CN210148081U - 一种自主寻光充电智能家用机器人 - Google Patents
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Abstract
一种自主寻光充电智能家用机器人，包括环形底座组件、环形机壳组件、环形机顶组件和控制器；本实用新型采用的环形底座组件采用旋转对称排布的方式安装车轮，可以使机器人在寻光过程中，更加精准的移动至目标区域，同时能耗更低；本实用新型的环形机壳组件采用12个光强传感器，对周围环境的光强信息进行360度的收集和分析，识别效率以及准确率更高，便于本实用新型排除室内灯光的干扰，找到太阳光照区域进行太阳能充电；本实用新型采用的环形机顶组件，当机器人抵达光照区域后，通过舵机的转动，第一连杆展开，驱动第一太阳能板和第二太阳能板从滑槽中伸出，进行充电，充电完毕后收回，有效的节省了机器人的占用空间。
Description
技术领域
本实用新型属于家用智能机器人技术领域，具体涉及一种自主寻光充电智能家用机器人。
背景技术
随着家用智能机器人的普及，一些家用智能机器人的问题也逐渐显现，能耗大违背了可持续绿色发展的原则、充电繁琐需要人为充电等问题逐渐显现，针对这些问题，目前没有合理有效的解决方案。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的问题,本实用新型提供一种自主寻光充电智能家用机器人，技术方案如下：
一种自主寻光充电智能家用机器人，包括环形底座组件、环形机壳组件、环形机顶组件和控制器；
所述环形底座组件包括呈圆形的底板，所述底板顶部装配有四个电机支座，四个电机支座在底座上呈旋转对称排布，四个电机支座分别固定装配有驱动电机，四个驱动电机的输出端分别装配有车轮，四个车轮均沿底板的径向方向设置，四个车轮锁对应的底板处均开设有车轮孔，四个车轮分别通过车轮孔延伸至底板下方；
所述环形机壳组件包括呈环形的机壳，所述机壳内壁底部圆周阵列设置有十二个光强传感器，十二个光强传感器对应的机壳侧壁处均开设有感光孔；
所述环形机顶组件包括机顶壳、第一连杆、第二连杆和第三连杆，沿机顶壳直径方向开设有滑槽，滑槽内滑动装配有两块第一太阳能板，机顶壳底部装配有舵机，舵机的输出轴与第一连杆的中部固定，第一连杆的两端分别与第二连杆和第三连杆的一端转动装配，第二连杆和第三连杆的另一端分别与两块第一太阳能板转动装配，机顶壳顶部装配有第二太阳能板；
所述控制器安装在环形机壳组件内，包括控制芯片，所述控制芯片分别与驱动电机、光强传感器和舵机电连接，光强传感器将收集到的光强数据传输给控制芯片，控制芯片用于控制驱动电机和舵机转动。
所述环形机壳组件还包括四个激光测距传感器，四个激光测距传感器均布于机壳内壁上，四个激光测距传感器对应的机壳侧壁处均开设有激光孔，四个激光测距传感器分别与控制芯片电连接。
所述环形机壳组件还包括可充电锂电池，机壳侧壁设置有两孔插孔和USB充电孔，可充电锂电池分别与控制芯片、第一太阳能板、第二太阳能板、两孔插孔和USB充电孔电连接。
所述环形机壳组件还包括无线数传模块或蓝牙模块，所述无线数传模块或蓝牙模块与控制芯片电连接。
所述环形机壳组件还包括广角摄像头和传感器，所述广角摄像头设置于机壳内壁上，机壳侧壁对应处开设有摄像孔，广角摄像头和传感器分别与控制芯片电连接。
所述传感器具体包括空气温度传感器，空气湿度传感器、二氧化碳传感器和PM2.5传感器。
所述驱动电机为RF-370系列电机，所述光强传感器为TELESKY光强传感器，所述控制芯片的型号为树莓派3代B+型，所述舵机的型号为MG 996 360°。
所述激光测距传感器的型号为TF-mini ip65，所述传感器的型号为VOC485空气传感器模组。
