智能垃圾分拣机器人制造技术

本实用新型专利技术属于机器人领域，尤其是智能垃圾分拣机器人，包括驾驶小车和机械臂，所述驾驶小车上设置有驱动模块、感知模块、采集模块、音频模块和惯性测量单元，所述驾驶小车上设置有第一嵌入式计算平台，所述第一嵌入式计算平台上设置有USB2.0接口、用于音频输出信号和参考信号输入的模拟量信号接口，以及用于IMU通信的UART接口，所述机械臂为并联机械臂，本实用新型专利技术采用激光雷达进行建图、避障和导航，配合slam建图、move_base导航等，可实现精准定位和导航；小车与机械臂分离，更加灵活，小车运输垃圾时不需配合机械臂同时巡航，进一步提高了工作效率；可以采用上位机通过局域网通信控制小车工作，在必要时可以对小车进行急停和中断其工作。其工作。其工作。

【技术实现步骤摘要】
智能垃圾分拣机器人


[0001]本技术涉及机器人
，尤其涉及智能垃圾分拣机器人。

技术介绍

[0002]随着我国经济的快速发展，城市化进程逐步加快，人民生活水平日益提高且环保意识增强，垃圾的处理越来越受到重视，因此本领域开发了各类的垃圾机器人。目前市场上较多的是扫地机器人，主要应用于室内环境，针对室外垃圾进行分拣设备很少，特别是垃圾处理厂等需要进行分拣，对垃圾进行分拣，保护资源的充分利用。一般情况下垃圾场堆积了各类的垃圾，人工分拣时存在一定的安全隐患，同时由于垃圾堆积气味较重，工作环境较为恶劣，对工人的身体健康也存在影响。
[0003]现有技术方案：对抓取和投放的单块垃圾送入小型识别仓，进行识别后通过机械杆推入相应垃圾桶内，一次识别一个垃圾，然后进行下一次识别，垃圾桶满后通过程序内建的地图自动巡航至垃圾站进行卸货，把已满的垃圾桶交互给一个小型的倾倒装置，然后换上空的垃圾桶继续工作；硬件：采用内置独立的CNN卷积神经网络运算单元、内置APU，具有单元处理快速傅里叶变换的FFT运算单元的处理器，使用深度学习框架；程序：识别方面——使用大量单个垃圾的图片集，对神经网络进行训练，提高准确率，当投放使用后有识别不了的垃圾被人工远程辅助识别从而提高识别率；巡航方面——对特定新场景使用超声波测距和双目测距进行快速建模，并将地图储存，通过特定算法自动分配巡航路线。
[0004]现有技术的缺点：
①
、双目测距用到的设备较多，在没有主动光、环境较暗的时候，会因为看不清而误差很大；
②/>、机械臂和移动小车基于一体，小车运输垃圾需要配合机械臂同时巡航，工作效率较低；
③
、小车没有终端控制，在出现故障时不能及时停止工作。

