多功能智能垃圾处理机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型为一种多功能智能垃圾处理机器人，具体为一种基于FPGA的垃圾识别及分类的多功能智能垃圾处理机器人
【背景技术】
[0002]目前国外的大多数垃圾处理机器人都只能简单躲避障，不能自助识别垃圾、收集垃圾和对垃圾进行分类，还需要人工进行操作。这些垃圾处理机器人多为两轮或者四轮，遇到台阶或凹凸不平的土地就不能够实现其功能。除此之外，目前的垃圾机器人大多是利用红外线测距来进行避障，而红外线传输对使用环境有相当高的要求，当遇上浅色或是深色无体时它就无法反射回来，有时会造成控制失灵，故此类垃圾处理机器人还存在着安全隐患。然而在国内像此类的垃圾处理机器人都还未有相关报道。
[0003]对此，我们提出基于FPGA内核控制利用摄像头和各种传感器研制一台多功能的垃圾处理机器人，它能精确自主地躲避障碍，寻找垃圾，收集垃圾，对垃圾分类，并具有人性化的人机交互界面。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的是设计一台以FPGA为控制平台的多功能智能垃圾处理机器人，由FPGA根据摄像头获得的外部信息，控制相关传感器对外界环境做出准确，快速的反应，并由FPGA处理垃圾的图像信息，将垃圾分类，而后控制机械臂抓取垃圾到机器人上部的垃圾箱内，完成垃圾的高效收取，当垃圾收满时会自动响铃。多功能智能垃圾处理机器人还可在触摸显示屏上展示道路或楼层信息，可以手触屏幕查找所需信息。
[0005]为实现上述目的，本实验新型采用如下方案:
[0006]多功能智能垃圾处理机器人，包括机械部分和电子控制部分，机械部分由(1)步进电机I，(2)步进电机II，(3)蓄电池，(4)履带，(5)转轮，(6)支撑片，(7)垃圾箱，(8)底部支撑片，(9)六自由度机械手臂，(10)摄像头，(11)上部支撑片，(12)电机固定座，(13)FPGA DE-1开发板，(14)摄像头固定座组成，步进电机I，步进电机II作为两个动力源。电子部分由(16)超声波传感器，(15)显示屏，电机驱动模块组成。本机器人采用(9)六自由度机械手臂配合FPGA平滑控制可完成360度无死角垃圾收取，分类及高效蔽障。本系统安全可靠，稳定性强，智能化控制。
[0007]本新型发明整体组成连接及固定方式:底部平台由12个(5)转轮，两个(6)支撑片及(13)底部支撑片连接(4)履带组成，中部平台由(3)蓄电池，(13)FPGA DE-1开发板组成，而上部由(11)上部支撑片连接(12)电机固定座，再由(12)电机固定座固定(1)步进电机1(2)步进电机II，(9)六自由度机械臂连接在(11)上部支撑片上，(10)摄像头连接在(14)摄像头固定座上，其他部位用螺栓固定。
[0008]本平台的整体结构如图1，图2所示。
[0009]图中的具体标号是⑴步进电机I，⑵步进电机II，⑶蓄电池，⑷履带，(5)转轮，(6)支撑片，(7)垃圾箱，(8)底部支撑片，(9)六自由度机械手臂，(10)摄像头，(11)上部支撑片，(12)电机固定座，(13)FPGA DE-1开发板，(14)摄像头固定座。
【具体实施方式】
[0010]下面结合具体实施列来详细说明，但不作为本实用新型的局限。
[0011]实例:多功能智能垃圾处理机器人工作于楼道办公场所时，首先由摄像头采集外界的环境信息传至FPGA中，由FPGA对外界图像信息进行分析，识别出垃圾的位置信息，并通过垃圾边缘形状将垃圾分类，再结合超声波模块反映的障碍物距离信息，控制电机做相应速度旋转，以使多功能智能垃圾处理机器人可以在躲避障碍物的同时靠近垃圾，在移动过程中FPGA时时获取位置信息，并不断调节电机转速，当距垃圾物一定距离时，机器停止运动，FPGA获得最后一次垃圾位置信息，并控制六自由度机械手臂抓取垃圾到垃圾箱内，至此，多功能智能垃圾处理机器人完成单个垃圾的收取。
[0012]应当指出，以上所述【具体实施方式】可以让本领域的人更清晰，更全面的认识本实用新型发明，但不限制任何本创新发明。
【主权项】
1.多功能智能垃圾处理机器人，包括机械运动部分，电子控制部分。本机器人机械构架由步进电机1(1)，步进电机II (2)，蓄电池(3)，履带(4)，转轮(5)，支撑片(6)，垃圾箱(7)，底部支撑片(8)，六自由度机械手臂(9)，摄像头(10)，上部支撑片(11)，电机固定座(12)，FPGA DE-1开发板(13)，摄像头固定座(14)组成，步进电机I，步进电机II作为两个动力源。电子部分由超声波传感器(16)，显示屏(15)，及电机驱动模块组成；2.根据权利要求1所述的多功能智能垃圾处理机器人，其特征在于机器人由FPGA构建的n1s ii内核控制各个模块的协调工作，包括图像采集，识别，超声波测距，电机驱动，机械臂抓取等功能；3.根据权利要求1所述的多功能智能垃圾处理机器人，其特征在于行走方式采用履带式，并通过超声波测距蔽障，能适应复杂路面及外界环境；4.根据权利要求1所述的多功能智能垃圾处理机器人，其特征在于采用六自由度机械手臂，经过FPGA平滑控制舵机旋转角度可实现360度无死角抓取垃圾物；5.根据权利要求1所述的多功能智能垃圾处理机器人，其连接和固定方式为:底部平台由12个转轮(5)，两个支撑片(6)及底部支撑片连接(13)履带(4)组成，中部平台由蓄电池(3)，FPGA DE-1开发板(13)组成，而上部由上部支撑片(11)连接电机固定座(12)，再由电机固定座(12)固定步进电机1(1)步进电机II (2)，六自由度机械臂连接(9)在上部支撑片(11)上，摄像头(10)连接在摄像头固定座(14)上，而超声波传感器(16)位于垃圾箱(7)前部，显示屏(15)位于蓄电池(3)上部，其他部位用螺栓固定。
【专利摘要】多功能智能垃圾处理机器人，其特征在于整个机器人包括机械运动部分和电子控制部分。机械运动部分由步进电机I，步进电机II，蓄电池，履带，转轮，支撑片，垃圾箱，底部支撑片，六自由度机械手臂，摄像头，上部支撑片，电机固定座，FPGA？DE-1开发板，摄像头固定座组成，步进电机I，步进电机II作为两个动力源。电子部分由超声波传感器、显示屏和电机驱动模块组成。本机器人可完成垃圾分类收取，高效蔽障，同步显示道路信息。
【IPC分类】B25J5/00, B25J19/04, B25J19/02
【公开号】CN204954813
【申请号】CN201520241007
【发明人】黎暄, 高云, 杨专, 陈坤, 兰宇, 杨天园, 雷梦颖
【申请人】华中农业大学
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年4月17日