所述无线数传模块为XRbot Link 4.0，所述蓝牙模块的型号为hc-06，所述广角摄像头的型号为RER-USB8MP02G。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型采用的环形底座组件采用旋转对称排布的方式安装车轮，可以使机器人在寻光过程中，更加精准的移动至目标区域，同时能耗更低。
2、本实用新型的环形机壳组件采用12个光强传感器，对周围环境的光强信息进行360度的收集和分析，识别效率以及准确率更高，便于本实用新型排除室内灯光的干扰，找到太阳光照区域进行太阳能充电；
3、本实用新型采用的环形机顶组件，当机器人抵达光照区域后，通过舵机的转动，第一连杆展开，驱动第一太阳能板和第二太阳能板从滑槽中伸出，进行充电，充电完毕后收回，有效的节省了机器人的占用空间。
4、本实用新型可通过无线数传模块连接家庭局域网，且用户终端(手机/电脑)可通过无线数传模块或蓝牙模块联网对机器人进行操控，同时通过广角摄像头可以看到家里任意位置的实时视频信息，实时环境信息(氧气浓度、二氧浓度、空气湿度等)；
5、本实用新型搭载了可充/放电的锂电池，锂电池支持太阳能充电和Micro USB充电两种充电方式，输出电压可以稳定达到220V功率在50W内，可为小功率电器(手机、电动剃须刀、电动牙刷、台灯、充电手电等等)供电，宛如一个大型的移动电源；
总之，本实用新型一种自主寻光充电智能家用机器人通过机械结构和智能控制相结合，实现了机器人包括室内太阳能能源收集利用，整体的圆柱形结构节省空间，利用清洁能源更加环保，智能化控制使操作更加便利和高效，为解决生活中的问题提供了良好的解决方案。
附图说明
图1是本实用新型提供的环形底座组件的左右二等角轴测示意图；
图2是本实用新型提供的环形机壳组件的上下二等角轴测示意图；
图3是本实用新型提供的机壳的上下二等角轴测示意图；
图4是本实用新型提供的第一级太阳能板运动机构的结构示意图；
图5是本实用新型提供的环形机顶组件的结构示意图；
图6是本实用新型提供的自主寻光充电智能家用机器人的外部结构示意图。
其中：底板1；电机支座2；驱动电机3；车轮4；车轮孔5；机壳6；光强传感器7；感光孔8；机顶壳9；第一连杆10；第二连杆11；第三连杆12；第一太阳能板13；舵机14；第二太阳能板15；激光孔16；摄像孔17；两孔插孔18；USB充电孔19；滑槽20。
具体实施方式
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
如图1至图6所示，本实用新型提供了一种自主寻光充电智能家用机器人，包括环形底座组件、环形机壳组件、环形机顶组件和控制器；
所述环形底座组件包括呈圆形的底板1，所述底板1顶部装配有四个电机支座2，四个电机支座2在底座上呈旋转对称排布，四个电机支座2分别固定装配有驱动电机3，四个驱动电机3的输出端分别通过联轴器装配有车轮4，四个车轮4均沿底板1的径向方向设置，四个车轮4锁对应的底板1处均开设有车轮孔5，四个车轮4分别通过车轮孔5延伸至底板1下方；
所述环形机壳组件包括呈环形的机壳6，所述机壳6内壁底部圆周阵列设置有十二个光强传感器7，十二个光强传感器7对应的机壳6侧壁处均开设有感光孔8，感光孔8的尺寸比光强传感器7尺寸略大，光强传感器7通过感光孔8收集机器人四周的光强信息，优选的，三个光强传感器7为一组，四组光强传感器7分别对应设置在机器人的左前方、右前方、左后方和右后方，通过控制芯片分别计算每组光强传感器7感应的光强值，控制机器人向光强值最大的方向进行移动；
所述环形机顶组件包括机顶壳9、第一连杆10、第二连杆11和第三连杆12，沿机顶壳9直径方向开设有滑槽20，滑槽20内滑动装配有两块第一太阳能板13，机顶壳9底部装配有舵机14，舵机14的输出轴与第一连杆10的中部固定，第一连杆10的两端分别与第二连杆11和第三连杆12的一端转动装配，第二连杆11和第三连杆12的另一端分别与两块第一太阳能板13转动装配，机顶壳9顶部装配有第二太阳能板15；
