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专利号: 2019113279472
申请人: 宁波大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-11-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种智能机器人,包括机器人主体(1)和头部(2),头部(2)可转动地设置在机器人主体(1)上,机器人主体(1)的下端具有可转动地滚轮(3),其特征在于,还包括:红外摄像头(4),设置在机器人的头部;

语音播放器(5),设置在机器人的头部;

无线通信装置(6),嵌入在机器人主体内;

吸盘装置,其紧贴机器人主体的外侧设置,该吸盘装置具有若干吸力矢量受控的吸盘(7);其中,所述吸力矢量包括吸力大小和吸力方向;

若干压力检测装置(8),分别设置在各吸盘(7)的表面,以检测对应吸盘表面受到的压力;

重力传感器(9),设置在滚轮(3)上;

倾斜角度传感器(10),其紧贴机器人主体(1)的外侧设置;

可转动的机械臂(11),设置在机器人主体(1)上,该机械臂(11)具有受控的夹持手(12);

驱动气缸(13),设置在机器人主体内,用以驱动机械臂(11)的转动以及夹持手(12)的夹持动作;

电机(14),设置在机器人主体内,用以驱动滚轮的移动;所述滚轮(3)的表面具有受控后可隐藏的摩擦力增强装置(15);

供电装置(16),位于机器人主体内;

速度传感器(17),设置在机器人的头部;

超声波探测器(18),设置在机器人头部的前侧;

若干震动传感器(19),分别均布在机器人主体的外表面;

显示屏(20),位于机器人头部的外表面;

光敏传感器(21),设置在机器人的头部;

照明灯(22),设置在机器人主体的外表面上;

风速传感器(23),设置在机器人头部的外表面上;

数据存储器(24),位于机器人主体内,其分别连接红外摄像头(4)、语音播放器(5)、无线通信装置(6)、速度传感器(17)、超声波探测器(18)、震动传感器(19)、显示屏(20)、光敏传感器(21)和风速传感器(23);

控制器(25),位于机器人主体内,其分别连接红外摄像头(4)、语音播放器(5)、无线通信装置(6)、各吸盘(7)、压力检测装置(8)、重力传感器(9)、倾斜角度传感器(10)、驱动气缸(13)、电机(14)、速度传感器(17)、超声波探测器(18)、各震动传感器(19)、显示屏(20)、光敏传感器(21)、照明灯(22)、风速传感器(23)和数据存储器(24);该控制器(25)用以至少在机器人爬墙时控制吸盘(7)的吸力大小和吸力方向。

2.根据权利要求1所述的智能机器人,其特征在于,还包括:

烟雾传感器(26),连接控制器(25),该烟雾传感器(26)设置在机器人主体的外表面上;

储水箱(27),位于机器人主体内,该机器人主体上具有连通储水箱(27)的注水口;

水泵(28),与控制器(25)连接,该水泵(28)位于机器人主体内且其进水端连接储水箱(27)的出水口;

喷射装置(29),连接控制器(25),该喷射装置(29)可转动地设置在机器人的头部且喷射装置(29)的进水端连接水泵(28)的出水端,喷射装置(29)的出水端位于机器人头部的喷射口处。

3.根据权利要求2所述的智能机器人,其特征在于,还包括:

太阳能电池板(30),设置在机器人主体的外表面;

储电装置(31),位于机器人主体内且连接太阳能电池板(30)的电能输出端,储电装置(31)的电能输出端连接供电装置(16)的电能输入端。

4.根据权利要求3所述的智能机器人,其特征在于,还包括:

光束发生器(32),设置在机器人的头部,该光束发生器(32)连接控制器(25);

温度传感器(33),设置在机器人主体的外表面上,该温度传感器(33)连接控制器(25);

