CN218576214U - 可回环检测的多传感器融合自主定位机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机器人领域，尤其是可回环检测的多传感器融合自主定位机器人。该机器人包括底盘、摄像机、摄像机朝向调整机构、摄像机高度调整机构、存物箱、物品防撞机构、物品传送机构、牵引机构、顶部遮罩机构、激光雷达、缓冲机构、控制机构、陀螺仪，所述底盘上安装有摄像机朝向调整机构、存物箱、顶部遮罩机构、陀螺仪，摄像机朝向调整机构上安装有摄像机高度调整机构。本实用新型通过摄像机、激光雷达配合控制机构来获取周边环境的信息，并进行线路的计算规划。通过摄像机朝向调整机构和摄像机高度调整机构来提高获取周边环境信息的范围。通过存物箱及物品防撞机构、物品传送机构来实现物品的存取。本申请提高了机器人的移动效率。

Description

可回环检测的多传感器融合自主定位机器人

技术领域

本实用新型涉及机器人领域，尤其是可回环检测的多传感器融合自主定位机器人。

背景技术

移动机器人是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。但是现有的机器人的感应周围环境的手段单一，因此线路规划及移动的效率较低。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了解决背景技术中描述的技术问题，本实用新型提供了一种可回环检测的多传感器融合自主定位机器人。通过摄像机、激光雷达配合控制机构来获取周边环境的信息，并进行线路的计算规划。通过摄像机朝向调整机构和摄像机高度调整机构来提高获取周边环境信息的范围。通过存物箱及物品防撞机构、物品传送机构来实现物品的存取。本申请提高了机器人的移动效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种可回环检测的多传感器融合自主定位机器人，包括底盘、摄像机、摄像机朝向调整机构、摄像机高度调整机构、存物箱、物品防撞机构、物品传送机构、牵引机构、顶部遮罩机构、激光雷达、缓冲机构、控制机构、陀螺仪，所述底盘上安装有摄像机朝向调整机构、存物箱、顶部遮罩机构、陀螺仪，摄像机朝向调整机构上安装有摄像机高度调整机构，摄像机高度调整机构上安装有摄像机，存物箱内安装有物品防撞机构和物品传送机构，底盘四周分布有数个激光雷达，底盘前端安装有缓冲机构，底盘后端安装有牵引机构，摄像机、摄像机朝向调整机构、摄像机高度调整机构、物品传送机构、激光雷达、陀螺仪均电连接在控制机构上。

具体地，所述摄像机为双目相机,摄像机高度调整机构上固定有防护壳，摄像机置于防护壳内，防护壳前端开口处铰接有透明挡板。

具体地，所述摄像机朝向调整机构为旋转工作台。

具体地，所述摄像机高度调整机构由齿条、齿轮、齿轮旋转电机、导杆、升降板、基座组成，基座固定在摄像机朝向调整机构上，齿轮旋转电机的机体固定在基座内，升降板底部固定有齿条和导杆，导杆与齿条均滑配连接在基座上，齿轮旋转电机的输出轴上固定有齿轮，齿轮与齿条相啮合，摄像机固定在升降板上。

具体地，所述物品防撞机构由升降电缸缸、调宽座、夹板组成，升降电缸缸的缸体固定在存物箱上，升降电缸缸的活塞杆上固定有调宽座，调宽座的两个滑座上均固定有夹板。

具体地，所述物品传送机构由水平直线模组、皮带输送机组成，水平直线模组的缸体固定在存物箱内，皮带输送机的机架滑配连接在存物箱内，皮带输送机的机架固定在水平直线模组的滑座上。

具体地，所述牵引机构由收卷辊、挂钩、绳体组成，绳体一端连接在收卷辊上，绳体另一端连接在挂钩上。

具体地，所述顶部遮罩机构由支撑架和防水膜组成，防水膜固定在支撑架上，支撑架固定在底盘上。

具体地，所述控制机构为Nano开发板，Nano开发板上搭载有NVIDIA显卡，NVIDIA显卡与摄像机电连接。

具体地，所述缓冲机构为橡胶气囊，底盘为麦克纳姆轮底盘或履带底盘。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种可回环检测的多传感器融合自主定位机器人。通过摄像机、激光雷达配合控制机构来获取周边环境的信息，并进行线路的计算规划。通过摄像机朝向调整机构和摄像机高度调整机构来提高获取周边环境信息的范围。通过存物箱及物品防撞机构、物品传送机构来实现物品的存取。本申请提高了机器人的移动效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图中1.底盘，2.摄像机，3.摄像机朝向调整机构，4.摄像机高度调整机构，

5.存物箱,6.物品防撞机构，7.物品传送机构，8.牵引机构，9.顶部遮罩机构，10.激光雷达，11.缓冲机构，12.防护壳，13.透明挡板，41.