具体的，第二太阳能板15的中央设置有显示屏和按钮，二者分别与控制芯片电连接，用于与用户交互信息。
环形底座组件与环形机壳组件之间、环形机壳组件与环形机顶组件之间的连接均采用3mm孔径螺丝与放松螺母固定。
所述控制器安装在环形机壳组件内，包括控制芯片，所述控制芯片分别与驱动电机3、光强传感器7和舵机14电连接，光强传感器7将收集到的光强数据传输给控制芯片，控制芯片用于控制驱动电机3和舵机14转动，具体的，控制芯片通过L298N驱动板驱动驱动电机3转动。。
所述环形机壳组件还包括四个激光测距传感器，四个激光测距传感器均布于机壳6内壁上，四个激光测距传感器对应的机壳6侧壁处均开设有激光孔16，激光孔16的尺寸与激光测距传感器的大小一致，激光测距传感器分别通过激光孔16收发激光得到机器人与四周障碍物之间的距离信息，四个激光测距传感器分别与控制芯片电连接。
所述环形机壳组件还包括可充电锂电池，机壳6侧壁设置有两孔插孔18和USB充电孔19，两孔插孔18的尺寸是国际标准尺寸，用于给小功率两孔电器充电，USB充电孔19的尺寸是国际标准MicroUSB接口尺寸，用于机器人在紧急情况下的充电，可充电锂电池分别与控制芯片、第一太阳能板13、第二太阳能板15、两孔插孔18和USB充电孔19电连接。
所述环形机壳组件还包括无线数传模块或蓝牙模块，所述无线数传模块或蓝牙模块与控制芯片电连接。
所述环形机壳组件还包括广角摄像头和传感器，所述广角摄像头设置于机壳6内壁上，机壳6侧壁对应处开设有摄像孔17，摄像孔17具体为一个空心开口的圆柱壳体，圆柱壳体侧面开设有用于穿出摄像头数据线和供电线的小孔，广角摄像头上方的机壳6外壁上设置有LED灯(图略)，用于摄像补光及照明，广角摄像头和传感器分别与控制芯片电连接，用于接收机器人前方的图像信息。
所述传感器具体包括空气温度传感器，空气湿度传感器、二氧化碳传感器和PM2.5传感器。
所述驱动电机3为RF-370系列电机，所述光强传感器7为TELESKY光强传感器，所述控制芯片的型号为树莓派3代B+型，所述舵机14的型号为MG 996 360°。
所述激光测距传感器的型号为TF-mini ip65，所述传感器的型号为VOC485空气传感器模组。
所述无线数传模块为XRbot Link 4.0，所述蓝牙模块的型号为hc-06，所述广角摄像头的型号为RER-USB8MP02G。
本实用新型的工作原理如下：
当自主寻光充电智能家用机器人处于“自主寻光模式”时，机器人通过光强传感器7感知周围环境的光强信息，通过控制器数据对比和分析，得到机器人行进的方向，通过树莓派三代B+型发送指令给L298N驱动板，驱动对应驱动电机3转动；当机器人到达太阳光直射区域时，第二级太阳板产生电流，树莓派三代B+型接收到“已到达太阳光直射区域”的信息后，通过控制舵机14转动，使第一级太阳能板展开，此时第一级太阳能板与第二级太阳能板同步收集太阳能，给电池充电；机器人可以通过两孔插孔18给一些小功率家电充电，必要时也可以通过Micro USB充电口进行紧急充电，电池所储存的能源可以供照明、移动、摄像、通信等等，当电池满电状态时能满足整个机器人72小时用电需求；当机器人通过局域网/蓝牙接收到终端的数据时，树莓派三代B+型解析数据并将其转换为指令发送给它所控制的传感器执行，树莓派三代B+型可以接收机器人上搭载的VOC485空气传感器模组传来的数据信息，并通过局域网/蓝牙发送给终端用户，用户可以看到室内实时的环境信息，及时做出调整；机器人通过广角摄像头收集到的图像信息传输给树莓派三代B+型，树莓派三代B+型根据视觉程序分析提取数据，转化为相应控制指令。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本实用新型精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本权利要求范围当中。
