一种垃圾收集机器人

1.本技术涉及机器人技术领域,具体涉及一种垃圾收集机器人。


背景技术：

2.垃圾中含有大量的细菌病毒,它们可以通过与身体接触进入我们体内,造成感染、传播疾病、危害健康。因此，若还坚持人工收集公共场所掉落的垃圾，务必会增加传播几率；此外，人工收集垃圾垃圾还存在着浪费人力物力等问题。
3.目前，针对上述问题已出现了垃圾收集装置或机器人，虽然可捡取垃圾，但是或多或少都存在着垃圾收集桶难以更换的问题，此问题亟待进行解决。


技术实现要素：

4.鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种垃圾收集机器人。
5.本技术提供一种垃圾收集机器人，包括底盘和连接板；所述连接板上设有垃圾回收组件，与所述底盘之间通过对接组件可拆卸连接；所述底盘上对应所述对接组件设有可伸缩的电子锁，用于限制所述对接组件分离；所述电子锁与主控制器连接，通过按钮开关控制伸缩。
6.进一步的，所述对接组件包括对接杆和对接块；所述对接块上对应所述对接杆设有卡槽；所述卡槽内对应所述对接杆设有弹簧和锁紧拉杆；所述弹簧位于所述卡槽的底部，用于驱动所述对接杆自复位；所述锁紧拉杆一端铰接在所述卡槽的底部，一端设有与铰接轴平行的卡头；所述对接杆上对应所述卡头设有呈w型的滑槽。
7.进一步的，所述对接杆上还设有关于轴线对称的限位块；所述滑槽位于所述限位块上；所述对接块上对应所述限位块设有匹配的限位槽。
8.进一步的，所述电子锁的伸缩方向与对接杆垂直；所述对接杆上对应所述电子锁设有匹配的销孔。
9.进一步的，所述垃圾回收组件包括垃圾桶；所述连接板上对应所述垃圾桶设有安装座；所述安装座内对应所述垃圾桶设有与所述主控制器连接的压力传感器模块。
10.进一步的，所述底盘上还设有机械臂和摄像头模块；所述摄像头模块与主控制器连接，用于对垃圾进行识别；所述机械臂也与所述主控制器连接，用于拾取所述垃圾。
11.进一步的，所述底盘上还设有超声波传感器；所述超声波传感器通过旋转舵机安装在所述底盘上，与所述主控制器连接，用于识别路况。
12.进一步的，还包括行走机构；所述行走机构包括安装在所述底盘下方的麦克纳姆轮；所述麦克纳姆轮安装在所述底盘上，通过电机独立驱动。
13.进一步的，还包括定位模块；所述定位模块安装在所述底盘上，与所述主控制器连接，用于所述机器人定位。
14.进一步的，还包括供电模块；所述供电模块包括电池；所述电池安装在所述底盘的底部。
15.本技术具有的优点和积极效果是：
16.本技术方案通过将垃圾回收组件安装在连接板上，使之与底盘相互独立，从而利用对接组件即可完成快速拆装；再配合可伸缩的电子锁，能够有效对对接组件进行锁死，起到保险作用；同时，电子锁与主控制器连接，通过按钮开关便可控制电子锁伸缩，方便操作。
附图说明
17.图1为本技术实施例提供的垃圾收集机器人的结构示意图；
18.图2为本技术实施例提供的垃圾收集机器人的底部的结构示意图；
19.图3为本技术实施例提供的垃圾收集机器人的对接块的结构示意图；
20.图4为本技术实施例提供的垃圾收集机器人的对接杆的结构示意图。
21.图中所述文字标注表示为：100-底盘；101-电子锁；110-对接块；111-锁紧拉杆；112-弹簧；113-连接片；120-机械臂；130-摄像头模块；140-麦克纳姆轮；150-电机；151-电池；160-超声波传感器；161-旋转舵机；200-连接板；210-对接杆；211-滑槽；212-限位块；220-垃圾桶；230-安装座；240-万向轮。
具体实施方式
22.为了使本领域技术人员更好地理解本技术的技术方案，下面结合附图对本技术进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本技术的保护范围有任何的限制作用。
