CN209063109U - 一种档案管理机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种档案管理机器人，包括控制模块、档案架、机器臂、人体感应模块、AGV小车、定位模块、档案识别模块、图像识别模块、语音识别模块、电池管理模块、环境监测模块和无线传输模块。控制模块与其他模块电连接，用于控制其他模块操作并通过无线传输模块向外部终端发送图像识别及环境监测信息。本实用新型的档案管理机器人增加了档案管理系统的功能模块，能够实时机器人档案架的状态，实现精准定位，节约机器人的往复运动成本，提高档案管理的效率和精确度。

Description

一种档案管理机器人

技术领域

本实用新型涉及智能档案管理领域，具体涉及一种档案管理机器人。

背景技术

随着智能制造的普及和推广，机器人的相关应用也越来越广泛。当下越来越多的单位建立档案馆来采集、保管各种档案资料。而面对数量庞大的档案信息，通过人工方式进行资料整理不仅工作量大，而且在整理效率和精准查询档案方面也难以满足需求。

目前有一些类似的智能设备出现，但由于功能单一，智能化程度和可靠性不高以及针对性不强等原因无法很好的代替人工来完成管理工作。有很多需要解决的问题，比如如何让机器人自行运动至指定位置，如何精准的从排列密集的档案柜上抓取或放回档案，如何判定档案是否正确，如何快速响应等等。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型目的是提供一种档案管理机器人，解决现有技术中档案管理智能设备功能单一的缺陷。

技术方案：本实用新型提供的一种档案管理机器人，包括：控制模块，控制模块包括用于接收各模块的信息并控制各模块运行的控制器；机器臂，机器臂与控制模块电连接，并响应于控制模块的控制进行档案抓取；档案架，档案架与控制模块电连接，向控制模块传输档案夹取状态信息；环境监测模块，环境监测模块设有控制芯片和传感器，通过串口连接控制模块；移动模块，移动模块包括AGV 运载小车，用于根据控制模块指令信息带动档案机器人移动；档案识别模块，档案识别模块包括设置于机器臂末端的二维码读取装置；电池管理模块，电池管理模块包括充电装置、充电管理电路和电池，电池管理电路与充电装置及电池有电连接，响应于控制模块的指令以控制电池充放电。

进一步地，该档案管理机器人还包括与控制模块连接的人体感应模块，人体感应模块包括热红外传感器。

进一步地，该档案管理机器人还包括与控制模块连接的图像识别模块，图像识别模块包括双目相机和罩于双目相机外的半透明半球状结构；响应于控制模块发出的人体感应指令，该模块进行图像识别。

进一步地，该档案管理机器人还包括定位模块，定位模块包括相机和两个具有测距功能的位移传感器，相机和位移传感器分别与控制模块连接。

进一步地，该档案管理机器人的档案架采用外侧连接转向装置的L型结构，档案架外侧设有与控制模块电连接的光电传感器。

进一步地，该档案管理机器人的环境监测模块设置的传感器包括温度传感器、湿度传感器，CO₂传感器，PM2.5传感器。

进一步地，该档案管理机器人的充电装置的充电弹簧插针设置在伸缩气缸端部，通过摆动伸缩气缸来控制弹簧插针和触点接触和断开。

进一步地，该档案管理机器人的机器臂端部设有柔性支架和安装在柔性支架端部的若干真空吸盘，真空吸盘中设有真空发生器。

进一步地，该档案管理机器人还包括与控制模块连接的无线传输模块，无线传输模块与外部终端通讯连接。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型的档案管理机器人设置多个模块，机器臂设置柔性支架和真空吸盘能够提高档案管理的效率和准确率；充电管理装置能够避免一般插针配合不精确易折断等问题，实现自动保持可靠电量；档案架可容纳多个档案并监控其容纳状态，提高其工作效率，节约往复运动成本。另外，可能够实现自动精准定位，并通过环境监测模块，实现对档案馆内部环境的检测与报警。

附图说明

图1为档案管理机器人的各模块连接图；

图2为档案管理机器人的立体结构图；

图3为档案管理机器人的侧面结构图；

图4为充电装置的内部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述：

如图1所示，本实用新型公开的一种档案管理机器人，包括控制模块、档案架1、机器臂2、人体感应模块3、AGV小车4、定位模块5、档案识别模块6、图像识别模块10、语音识别模块、电池管理模块9、环境监测模块和无线传输模块。其中，控制模块包括用于接收其他各模块的信息并控制其他各模块运行的ARM控制器；