齿条，42.齿轮，43.齿轮旋转电机，44.导杆，45.升降板，46.基座，61.升降电缸缸，62.调宽座，63.夹板，71.水平直线模组，72.皮带输送机，81.收卷辊，82.挂钩，83.绳体，91.支撑架，92.防水膜。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

图1是本实用新型的结构示意图。

一种可回环检测的多传感器融合自主定位机器人，包括底盘1、摄像机2、摄像机朝向调整机构3、摄像机高度调整机构4、存物箱5、物品防撞机构6、物品传送机构7、牵引机构8、顶部遮罩机构9、激光雷达10、缓冲机构11、控制机构、陀螺仪，所述底盘1上安装有摄像机朝向调整机构3、存物箱5、顶部遮罩机构9、陀螺仪，摄像机朝向调整机构3上安装有摄像机高度调整机构4，摄像机高度调整机构4上安装有摄像机2，存物箱5内安装有物品防撞机构6和物品传送机构7，底盘1四周分布有数个激光雷达10，底盘1前端安装有缓冲机构11，底盘1后端安装有牵引机构8，摄像机2、摄像机朝向调整机构3、摄像机高度调整机构4、物品传送机构7、激光雷达10、陀螺仪均电连接在控制机构上。

摄像机2为双目相机,摄像机高度调整机构4上固定有防护壳12，摄像机2置于防护壳12内，防护壳12前端开口处铰接有透明挡板13。

防护壳12能够有效保护摄像机2，避免受到外物冲击，透明挡板13可以在不妨碍摄像机2获取图像的同时，将防护壳12封闭在防护壳12内。

摄像机朝向调整机构3为旋转工作台。旋转工作台可以驱使摄像机2在水平面进行360度旋转。

摄像机高度调整机构4由齿条41、齿轮42、齿轮旋转电机43、导杆44、升降板45、基座46组成，基座46固定在摄像机朝向调整机构3上，齿轮旋转电机43的机体固定在基座46内，升降板45底部固定有齿条41和导杆44，导杆44与齿条41均滑配连接在基座46上，齿轮旋转电机43的输出轴上固定有齿轮42，齿轮42与齿条41相啮合，摄像机2固定在升降板45上。

齿轮旋转电机43驱使齿轮42旋转，旋转的齿轮42会驱使与之啮合的齿条41直线上下移动，这样就可以推动摄像机2上下直线移动。通过让摄像机2旋转及升降，从而大幅度提高了获取周围环境图像信息的效率。

物品防撞机构6由升降电缸缸61、调宽座62、夹板63组成，升降电缸缸61的缸体固定在存物箱5上，升降电缸缸61的活塞杆上固定有调宽座62，调宽座62的两个滑座上均固定有夹板63。

当装载的物品置于存物箱5内时，升降电缸缸61驱使调宽座62升降，使得物品位于两个夹板63之间，此时调宽座62驱使两个夹板63夹住物品，这样就可以防止物品在存物箱5内晃动，避免了物品与存物箱5发生碰撞。

调宽座62由电机、正反螺纹丝杆、螺母、滑座、缸体组成，缸体内转动连接有正反螺纹丝杆，正反螺纹丝杆一端固定在电机的输出轴上，正反螺纹丝杆的正螺纹段和反螺纹段上均螺纹连接有螺母，两个螺母分别固定在滑座上，两个滑座均滑配连接在缸体上，电机驱使正反螺纹丝杆旋转，正反螺纹丝杆上的两个螺母会分别带动两个滑座朝相反或相对的方向移动，实现两个夹板63的开合。

物品传送机构7由水平直线模组71、皮带输送机72组成，水平直线模组71的缸体固定在存物箱5内，皮带输送机72的机架滑配连接在存物箱5内，皮带输送机72的机架固定在水平直线模组71的滑座上。

水平直线模组71可以驱使皮带输送机72水平移动，从而实现皮带输送机72部分移出存物箱5或完全收回存物箱5。当物品要移出存物箱5时，水平直线模组71驱使皮带输送机72往外移动，使得皮带输送机72的出料端移出存物箱5，最后皮带输送机72的皮带将物品水平传送。

牵引机构8由收卷辊81、挂钩82、绳体83组成，绳体83一端连接在收卷辊81上，绳体83另一端连接在挂钩82上。挂钩82可以勾住其他拖行物，从而利用移动机器人来拖行物体。

