[发明专利]智能机器人清理、安装和回收小区或市政道路井盖的方法

摘要

本发明涉及一种智能机器人清理、安装和回收小区或市政道路井盖的方法，包括井盖清理方法、井盖安装布放方法、井盖回收且安装布放方法。本发明设计了全新的小区或市政道路井盖清理、安装和回收智能机器人整套系统，提出了完备的对应于机械结构的井盖清理、安装和回收方法以及相对应的三种工作模式，工作方法新颖、高效，实现了对小区或市政道路等上的井盖的自动清理、自动安装更换、自动回收，大大提高井盖的清理、更换和回收效率，降低了井盖维护成本，保证了工作人员的人身安全。

主权项

智能机器人清理、安装和回收小区或市政道路井盖的方法，其特征在于，所述方法使用的智能机器人结构包括履带式智能移动平台、机器视觉系统、井盖提取机构、井盖清理机构、控制及通讯系统、供电系统、井盖清洗机构、储物箱，智能机器人清理、安装和回收小区或市政道路井盖的方法包括井盖清理方法、井盖安装布放方法、井盖回收且安装布放方法；井盖清理方法包括以下步骤：(1)在机器视觉系统中的道路导航视觉摄像机的导航下，智能机器人根据GPS定位模块、惯性导航模块、GPRS无线通讯模块的融合作用，在嵌入式控制器的控制下运行；在该进程中，嵌入式控制器可以通过GPRS无线通讯模块接受来自工作人员的信息；此时智能机器人可以实现自主导航，沿着设定的路线行走或到达指定的地点完成后续的工作；(2)当机器人到达指定地点，需要对井盖进行维护时，此时双目视觉摄像机发挥作用，用来为智能机器人清理、安装和回收井盖时提供井盖、井盖通风口的三维坐标信息，供井盖提取机构和井盖清理机构使用并进行相关的后续工作；(3)当智能机器人根据双目视觉摄像机确定了井盖位置及通风口位置时，井盖提取机械臂到达井盖的正上方位置处，进行姿态的调整；(4)由于每个厂家生产的井盖的通风口位置不同，此时智能机器人实现结构的微调，便于适用不同类型的井盖，井盖提取主爪管横臂连接主爪管横臂伸缩电机的机身，主爪管横臂伸缩电机的主轴固定在井盖提取主爪管滑竿，通过主爪管横臂伸缩电机的伸缩作用，从而带动井盖提取主爪管横臂和井盖提取主爪管滑竿之间相对距离的改变，并且，由于主爪管纵向伸缩伺服电机支架通过螺栓结构固定在井盖提取主爪管横臂的顶端，从而带动井盖提取主爪管纵向伸缩机构使之与井盖提取主爪管横臂的距离改变；井盖提取副爪管横臂的调整过程与井盖提取主爪管横臂相同；(5)经过上述调整后，使得井盖提取主爪管、井盖提取副爪管分别处于通风口的正上方，此时，井盖提取机械臂继续向下运动，井盖提取主爪管、井盖提取副爪管插入至井盖通风口中；(6)主爪管伸缩电机向前运行，带动主爪管导杆向前运动，进而推动主爪管分散头在主爪管本体径向的孔中沿径向向外运动，即：从主爪管本体凸出，将井盖通风口牢牢堵死；同样，对应的副爪管伸缩电机向前运动，带动副爪管导杆向前运动，进而推动副爪管分散头在副爪管本体径向的孔中沿径向向外运动，即：从副爪管本体凸出，此时将另一个通风口牢牢堵死；经过该步骤后，井盖提取主爪管、井盖提取副爪管已经紧紧地将通风口锁死；(7)井盖提取机械臂开始向上运动，从而通过井盖提取主爪管、井盖提取副爪管及井盖提取爪管纵向伸缩机构、井盖提取爪管横向伸缩机构带动井盖上升，上升至一定高度后停止；(8)此时，井盖提取主爪管纵向伸缩机构开始工作，通过主爪管纵向伸缩伺服电机的伸缩运动，从而带动井盖提取主爪管与井盖提取主爪管横臂间距改变，井盖提取主爪管上夹有井盖，因此带动井盖相对井盖提取主爪管横臂上升与下降；井盖提取副爪管纵向伸缩机构工作原理一样；此时井盖在井盖提取主爪管纵向伸缩机构的带动作用下上升至井盖清理机构附近，此后停止工作；(9)此后井盖清理机构开始工作，实现对井盖的清理工作，此步骤又分为3个过程：①清洗过程；②清扫过程和清洗过程；③清洗过程；①清洗过程：嵌入式控制器控制清洗喷头伸缩步进电机的行程达到最长，此时清洗喷头从清理转盘环上的清理环形刷中突出出来，此时清理转盘电机带动清理转盘环旋转，进而带动清洗喷头旋转；同时，高压水泵工作，清洗液从高压水泵通过清洗管进入清洗喷头，进而实现对井盖的清洗；②清扫过程和清洗过程：嵌入式控制器控制清洗喷头伸缩步进电机的行程达到短，此时清洗喷头从清理转盘环上的清理环形刷中收缩回去，剩下清理转盘环裸露在外，此时清理转盘电机带动清理转盘环旋转，对井盖实现摩擦作用，除去泥、杂质固体污物，实现对井盖的清理；当然在过程中，可以通过嵌入式控制器控制清洗喷头工作，一边清扫一边清洗；③清洗过程：清扫结束后再次进行清洗过程，该过程和①清洗过程相同；(10)智能机器人将井盖清扫和清洗干净后，此时井盖提取机械臂开始向下运动，从而通过井盖提取主爪管、井盖提取副爪管及井盖提取爪管纵向伸缩机构、井盖提取爪管横向伸缩机构带动井盖下降，下降到原来井盖所在位置处停止；(11)当主爪管伸缩电机向后运动时，带动主爪管导杆向后运动，进而推动主爪管分散头在主爪管本体径向的孔中沿径向向内运动，即：从主爪管本体凹入，由于主爪管本体位于井盖的通风口中，此时通风口被松开，从而实现了井盖提取主爪管与通风口的分离；井盖提取副爪管的工作过程相同；(12)井盖提取主爪管和井盖提取副爪管与通风口分离后，井盖提取机械臂开始向上运动，实现整套智能机器人与井盖的分离；至此，井盖清理完成。