Claims (9)
1.一种自主寻光充电智能家用机器人，其特征在于，包括环形底座组件、环形机壳组件、环形机顶组件和控制器；
所述环形底座组件包括呈圆形的底板，所述底板顶部装配有四个电机支座，四个电机支座在底座上呈旋转对称排布，四个电机支座分别固定装配有驱动电机，四个驱动电机的输出端分别装配有车轮，四个车轮均沿底板的径向方向设置，四个车轮锁对应的底板处均开设有车轮孔，四个车轮分别通过车轮孔延伸至底板下方；
所述环形机壳组件包括呈环形的机壳，所述机壳内壁底部圆周阵列设置有若干个光强传感器，若干个光强传感器对应的机壳侧壁处均开设有感光孔；
所述环形机顶组件包括机顶壳、第一连杆、第二连杆和第三连杆，沿机顶壳直径方向开设有滑槽，滑槽内滑动装配有两块第一太阳能板，机顶壳底部装配有舵机，舵机的输出轴与第一连杆的中部固定，第一连杆的两端分别与第二连杆和第三连杆的一端转动装配，第二连杆和第三连杆的另一端分别与两块第一太阳能板转动装配，机顶壳顶部装配有第二太阳能板；
所述控制器安装在环形机壳组件内，包括控制芯片，所述控制芯片分别与驱动电机、光强传感器和舵机电连接，光强传感器将收集到的光强数据传输给控制芯片，控制芯片用于控制驱动电机和舵机转动。
2.根据权利要求1所述的一种自主寻光充电智能家用机器人，其特征在于，所述环形机壳组件还包括四个激光测距传感器，四个激光测距传感器均布于机壳内壁上，四个激光测距传感器对应的机壳侧壁处均开设有激光孔，四个激光测距传感器分别与控制芯片电连接。
3.根据权利要求2所述的一种自主寻光充电智能家用机器人，其特征在于，所述环形机壳组件还包括可充电锂电池，机壳侧壁设置有两孔插孔和USB充电孔，可充电锂电池分别与控制芯片、第一太阳能板、第二太阳能板、两孔插孔和USB充电孔电连接。
4.根据权利要求3所述的一种自主寻光充电智能家用机器人，其特征在于，所述环形机壳组件还包括无线数传模块或蓝牙模块，所述无线数传模块或蓝牙模块与控制芯片电连接。
5.根据权利要求4所述的一种自主寻光充电智能家用机器人，其特征在于，所述环形机壳组件还包括广角摄像头和传感器，所述广角摄像头设置于机壳内壁上，机壳侧壁对应处开设有摄像孔，广角摄像头和传感器分别与控制芯片电连接。
6.根据权利要求5所述的一种自主寻光充电智能家用机器人，其特征在于，所述传感器具体包括空气温度传感器，空气湿度传感器、二氧化碳传感器和PM2.5传感器。
7.根据权利要求6所述的一种自主寻光充电智能家用机器人，其特征在于，所述驱动电机为RF-370系列电机，所述光强传感器为TELESKY光强传感器，所述控制芯片的型号为树莓派3代B+型，所述舵机的型号为MG 996 360°。
8.根据权利要求7所述的一种自主寻光充电智能家用机器人，其特征在于，所述激光测距传感器的型号为TF-mini ip65，所述传感器的型号为VOC485空气传感器模组。
9.根据权利要求8所述的一种自主寻光充电智能家用机器人，其特征在于，所述无线数传模块为XRbot Link 4.0，所述蓝牙模块的型号为hc-06，所述广角摄像头的型号为RER-USB8MP02G。
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| CN110065052A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-07-30 | 沈阳航空航天大学 | 一种自主寻光充电智能家用机器人 |
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