23.请参考图1-4，本实施例提供一种垃圾收集机器人，包括底盘100和连接板200；连接板200用于安装垃圾回收组件，从而使垃圾回收组件与底盘100分离，便于更换。
24.在一优选实施例中，连接板200位于底盘100的一侧，通过对接组件与底盘100连接；对接组件包括安装在连接板200上的对接杆210和安装在底盘100上的对接块110；对接杆210与对接块110插拔连接，对接块110上对应对接杆210设有匹配的卡槽。
25.优选的，卡槽内对应对接杆210设有弹性件；弹性件包括安装在卡槽底部的弹簧112，弹簧112的另一端连接有连接片113；连接片113抵在对接杆210上，用于对连接杆210提供沿径向的推力。
26.优选的，卡槽内对应对接杆210还设有锁紧拉杆111；锁紧拉杆111包括主杆和卡头；卡头垂直安装在主杆上，位于主杆的一端处；主杆远离卡头的一端铰接在卡槽的底部，铰接轴与卡头平行。
27.优选的，对接杆210上对应卡头设有呈w型的滑槽211，对接杆210插入卡槽时，弹簧112被压缩，同时卡头滑入滑槽211；对接杆210完全插入时，卡头受滑槽211引导进入转弯区；对接杆210撤去外力后，弹簧112复位，对接杆210外滑，此时，卡头会进入滑槽211的第二个转弯区，从而阻止对接杆210继续外滑，实现锁紧功能；当外部再对对接杆210施加压力时，对接杆210继续压缩弹簧112，卡头进入第三转弯区，此时，再撤销外力，弹簧112即可将对接杆210弹出卡槽，从而实现解锁功能。
28.在一优选实施例中，底盘100上对应对接组件还设有电子锁101，用于限制对接杆210和对接块110分离，起到保险作用；电子锁101包括可伸缩的锁杆，伸缩方向与对接杆210垂直；对接杆210上对应锁杆设有匹配的销孔。
29.优选的，电子锁101与主控制器连接，通过按钮开关控制伸缩；按钮开关共设有两个，分别控制电子锁101的伸和缩；主控制器芯片的型号为stm32h743iit6；电子锁型号是ly-01。
30.在一优选实施例中，对接杆210上还设有关于轴线对称的限位块212；对接块110上对应限位块212设有匹配的限位槽；限位槽与卡槽连接，用于限制对接杆212的滑入角度，从而确保锁紧拉杆111与滑槽211正常对接。
31.优选的，滑槽211设置在限位块212上，锁紧拉杆111对应设置在限位槽内。
32.在一优选实施例中，垃圾回收组件包括垃圾桶220；连接板200上对应垃圾桶220设有安装座230；安装座230既能方便垃圾桶220安装，又能限制垃圾桶220的位置，从而确保垃圾投放的准确性。
33.优选的，安装座230内还设有压力传感器模块，用于检测垃圾桶220内垃圾的重量；压力传感器模块置于安装座230之内，垃圾桶220的底面之下，与垃圾桶220的底面相接触；当垃圾的重量达到设置值后，机器人会自动前往指定位置，更换垃圾桶220；垃圾桶220的更换方式为整体更换，只需将连接板200拆下，此过程方便快捷，操作简单。
34.优选的，压力传感器模块与主控制器连接，由型号为yzc131的称重传感器模块和型号为hx711的ad模块构成；具体工作过程如下：
35.称重传感器模块将采集到的垃圾桶内的压力信号转化为电压信号，电压信号经ad模块转换成数字信号被送入到主控制器中，该数字量与实际压力值有固定的线性关系，如：反馈的数字量为1200，数字量与压力值的比值为400，则可得出该压力值为0.03n，因该压力为物体重力所产生的，所以该物体质量为3g；根据此关系，主控制器即可根据数字量得出实际的压力值。
36.优选的，连接板200的底部安装有万向轮240；拆装连接板200时，只需推动连接板200即可，无需提供其他方向的力，更加便于操作。
37.在一优选实施例中，底盘100通过行走机构驱动；行走机构包括四个麦克纳姆轮140；四个麦克纳姆轮140分别安装在底盘100的下方，通过四个电机150独立驱动。
38.优选的，电机150通过电池151供电；电池151安装在底盘100上，位于底盘100的下方。
