[发明专利]一种基于人体识别的智能机械臂除尘系统

说明书

技术领域

本发明属于职业卫生技术领域，特别是涉及到一种基于人体识别的智能机械臂除尘系统。

背景技术

在电力行业设备制造企业中，从业人员长期处于较差的空气环境中工作。传统的除尘设备多为简单机械的统一排风管除尘的方式，其吸尘软管和吸尘罩或固定方向，或需要手动调节，不能随着人的移动而改变，除尘效果不好。

因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于人体识别的智能机械臂除尘系统用于解决传统的除尘设备不能随着人的移动而改变，除尘效果不好的技术问题。

一种基于人体识别的智能机械臂除尘系统，包括主控器、机械臂、传感器组件和限位传感器，

所述机械臂包括吸尘罩、机械骨架、机械骨架立杆、伺服电机底座、伺服电机、步进电机、吸尘软管和伺服控制器；所述机械骨架的一端与吸尘罩固定连接，机械骨架的另一端通过转动轴Ⅰ与机械骨架立杆连接；所述机械骨架立杆的下部通过转动轴Ⅱ与伺服电机底座连接；所述伺服电机底座与伺服电机连接；所述伺服电机与伺服控制器连接；所述步进电机至少为两个，其中一个步进电机通过传动链条与所述转动轴Ⅰ连接，另一个步进电机通过传动链条与所述转动轴Ⅱ连接；所述吸尘软管的一端与吸尘罩固定连接，吸尘软管的另一端穿过机械骨架立杆的侧壁下部设置的通孔至机械骨架立杆的外部并与吸气泵连接；

所述传感器组件用于对其检测区域内的人体定位；

所述限位传感器固定安装在吸尘罩上，用于限定吸尘罩的转动角度；

所述主控器与伺服控制器、步进电机、吸气泵、传感器组件以及限位传感器连接，主控器通过伺服控制器和步进电机控制机械臂转向、伸展、定位及防碰撞保护。

所述主控器采用MSP430单片机。

所述吸尘软管位于机械骨架和机械骨架立杆的内部。

所述传感器组件包括热释电红外传感器、测距传感器和光电传感器。

所述传感器组件的数量为两个以上，其中，至少一个传感器组件固定安装在机械骨架内部并且位于机械骨架与吸尘罩的连接处，其余的传感器组件固定安装在所述智能机械臂除尘系统的除尘区域内。

所述传感器组件在所述智能机械臂除尘系统的除尘区域的侧壁上沿水平方向设置有至少一排，在所述智能机械臂除尘系统的除尘区域的顶部设置有至少一排。

所述限位传感器的数量至少为两个，限位传感器固定安装在吸尘罩的两侧。

所述测距传感器为雷达传感器。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：

本发明通过在除尘区域布设传感器组件实现在除尘区域内对人体的立体交叉定位，可自动识别人体目标在除尘区域中的位置，本除尘系统可随着人体的出现和消失而自动打开或关闭；吸尘软管的位置和吸尘罩的方向可随着人体位置的移动而智能改变，从而进行高效、节能和人性化的智能除尘，改变了传统的人工手动改变除尘系统方向的机械除尘的不足，可广泛应用需要改善从业人员工作环境的场所。

机械臂为六自由度转动的机械臂，通过伺服电机和步进电机控制转动。主控器根据传感器组件监测的人体目标的位置信息，控制机械臂将吸尘罩移动到距离人体较近的位置，实现了更准确、智能的除尘效果，并保证不会接触到人体，实现了对人的保护。

本发明改变了机械臂或机械结构类装置不能智能动作的缺点，通过设计运用单片机芯片的控制系统和伺服控制系统相结合，控制驱动伺服电机、步进电机，将原来单一整体的机械传动变成智能可控的智能动作机械臂单元，结合高效环保节能的除尘设备，以达到智能自动追踪定位目标并且自动除尘工作的目的。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：

图1为本发明一种基于人体识别的智能机械臂除尘系统的工作流程框图。

图2为本发明一种基于人体识别的智能机械臂除尘系统中传感器组件在垂直方向的探测方向示意图。

图3为本发明一种基于人体识别的智能机械臂除尘系统中传感器组件在水平方向的探测方向示意图。

图4为本发明一种基于人体识别的智能机械臂除尘系统中传感器组件的立体交叉探测示意图。

图5为本发明一种基于人体识别的智能机械臂除尘系统中传感器组件的布局示意图。

图6为本发明一种基于人体识别的智能机械臂除尘系统中传感器组件的布局侧视示意图。

图7为本发明一种基于人体识别的智能机械臂除尘系统中机械臂的结构示意图。