湿度传感器(34),设置在机器人头部的外表面上,该湿度传感器(34)连接控制器(25)。

5.根据权利要求4所述的智能机器人,其特征在于,所述机器人主体(1)的左侧设置有左转向灯(35),所述机器人主体(1)的右侧设置有右转向灯(36),所述左转向灯(35)和右转向灯(36)分别连接控制器(25)。

6.根据权利要求5所述的智能机器人,其特征在于,所述机器人主体(1)的内侧设置有备用电源(37),该备用电源(37)与供电装置(16)的电能输入端连接。

7.根据权利要求6所述的智能机器人,其特征在于,所述机器人主体(1)的下端与滚轮(3)之间设置有减震装置。

8.根据权利要求7所述的智能机器人,其特征在于,所述机器人主体(1)的左、右两侧均设置有可折叠的侧翼装置(38),所述机器人主体(1)的下端设置有喷气发动机(39),所述控制器(25)分别连接侧翼装置(38)和喷气发动机(39)。

9.根据权利要求8所述的智能机器人,其特征在于,所述机器人主体(1)的左右两侧设置有:氢气腔室(40),其内设置有氢气生成装置(41),该氢气生成装置(41)连接控制器(25);

氢气球(42),紧固地连接在机器人主体(1)上,该氢气球(42)的气体输入口连接氢气生成装置(41)的氢气输出口;

氢气球释放装置(43),连接控制器(25),用于根据控制器的指令释放氢气球。

10.根据权利要求1~9中任一项所述的智能机器人,其特征在于,所述控制器(25)按照如下步骤1~6的方式在机器人爬墙时控制吸盘的吸力大小和吸力方向:步骤1,所述控制器接收重力传感器发送来的重力数据以及倾斜角度传感器发送来的倾斜角度;其中,所述重力数据标记为G机器人,所述倾斜角度传感器发送来的倾斜角度标记为θ机器人,该倾斜角度θ机器人为机器人当前所要爬的墙面的倾斜角度;

步骤2,所述控制器接收各吸盘表面压力检测装置分别发送来的压力数据以及压力方向,形成吸盘表面所受到的压力数值集合以及压力方向角度集合;其中,各所述吸盘表面所受到的压力数值集合标记为F吸盘表面,各所述吸盘表面所受到的压力方向角度集合标记为θ吸盘表面,吸盘装置内的吸盘总数量标记为N,第i个吸盘表面的压力检测装置发送来的压力数据标记为 压力数据 对应的压力方向角度标记为 1≤i≤N; 为压力数据 所对应压力与该第i个吸盘表面之间的夹角;

步骤3,所述控制器接收风速传感器发送来的风速;其中,所述风速的数值标记为V风速,该风速所对应的风向标记为θ风速;

步骤4,所述控制器根据接收的所述风速对应的风向以及吸盘表面所受到的压力数值集合以及压力方向角度集合,得到吸盘表面受到的实际压力数值以及对应的实际压力方向;其中,所述吸盘表面受到的实际压力数值标记为F'吸盘表面,所述吸盘表面受到的实际压力方向标记为θ'吸盘表面:步骤5,所述控制器根据接收的所述重力数据、倾斜角度传感器发送的所述倾斜角度以及所得吸盘表面受到的实际压力数值以及对应的实际压力方向,得到吸盘装置需要额外增加的总吸力值以及总吸力方向;其中,该总吸力的方向自吸盘的中心指向该机器人当前所要爬的墙面,所述吸盘装置需要额外增加的总吸力值标记为△F,所述吸盘装置需要额外增加的总吸力方向与重力方向之间的夹角为α:△F=F'吸盘表面·sin(θ'吸盘表面)-G机器人·sin(θ机器人);

步骤6,所述控制器根据所得吸盘装置需要额外增加的总吸力值、总吸力方向以及该吸盘装置内的总数量,得到每一个吸盘所需要额外增加的吸力值和吸力方向;其中,第i个吸盘所需要额外增加的吸力值标记为△Fi,第i个吸盘所需要额外增加的吸力方向与重力方向之间的夹角标记为β:β=α。