顶部遮罩机构9由支撑架91和防水膜92组成，防水膜92固定在支撑架91上，支撑架91固定在底盘1上。防水膜92可以为整个移动机器人提供防雨遮蔽。

控制机构为Nano开发板，Nano开发板上搭载有NVIDIA显卡，NVIDIA显卡与摄像机2电连接。

缓冲机构11为橡胶气囊，底盘1为麦克纳姆轮底盘或履带底盘。

本申请可以通过摄像机2观测到周围环境视觉特征点，通过激光雷达10观测到激光点云，通过陀螺仪采集到角度信息，将采集到的信息传送至控制机构中建立图优化框架，对三种传感器信息进行融合优化。当移动机器人获得了周围环境特征信息及运动特征信息后，通过控制机构计算出多个候选回环位置分别对应的回环检测置信参数，并将回环检测置信参数大于预设阈值的候选回环位置确定为回环检测结果。通过回环检测。使用SLAM算法的图优化方式进行建图，从而实现回环检测。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种可回环检测的多传感器融合自主定位机器人，其特征是，包括底盘(1)、摄像机(2)、摄像机朝向调整机构(3)、摄像机高度调整机构(4)、存物箱(5)、物品防撞机构(6)、物品传送机构(7)、牵引机构(8)、顶部遮罩机构(9)、激光雷达(10)、缓冲机构(11)、控制机构、陀螺仪，所述底盘(1)上安装有摄像机朝向调整机构(3)、存物箱(5)、顶部遮罩机构(9)、陀螺仪，摄像机朝向调整机构(3)上安装有摄像机高度调整机构(4)，摄像机高度调整机构(4)上安装有摄像机(2)，存物箱(5)内安装有物品防撞机构(6)和物品传送机构(7)，底盘(1)四周分布有数个激光雷达(10)，底盘(1)前端安装有缓冲机构(11)，底盘(1)后端安装有牵引机构(8)，摄像机(2)、摄像机朝向调整机构(3)、摄像机高度调整机构(4)、物品传送机构(7)、激光雷达(10)、陀螺仪均电连接在控制机构上。

2.根据权利要求1所述的可回环检测的多传感器融合自主定位机器人，其特征在于：所述摄像机(2)为双目相机,摄像机高度调整机构(4)上固定有防护壳(12)，摄像机(2)置于防护壳(12)内，防护壳(12)前端开口处铰接有透明挡板(13)。

3.根据权利要求1所述的可回环检测的多传感器融合自主定位机器人，其特征在于：所述摄像机朝向调整机构(3)为旋转工作台。

4.根据权利要求3所述的可回环检测的多传感器融合自主定位机器人，其特征在于：所述摄像机高度调整机构(4)由齿条(41)、齿轮(42)、齿轮旋转电机(43)、导杆(44)、升降板(45)、基座(46)组成，基座(46)固定在摄像机朝向调整机构(3)上，齿轮旋转电机(43)的机体固定在基座(46)内，升降板(45)底部固定有齿条(41)和导杆(44)，导杆(44)与齿条(41)均滑配连接在基座(46)上，齿轮旋转电机(43)的输出轴上固定有齿轮(42)，齿轮(42)与齿条(41)相啮合，摄像机(2)固定在升降板(45)上。

5.根据权利要求4所述的可回环检测的多传感器融合自主定位机器人，其特征在于：所述物品防撞机构(6)由升降电缸缸(61)、调宽座(62)、夹板(63)组成，升降电缸缸(61)的缸体固定在存物箱(5)上，升降电缸缸(61)的活塞杆上固定有调宽座(62)，调宽座(62)的两个滑座上均固定有夹板(63)。

6.根据权利要求1所述的可回环检测的多传感器融合自主定位机器人，其特征在于：所述物品传送机构(7)由水平直线模组(71)、皮带输送机(72)组成，水平直线模组(71)的缸体固定在存物箱(5)内，皮带输送机(72)的机架滑配连接在存物箱(5)内，皮带输送机(72)的机架固定在水平直线模组(71)的滑座上。

7.根据权利要求1所述的可回环检测的多传感器融合自主定位机器人，其特征在于：所述牵引机构(8)由收卷辊(81)、挂钩(82)、绳体(83)组成，绳体(83)一端连接在收卷辊(81)上，绳体(83)另一端连接在挂钩(82)上。

8.根据权利要求1所述的可回环检测的多传感器融合自主定位机器人，其特征在于：所述顶部遮罩机构(9)由支撑架(91)和防水膜(92)组成，防水膜(92)固定在支撑架(91)上，支撑架(91)固定在底盘(1)上。

9.根据权利要求1所述的可回环检测的多传感器融合自主定位机器人，其特征在于：所述控制机构为Nano开发板，Nano开发板上搭载有NVIDIA显卡，NVIDIA显卡与摄像机(2)电连接。

10.根据权利要求1所述的可回环检测的多传感器融合自主定位机器人，其特征在于：所述缓冲机构(11)为橡胶气囊，底盘(1)为麦克纳姆轮底盘或履带底盘。

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