39.优选的，行走机构通过超声波传感器160识别路况；超声波传感器160位于底盘100沿行进方向的前端处，通过旋转舵机161与底盘100连接；旋转舵机161能够控制超声波传感器160相对转动，从而识别更大角度的路况。
40.优选的，电机150和超声波传感器160分别与主控制器连接；超声波传感器160的型号为hc-sr04；电机150为直流减速电机，型号是jgb37-520；主控制器通过接受超声波传感器160的信号后，控制电机150转动，从而进行避障行走；具体过程如下：
41.超声波传感器向主控制器反馈其正前方的障碍物的距离信息，工作时，主控制器向超声波传感器发一个 10us 以上的高电平，就可以在接收口等待高电平输出，一有输出就可以开定时器计时，当此口变为低电平时就可以读定时器的值,此时就为此次测距的时间，再根据公式，距离=（高电平时间*声速（340m/s））/2 ，方可算出距离；主控制器控制旋转舵机旋转超声波传感器，因此主控制器即可获取多角度的前方障碍物距离信息；如，可以获得至少前方两个角度的障碍物距离信息，进而得知前方路况，在获取完路况信息后，主控制
器能够将其所获得的至少前方两个角度的障碍物距离信息进行比较，如：
42.角度1，障碍物距离信息50mm。
43.角度2，障碍物距离信息100mm。
44.主控制器即可控制电机150转向行走避开前方距离近的障碍物，如角度1，行走前方障碍物距离较远的路线，如角度2。
45.在一优选实施例中，底盘100上还设有用于拾取垃圾的机械臂120；机械臂120通过摄像头模块130对行进路线上的垃圾进行识别，拾取后会将垃圾放入到垃圾桶220中。
46.优选的，摄像头模块130安装在底盘100上，位于底盘100沿前进方向的前端处。
47.优选的，摄像头模块130和机械臂120分别与主控制器连接；摄像头模块130的型号为openmv4；机械臂120的名称为drearm-yi，机械臂控制器芯片型号为atmega328p；主控制器通过接受摄像头模块130的信号后，控制机械臂120对垃圾进行拾取。
48.识别过程：摄像头模块上的控制器将摄像头模块上的摄像头采集到的图像数据送入提前训练好的tensorflow lite神经网络模型中，摄像头模块上的控制器会得出识别结果以及准确率，当准确率超过一定阈值后，即可判断出图像中是否包含垃圾。若包含垃圾，即向主控制器发送信息，告知主控制器垃圾的一些信息，如垃圾在图像中所处坐标等。
49.摄像头模块上的控制器通过摄像头模块上的摄像头采集的图像信息先进行粗略的距离计算，并将粗略测得的距离数据发送至主控制器。
50.若前方道路视野中一定距离内无障碍物出现，主控制器不启动超声波模块进行避障；
51.若前方道路距离车身一定距离内即有障碍物出现，则启动超声波模块并结合其下方舵机进行避障，具体过程如上所示。
52.具体地，一定距离为设定的阈值，可以人为设定。
53.主控制器根据规划的路线行走，在这过程中，摄像头模块上的控制器根据摄像头模块上的摄像头采集的图像信息进行距离计算及垃圾识别，若前方有垃圾需要捡取，则主控制器偏离规划的路线，先进行捡垃圾的操作，捡完垃圾后，主控制器控制机器人回到原规划路线，在这过程当中，均进行着行走避障。
54.在一优选实施例中，底盘100上还安装有型号为atgm332d的定位模块；定位模块与主控制器连接，用于机器人定位；主控制器通过定位模块的数据确定自己所处位置，然后通过在主控制器中下载的地图数据和路线数据进行导航，控制电机使得机器人按照规划路线进行行走。
55.本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想。以上所述仅是本技术的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本技术的保护范围。