如图2、3所示，控制模块位于机器人的身体内部，档案架1与控制模块电连接，向控制模块传输档案夹取状态信息。档案架包括L型书槽101和转向机构 102，书槽L型的设计可以放置多个档案；转向机构响应于控制模块的指令，可以将L型书槽转动90度，从如图2所示的位置水平顺时针转动90度，将L型书槽面向管理员。L型书槽背面安装有若干光电传感器103，可用于判定特定档案加上的档案是放置在对应位置还是被取走状态。

机器臂2与控制模块电连接，机械臂2主体采用的是一个六自由度的机器臂，可多个方向活动，机器臂的自由端设有柔性支架201以及安装在柔性支架 201上的若干真空吸盘202，柔性支架201可多角度变形，方便灵活触及档案盒；真空吸盘内设真空器与控制模块电连接，通过真空发生器可产生-80Kpa的真空，轻松吸取档案盒。

AGV小车4安装在智能档案管理机器人的底部，是装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输小车。响应于控制模块的控制，AGV小车带动机器人移动。AGV小车搭载两个激光扫描雷达传感器，车上的导航系统不断地从导航设施中获得数据，由定位计算机算出AGV当前在全局坐标系中的X、Y坐标，和当前行驶方向与该坐标系X轴的夹角，实现准确定位和定向，可以实现自动建图功能。在本实用新型中，为了提高机器人抓取档案的精确度，在AGV小车上安装有定位模块。该定位模块包括相机和两个具有测距功能的位移传感器，相机可用于实时向控制模块提供Y、Z面的定位，二位移传感器用于提供X轴的位置。采用两个激光位移传感器测距可以通过有效的三角算法得到一个精确的一维距离，进而再通过相机视觉实现一个成熟精准的二维定位。定位模块的相机和位移传感器分别与控制模块相连，向控制模块传输位置信息，以此可便于控制模块对机器臂发出更准确的操作指令，提高档案取放的精确度。在本实用新型的一实施例中，定位模块的相机可采用海康威视的CH系列GigE工业面阵相机，定位模块的位移传感器采用基恩士的高速、高精度激光位移传感器LK-G405。

档案识别模块为安装在机器臂2末端的信息码读取装置6，其需与固定位置印有信息码的档案盒配合使用，信息码的信息与档案盒内档案一一对应并存储于后台数据库中。

图像识别模块设置于档案管理机器人的头部，包括双目相机和罩于双目相机外的半透明半球状结构，双目相机具有内部集成相应算法能够进行人脸识别和现场视频监控的功能。图像识别模块和控制模块之间有串口连接，可将图片信息或视频信息通过无线传输模块传输到外部终端。在本实用新型的一实施例中，双目相机可采用人脸抓拍机，例如宜坤AI人脸抓拍防爆探头、华为X1281-F人脸抓拍枪型摄像机。

人体感应模块3可采用热红外传感器，其被设置在机器人头顶上。人体感应模块与控制模块连接，将其感应到的信息反馈给控制模块。在本实用新型的实施例中，热红外传感器可选用广角人体动态传感器。

电池管理模块9包括充电装置、充电管理电路和电池，电池和充电装置设置于机器人底部，而电池管理电路设置于机器人身体内部；电池管理电路与充电装置及电池有电连接，同时也与控制模块连接。电池充电管理电路可以实时监控机器人的剩余电量，并将剩余电量信息反馈给控制模块：当电量不足时可以通过发送信号给控制模块，来控制充电装置进行充电动作。如图4所示，此处的充电装置将充电的弹簧插针912设置在伸缩气缸911端部，通过摆动伸缩气缸911来控制弹簧插针912和弹簧触点913接触和断开，其中914为连接板，915为绝缘保护模块。弹簧插针922是一种可以有较大接触误差的软连接，这样既可以避免一般插针被折断的问题也可以有效避免装置动作误差导致接触不良等问题。

环境监测模块设置在档案机器人身体内部，与控制模块电连接，其表面设有封口以供与外界空气联通。环境监测模块主要采用一块stm32芯片作为主控芯片，通过串口连接控制模块的控制芯片实现实时交互环境数据。其通过读取温湿度传感器，CO2传感器，PM25传感器并将读取的数据转为对应环境参数数值，通过串口将值传给ARM控制器，通过控制模块处理打包后通过无线传输模块定时上报到外部终端。

