[发明专利]一种多功能全向机器人

摘要

本发明涉及一种多功能全向机器人，属于智能家电领域。该机器人包括底盘、驱动轮、伸缩腿、自平衡系统、升降系统、悬挂系统、机械手、舵机和液体储存仓；底盘通过4个电机驱动的驱动轮进行驱动，使机器人在不转身的前提下朝任意方向移动，同时也能根据需要原地绕底盘圆心转动；底盘周围设有红外测距装置，用于躲避障碍；伸缩腿由直流电机驱动，并配备自平衡系统，通过升降系统实现机器人平稳地升高作业，拿取高处物品；当机器人到台阶旁后，底盘原地转动调节方向，调节好后升降轮不断伸长直到触地，使得底盘及机械手统统升高到预定好的高度；机械手采用抓夹结构，通过两个抓手夹住物体表面再通过舵机的收缩将物品拖拽到置物板上。

主权项

1.一种多功能全向机器人，其特征在于：包括底盘、驱动轮、伸缩腿、自平衡系统、升降系统、悬挂系统、机械手、舵机和液体储存仓；所述底盘通过4个电机驱动的驱动轮进行驱动，驱动轮为麦克纳姆轮，使机器人在不转身的前提下朝任意方向移动，同时也能根据需要原地绕底盘圆心转动；底盘周围设有红外测距装置，用于躲避障碍；同时底盘上设有MPU6050九轴加速度传感器用于加速；所述伸缩腿由直流电机驱动，并配备自平衡系统，通过升降系统实现机器人平稳地升高作业，拿取高处物品；当机器人到台阶旁后，底盘原地转动调节方向，调节好后升降轮不断伸长直到触地，使得底盘及机械手统统升高到预定好的高度；在每一条伸缩腿上都装有压力传感器，单片机读取压力传感器的数据并且通过PID算法实时的调节电机编码器使得每条腿承受的力一样保证机器人的平衡；升降腿由直流电机驱动，通过STM32F103单片机调节，用于实时调整机器人的平衡；所述机械手安装在底盘上的置物板的后支架上，采用抓夹结构，通过两个抓手夹住物体表面再通过舵机的收缩将物品拖拽到置物板上；置物板上装设有液体储存仓，用于存储各种溶液，下方设有工具安装扣，用于清洁护理工具；通过舵机控制液体流速流量和出现时间间隔，液体舱内有分隔，用来隔开不同液体；所述机械手的手腕上还设有高清摄像头，采用机器识别技术连接2.4G无线网络识别物体；所述机器人的工作模式包括放置物体和清洁环境；所述放置物体工作模式为：机器人以较低的速度移动，通过高清摄像头的实时图像寻找物体，通过红外测距装置躲避障碍，通过串口将信息传回主控单片机进行计算控制机器人行动，识别到后机械手靠近物体并快速调整手臂使得抓手夹紧货物货物，之后机械手开始移动，移动到使整个机器人最稳定的位置这时将伸缩腿伸出并不断伸长，使得机器人底盘及机械手部分统统升高，到预定好的高度后，机械臂将物品放到指定地点，机械臂收回；自平衡系统在避免机械臂伸出动作与机械手放下重物的过程中避免机器人升到较高的高度导致机器人失稳的情况；放下重物后，机械手收回，伸缩腿缩短并收回，机器人进行下一项工作；所述清洁环境工作模式为：在工具安装扣上安装清洁工具，包括清扫模式、擦洗模式和打蜡模式；在清扫模式下，机器人全覆盖清扫；在清洗模式下，机器人液体储存仓按照系统设定时间喷洒所需清洁液体全覆盖清洗。