技术实现思路

[0005]本技术的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的智能垃圾分拣机器人。
[0006]为了实现上述目的，本技术采用了如下技术方案：
[0007]智能垃圾分拣机器人，包括驾驶小车和机械臂，所述驾驶小车上设置有驱动模块、感知模块、采集模块、音频模块和惯性测量单元，所述驾驶小车上设置有第一嵌入式计算平台，所述第一嵌入式计算平台上设置有USB2.0接口、用于音频输出信号和参考信号输入的模拟量信号接口，以及用于IMU通信的UART接口，所述机械臂为并联机械臂，机械臂包含四个关节，且前三个关节均通过步进电机连接，且步进电机上固定安装有减速电机，第四个关节通过舵机连接，所述机械臂的底部设置有底层控制器，机械臂的一侧上固定安装有单目相机，机械臂内设置有第二嵌入式计算平台，所述第一嵌入式计算平台和第二嵌入式计算平台均集成有ARM架构处理器和Geforce GPU，所述机械臂内还设置有电源。
[0008]优选的，所述驱动模块包括安装在驾驶小车底部四角上的驱动电机，驱动电机的输出轴上固定安装有轮子。
[0009]优选的，所述感知模块为安装在驾驶小车上的激光雷达，激光雷达分雷达本体、USB转接线和USB type
‑
C数据线，且激光雷达内部集成电机控制器，USB Type
‑
C数据线连接激光雷达和驾驶小车的工控机，USB转接板有两个接口，即USB_DATA和USB_PWR。
[0010]优选的，所述采集模块为安装在驾驶小车上的采集相机，所述音频模块为安装在驾驶小车上的麦克风阵列，麦克风阵列由多个声学传感器组成，且麦克风阵列采用平面式分布结构，由六个麦克风相间六十度环形布置。
[0011]优选的，所述惯性测量单元安装在驾驶小车上，惯性测量单元内装有三轴的陀螺仪和三个方向的加速度计。
[0012]优选的，所述第一嵌入式计算平台上集中有软件架构、通用软件组件、TensorRT和Deepstream，软件架构为ROS，且版本为melodic，里面预装有ROS基础工具roscpp、rospy、roscore，通用软件组件为CUDA。
[0013]本技术中，所述智能垃圾分拣机器人，采用激光雷达进行建图、避障和导航，配合slam建图、move_base导航等，可实现精准定位和导航；小车与机械臂分离，更加灵活，小车运输垃圾时不需配合机械臂同时巡航，进一步提高了工作效率；可以采用上位机通过局域网通信控制小车工作，在必要时可以对小车进行急停和中断其工作。
附图说明
[0014]图1为本技术提出的智能垃圾分拣机器人的结构示意图。
具体实施方式
[0015]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0016]参照图1，智能垃圾分拣机器人，包括驾驶小车和机械臂，所述驾驶小车上设置有驱动模块、感知模块、采集模块、音频模块和惯性测量单元，所述驾驶小车上设置有第一嵌入式计算平台，所述第一嵌入式计算平台上设置有USB2.0接口、用于音频输出信号和参考信号输入的模拟量信号接口，以及用于IMU通信的UART接口，所述机械臂为并联机械臂，机械臂包含四个关节，且前三个关节均通过步进电机连接，且步进电机上固定安装有减速电机，第四个关节通过舵机连接，所述机械臂的底部设置有底层控制器，机械臂的一侧上固定安装有单目相机，机械臂内设置有第二嵌入式计算平台，所述第一嵌入式计算平台和第二嵌入式计算平台均集成有ARM架构处理器和GeforceGPU，所述机械臂内还设置有电源。
[0017]本技术中，所述驱动模块包括安装在驾驶小车底部四角上的驱动电机，驱动电机的输出轴上固定安装有轮子。
[0018]本技术中，所述感知模块为安装在驾驶小车上的激光雷达，激光雷达分雷达本体、USB转接线和USB type
‑
C数据线，且激光雷达内部集成电机控制器，USB Type
‑
C数据线连接激光雷达和驾驶小车的工控机，USB转接板有两个接口，即USB_DATA和USB_PWR。
[0019]本技术中，所述采集模块为安装在驾驶小车上的采集相机，所述音频模块为安装在驾驶小车上的麦克风阵列，麦克风阵列由多个声学传感器组成，且麦克风阵列采用平面式分布结构，由六个麦克风相间六十度环形布置。
[0020]本技术中，所述惯性测量单元安装在驾驶小车上，惯性测量单元内装有三轴的陀螺仪和三个方向的加速度计。
[0021]本技术中，所述第一嵌入式计算平台上集中有软件架构、通用软件组件、TensorRT和Deepstream，软件架构为ROS，且版本为 melodic，里面预装有ROS基础工具roscpp、rospy、roscore，通用软件组件为CUDA。
[0022]本技术中，激光雷达：智能小车在一个环境中顺利移动的前提是能够对环境有“感知”，比如障碍物的位置信息、可通行区域的大小，即智能小车需要地图信息的指引。使用激光雷达的目的正是用于构建地图的，它可以帮助机器人识别可通行区本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.智能垃圾分拣机器人，包括驾驶小车和机械臂，其特征在于，所述驾驶小车上设置有驱动模块、感知模块、采集模块、音频模块和惯性测量单元，所述驾驶小车上设置有第一嵌入式计算平台，所述第一嵌入式计算平台上设置有USB2.0接口、用于音频输出信号和参考信号输入的模拟量信号接口，以及用于IMU通信的UART接口，所述机械臂为并联机械臂，机械臂包含四个关节，且前三个关节均通过步进电机连接，且步进电机上固定安装有减速电机，第四个关节通过舵机连接，所述机械臂的底部设置有底层控制器，机械臂的一侧上固定安装有单目相机，机械臂内设置有第二嵌入式计算平台，所述第一嵌入式计算平台和第二嵌入式计算平台均集成有ARM架构处理器和Geforce GPU，所述机械臂内还设置有电源。2.根据权利要求1所述的智能垃圾分拣机器人，其特征在于，所述驱动模块包括安装在驾驶小车底部四角上的驱动电机，驱动电机的输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪淼，王岚钦，蒋旭，赵泽宇，杨紫璇，
申请(专利权)人：安徽建筑大学，
类型：新型
国别省市：