语音识别模块主要采用智能语音芯片LD3320通过单片机控制电子电路构成集成在一块电路板上安装在档案管理机器人的头部。如图2所示，在智能档案管理机器人头部设有语音接收器风口7和扩音器风口8、对应安装语音接受器和扩音器。通过语音接收器接收外部声音将其传输至控制模块，由控制模块针对声音信息给出对应动作控制。

在本实用新型的另一实施例中，环境监测模块包含一个特制报警器，该报警器可以采用蜂鸣器，当环境参数达到一定阀值时，控制模块会向该蜂鸣器发出指令，出发蜂鸣器报警，并通过扩音器风口扩音警示。

本实用新型的档案管理机器人在初次开机后会自动初始化一些通讯接口，内存数据以及硬件配置。电池管理模块自检是否需要充电，不需要充电则移动至工作点等待外部触发命令。需要充电则会移动至充电点，打开充电气缸推动弹簧插子接触外部电站的充电触点。

工作时，机器人移动至工作点，当其热红外传感器感应到面前有人或听到外部声音指令时，会触发图像识别模块，识别通过后会根据其接到的指令进行执行操作。当接到取档案指令后，机器人会从后台数据库读到档案对应信息然后根据地图信息运动到对应档案抓取点，通过定位模块调整自身的抓取姿势，再通过档案识别模块判定档案信息和命令对应的档案是否一致，如果一致，控制模块控制机器臂靠近并启动真空器进行吸取，吸取档案后将档案放入档案架的L型档案槽内，档案架上的光电传感器会实时向控制模块反馈L型档案槽的容纳情况。当档案架内档案已满时，档案架会顺时针旋转90度，L型书槽向外，移动到工作点等待工作人员取走档案。在整个行驶过程中图像识别模块会采集档案机器人前面的视频信通过无线传输模块发送至外部终端。同时环境监测模块持续检测工作环境质量并通过控制模块反馈至外部终端。放回动作正好相反，工作人员将档案放入到档案架上，档案管理机器人监测到档案后会将档案放置会对应档案架位置。当没有抓取或归还档案任务且电量充足时，档案管理机器人会启动盘点纠错任务，去扫描档案架上的档案是否没有归还或者放置错误。

Claims (9)

1.一种档案管理机器人，其特征在于：包括

控制模块，所述控制模块包括用于接收各模块的信息并控制各模块运行的控制器；

机器臂，所述机器臂与控制模块电连接，并响应于控制模块的控制进行档案抓取；

档案架，所述档案架与所述控制模块电连接，向所述控制模块传输档案夹取状态信息；

环境监测模块，所述环境监测模块设有控制芯片和传感器，通过串口连接所述控制模块；

移动模块，所述移动模块包括AGV运载小车，用于根据控制模块指令信息带动档案机器人移动；

档案识别模块，所述档案识别模块包括设置于机器臂末端的二维码读取装置；

电池管理模块，所述电池管理模块包括充电装置、充电管理电路和电池，所述电池管理电路与充电装置及电池有电连接，响应于控制模块的指令以控制电池充放电。

2.根据权利要求1所述的档案管理机器人，其特征在于，还包括与控制模块连接的人体感应模块，所述人体感应模块包括热红外传感器。

3.根据权利要求2所述的档案管理机器人，其特征在于，还包括与控制模块连接的图像识别模块，所述图像识别模块包括双目相机和罩于双目相机外的半透明半球状结构；响应于控制模块发出的人体感应指令，该模块进行图像识别。

4.根据权利要求1所述的档案管理机器人，其特征在于，还包括定位模块，所述定位模块包括相机和两个具有测距功能的位移传感器，相机和位移传感器分别与控制模块连接。

5.根据权利要求1所述的档案管理机器人，其特征在于，所述档案架采用外侧连接转向装置的L型结构，所述档案架外侧设有与所述控制模块电连接的光电传感器。

6.根据权利要求1所述的档案管理机器人，其特征在于，所述环境监测模块设置的传感器包括温度传感器、湿度传感器，CO₂传感器，PM2.5传感器。

7.根据权利要求1所述的档案管理机器人，其特征在于，所述充电装置的充电弹簧插针设置在伸缩气缸端部，通过摆动伸缩气缸来控制弹簧插针和触点接触和断开。

8.根据权利要求1所述的档案管理机器人，其特征在于，所述机器臂端部设有柔性支架和安装在柔性支架端部的若干真空吸盘，所述真空吸盘中设有真空发生器。

9.根据权利要求1-8中任一权利要求所述的档案管理机器人，其特征在于，还包括与控制模块连接的无线传输模块，所述无线传输模块与外部终端通讯连接。