投食管42未对准投食盆5中心，则投食控制电路板44可不急着控制投食电机45运行，而是向主控制电路板21发送重新对准请求，主动电路板21通过调整扫地机器人1的位置以及投食运动臂3的角度，对投食管42的指向进行纠正，直至其对准投食盆5，此时投食控制电路板44才开始运行投食电机45。 主控制电路板21确定需要投食可通过定时设置或远程指令来实现，利用主控制电路板21中的定时芯片设计倒计时模块，当到达喂食时间即启动投食流程；或者主控制电路板21基于主信号通讯拓展板22获得手机端23的远程投食指令，确定需要开始投食。

进一步，投食管42中段安装有用于监测投食管42中食品是否堵塞的管道压力传感器423，管道压力传感器423信号连接投食控制电路板44，众所周知，投食管42中的饲料能顺利下放时，饲料对侧壁产生的压力与投食管42中饲料堵塞时对投食管42侧壁产生的压力会有所不同，因此，可以通过管道压力传感器423用于识别饲料是否堵住投食管42并及时反馈给投食控制电路板44，若堵住了，投食控制电路板44通过投食信号通讯拓展板47请求主控制电路板21控制投食运动臂3挥动，通过抖动将投食管42内部积压的饲料抖落。

进一步，如图5所示，为丰富机器人功能，本体2上还连接有功能运动臂7，功能运动7同样通过电机可转动的连接在本体2上，功能运动臂7异于与本体2连接端的另一端连接有激光发射器71、逗猫棒72和投球机中的一种或多种。可以设置有多个功能运动臂，则每个功能运动臂上分别安装上述不同的功能模块，也可以直接设置单个功能运动臂，功能运动臂上同时安装有多个功能模块，本实施例中仅设有一个功能运动臂7，功能运动臂7的末端安装有激光发射器71和逗猫棒72，显然逗猫棒72可随着功能运动臂7进行运动，安装时只需要将逗猫棒72的一端固定安装在功能运动臂7下端即可，通过功能运动臂7的挥动，可以使逗猫棒72舞动，宠物会与逗猫棒产生互动。激光发射器71同样固定安装在功能运动臂7下端，可随功能运动臂7进行运动，实现朝不同方向发射光束，即表现为激光发射器71发射的激光点四处跑动，宠物会个激光点进行互动。进一步，激光发射器71连接有激光控制电路板73，激光控制电路板73设有激光信号通讯拓展板74，激光信号通讯拓展板74也可以采用巨控GRM200G模块，激光信号通讯拓展板74与主信号通讯拓展板22信号连接，激光控制电路板73经两块信号通讯拓展板间信号传输接收来自主控制电路板21的指令信号以控制激光发射器71的启闭。为丰富激光发射器71、逗猫棒72的运动空间，功能运动臂7由三个电机联合控制，三个电机的输出轴方向各不相同，且同时和主控制电路板21信号连接并由主控制电路板21控制电机的输出。具体的，包括输出轴与控制投食运动臂的第一电机31相反的第二电机75，第二电机75主要是连接本体2与功能运动臂7，第二电机75控制整个功能运动臂7绕功能运动臂7上端转动，第二电机75的输出轴固定有第三电机76，第三电机76输出轴与功能运动臂7走向相同，控制功能运动臂7绕运动臂的轴线自转；功能运动臂7下端固定在第四电机77的壳体上，第四电机77的输出轴直接固定安装在功能模块上，例如可以固定在装在逗猫棒72的一端，通过第四电机77的输出使得逗猫棒72绕其一端转动，而激光发射器71则可以安装在逗猫棒72下方，功能运动臂7上的三个电机同样可以采用28BYJ48型四相八拍电机。

进一步，还可以在本体2上设置一氧化碳传感器81和温度传感器82，一氧化碳传感器81和温度传感器82信号连接主控制电路板21。一氧化碳传感器81和温度传感器82可以对室内环境进行全方位监测，若监测到异常则向手机端23发送异常警报信息，避免因为煤气泄漏或发生火灾对宠物造成伤害。本体2上端还设有用于监控宠物举动的摄像头83，摄像头83信号连接主控制电路板21，所捕捉到的信号通过主信号通讯拓展板22与手机端23进行信息传输。由于摄像头83是搭载在扫地机器人1上，摄像头83可在房间内各位置移动，监控范围不再局限于某个角落，实现对宠物的全方位无死角监控，手机端23可以通过固定的IP地址访问摄像头83所记录的室内信息。进一步，也可通过远程控制扫地机器人1的运动方式，例如前进、后退、原地旋转等运动，实现对宠物的跟踪监控，远程控制扫地机器人为现有技术，在此不做说明。本体2上还可设置人体红外传感器84，当家中处于主人外出模式时，一旦检测到可疑活体会会及时调用摄像头83进行拍照并向手机端23发送图像及警报信息，该技术同样为现有技术，例如，奇虎360公司提供的水滴摄像头即可实现上述功能，可以购买该结构安装在机器人上，具体摄像头技术在此不做说明。另外，机器人对可依人体和宠物的身高信息差异区分活体为宠物还是可疑活体，具体的区分过程也为现有技术，在此不做说明。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故但凡依本实用新型的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本实用新型专利涵盖的范围之内。

Claims (8)

1.一种用于打理宠物的机器人，包括扫地机器人，其特征在于：所述扫地机器人上固定安装有本体，所述本体内安装有主控制电路板，所述本体上通过电机可转动连接有投食运动臂，所述电机信号连接所述主控制电路板，所述投食运动臂异于与所述本体连接端的另一端连接有投食器，与所述投食器匹配设有一投食盆，所述投食器内设有投食控制电路板，所述投食控制电路板与所述主控制电路板信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于打理宠物的机器人，其特征在于：所述投食器上安装有霍尔传感器，所述霍尔传感器与所述投食控制电路板间信号连接，所述投食盆中心安装有磁铁。

3.根据权利要求2所述的一种用于打理宠物的机器人，其特征在于：所述投食器还包括投食器本体和固定安装在所述投食器本体上的投食管，所述投食器本体内包括饲料仓、投食电机和分转盘，所述饲料仓在所述投食器本体上开设有进料口，所述饲料仓的出料口对准分转盘的侧壁，所述分转盘为内部划分为复数个独立子仓的圆盘结构，所述独立子仓均在所述分转盘的侧壁上开设进出料口，所述投食电机的输出轴固定连接在所述分转盘中心并控制所述进出料口依次对准所述投食管的进管口，所述霍尔传感器安装在所述投食管的出管口上。

4.根据权利要求3所述的一种用于打理宠物的机器人，其特征在于：所述投食管中段安装有用于监测投食管中食品是否堵塞的管道压力传感器。

5.根据权利要求3所述的一种用于打理宠物的机器人，其特征在于：所述饲料仓的底部为倒锥结构，所述出料口位于所述底部的最低点，所述底部上还安装有监测饲料仓是否为空的料仓压力传感器。

6.根据权利要求1所述的一种用于打理宠物的机器人，其特征在于：所述本体上还连接有主控制电路板控制的功能运动臂，所述功能运动臂上连接有激光发射器、逗猫棒和投球机中的一种或多种，所述激光发射器信号连接所述主控制电路板。

7.根据权利要求1所述的一种用于打理宠物的机器人，其特征在于：所述本体设有一氧化碳传感器和温度传感器，所述一氧化碳传感器和温度传感器信号连接所述主控制电路板。

8.根据权利要求1所述的一种用于打理宠物的机器人，其特征在于：所述本体上端设有用于监控宠物举动的摄像头，所述摄像头信号连接所述主控制电路板。