[发明专利]一种多功能家用移动设备及其路径规划方法

说明书

技术领域

本发明涉及家用设备领域，涉及一种辅助物体搬运、老人幼童行走、室内环境监测、完成简单家务等多功能于一体的设备，特别是一种多功能家用移动设备及其路径规划方法。

技术背景

随着社会生活水平的发展，家庭服务类设备进入人们的视野，扮演各种角色的家用移动设备方便了人们的生活，如扫地家用移动设备、安防家用移动设备等家用设备。但是当前家用机器设备大多功能单一，增加了人们的生活成本。

申请号为201210156595.0的中国专利申请，公开了一种全天型家用移动设备，包括各种传感器和相关结构，主要用于室内环境检测、清扫和家庭安防。但其结构较为复杂、移动灵活性有限、显得比较笨重。

申请号为201110152264.5的中国专利申请，公开了一种椅面可升降的轮椅，但是其仅限于用作轮椅，椅面不能用于运载物体，也不能执行其他任务。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种多功能家用移动设备及其路径规划方法，其结构紧凑，功能多，操作方便。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案。

本发明的一种多功能家用移动设备，包括移动底盘、升降机构、机械手、主控制器、室内定位模块、路径规划模块、环境监测模块、电源模块、通讯模块；

所述的移动底盘包括四个Mecanum轮、车架；所述的车架下部通过一个带座轴承与输出轴连接，中部设置有多个隔间，可分别放置包括主控制器、电源、脚踏板；

所述的升降机构，包括T字形的底部钢架、剪叉式升降组件、上部钢架；所述的底部钢架的下端与车架上的角钢相连，上端作为剪叉式升降组件的滑道并分布有四个立柱用于支撑上部压力；所述的升降机构的底部安装于移动底盘的车架上，采用电机驱动来调整其高度；

所述的机械手设置于升降机构的上端面，包含有四自由度的旋转关节和末端的四个手指；

所述的环境监测模块包含有CO传感器、温湿度传感器、烟雾传感器，当检测值异常时将发出警报并通过通讯模块发送信息给用户；

所述的电源模块用于对整个系统供电，安装于移动底盘的车架内；

其特征在于：

所述的主控制器采用单片机STM32F7，设置有多种通讯接口包括USB、CAN，以及蓝牙、WiFi，用于对所述的多功能家用移动设备的功能控制；

所述的室内定位模块采用开放性StarGazer模块，通过串口通讯方式与单片机STM32F7连接；

所述的路径规划模块包括环境信息感测组件、室内地图构建组件和路径规划算法；所述的环境信息感测组件用于实现所述多功能家用移动设备对室内环境的感知，了解所处环境信息；所述的室内地图构建组件作为路径规划的前提，指定所述多功能家用移动设备可行走区域；所述的路径规划算法用于规划所述多功能家用移动设备的实际行走路径。

所述的通讯模块包括两个选择方式：一种是近距离时利用手机通过蓝牙控制所述的多功能家用移动设备；另一种是远距离时，所述的多功能家用移动设备通过WIFI接入互联网，可以远距离进行遥控。

所述的脚踏板通过螺栓安装于车架前端，包括两个可旋转收回和伸出的两段式可折叠件。

所述的机械手可拆卸地安装于升降机构的上端面；所述的机械手还设置有一个锁定机构，可与所述的环境监测模块进行通讯。

在所述的升降机构上部上端面的两侧均设置有一个可拆卸的扶手栏。

本发明的一种多功能家用移动设备的路径规划方法，所述的多功能家用移动设备，包括移动底盘、升降机构、机械手、主控制器、室内定位模块、路径规划模块、环境监测模块、电源模块、通讯模块；

所述的移动底盘包括四个Mecanum轮、车架；所述的车架下部通过一个带座轴承与输出轴连接，中部设置有多个隔间，可分别放置包括主控制器、电源、脚踏板；

所述的升降机构，包括T字形的底部钢架、剪叉式升降组件、上部钢架；所述的底部钢架的下端与车架上的角钢相连，上端作为剪叉式升降组件的滑道并分布有四个立柱用于支撑上部压力；所述的升降机构的底部安装于移动底盘的车架上，采用电机驱动来调整其高度；

所述的机械手设置于升降机构的上端面，包含有四自由度的旋转关节和末端的四个手指；

所述的环境监测模块包含有CO传感器、温湿度传感器、烟雾传感器，当检测值异常时将发出警报并通过通讯模块发送信息给用户；

所述的电源模块用于对整个系统供电，安装于移动底盘的车架内；

其特征在于：