一种喷气式配送机器人

1.本实用新型涉及机器人工程领域，具体涉及一种喷气式配送机器人。


背景技术：

2.快递服务已经成为人们生活中不可或缺的一部分，每天都有大量的快递包裹或者外卖订单需要配送，但是现在很多小区、单位、园区等基于安全考虑都采用封闭式管理，快递配送员或者外卖配送员无法直接将物品送到接收人所在的位置而需要接收人去门口取物品，遇到接收人有事走不开的情况，只能将物品暂放在门口保安室或者物业室，这种情况经常会出现丢件或者冒领的情况。基于以上情况，很多地方采用了快递柜，但是快递柜存储空间有限，而且也需要接收人自行去取物品，同样无法将物品直接送至接收人的位置。
3.近年来，末端配送机器人在一些地方投入使用以期解决“最后一公里”的问题，如京东配送机器人于2017年6月18日在中国人民大学顺利完成了收单配送任务，并且陆续在其他地方投入使用；菜鸟小g plus作为菜鸟网络研发的末端配送机器人在阿里巴巴杭州西溪园区也投入了使用；苏宁“卧龙一号”可以乘坐电梯以及爬楼梯，以期完全实现送货上门服务。再如，申请号为201910121543.1的发明专利申请公开了一种用于校园小区范围内的全自主混合动力外卖配送装置，包括外卖配送机器人和太阳能充电基站，外卖配送机器人包括由电机、车轮、底盘和轴承等组成的行走模块，惯性传感器，激光雷达，双目摄像头，gprs模块，fpga数据处理单元，arm中央控制单元，电源管理模块，电池模块，以及控制面板，本发明通过采用地图规划和试验比较方法确定最优路径，并存储至外卖配送机器人的服务器内；采用gps定位和惯性导航相结合进行路径导航，通过使用基于卡尔曼滤波的传感器融合技术，将gps和惯性传感器数据融合获取精确的导航数据，通过路径导航将外卖送达目的地。系统所需电能由高效太阳能充电基站提供。本发明可以大大提高校园安全，节约能源，安全环保。以上末端配送机器人及外卖配送机器人具有广阔的应用前景，但是也存在的一些问题，比如在行驶的过程中遇到路面坑洼不平或者前方有障碍物(如减速带、水龙带、分隔护栏、分隔石墩等)阻碍通行的情况时，或者需要绕行浪费配送时间，或者无法保持平稳运行状态而可能影响配送机器人的顺利配送，甚至造成行车安全事故。
4.申请号为202021543550.5的实用新型公开了一种带多传感器识别的配送机器人，包括机器人本体、清扫刷、推杆和橡胶杆，所述机器人本体上螺栓安装有控制主体，且机器人本体上转动连接有车轮，所述下转盘上螺栓连接有红外传感器，且下转盘上螺栓连接有超声传感器，并且下转盘上螺钉连接有橡胶套，而且下转盘上螺钉连接有橡胶板，所述机器人本体上活动连接有上转盘，且上转盘上螺栓连接有激光雷达。该带多传感器识别的配送机器人设置有下转盘，固定轴转动的同时能够带动下转盘进行转动，此时能够带动红外传感器和超声传感器进行圆周运动，能够有效提高传感区域，同时在橡胶套的作用下能够有效对机器人本体进行防护工作，有效提高了机器人的使用安全性。该实用新型可以对地面上的垃圾和杂质进行清扫，同时可以扩大传感器的传感区域，但是在遇到路面坑洼不平或者有障碍物阻碍通行时，同样无法保持平稳状态而可能无法顺利完成配送，并且影响运行
安全。


技术实现要素：

5.为解决以上技术问题，本实用新型提供了一种喷气式配送机器人。
6.一种喷气式配送机器人，包括机器人本体、机器人底盘、行走装置，所述行走装置包括轮式行走装置，所述行走装置还包括喷气式行走装置，所述喷气式行走装置包括高压气瓶、喷气组件和气体管路，所述喷气组件通过所述气体管路与所述高压气瓶连接。
7.优选的是，所述喷气式行走装置还包括压力计，所述压力计设置于所述高压气瓶的出气口处。
8.上述任一方案优选的是，所述喷气组件包括喷嘴和阀门，所述阀门设置在所述气体管路上。
9.上述任一方案优选的是，所述喷气式行走装置共设置三组，第一组喷气式行走装置的喷嘴设置于所述机器人底盘的前部，第二组喷气式行走装置的喷嘴设置于所述机器人底盘的后部，第三组喷气式行走装置的喷嘴设置于所述机器人底盘的后部。
10.上述任一方案优选的是，所述第一组喷气式行走装置和所述第二组喷气式行走装置的喷嘴的出气口垂直向下，所述第三组喷气式行走装置的喷嘴的出气口向后且可以在水平方向上90
°
范围内调整。
11.上述任一方案优选的是，每组喷气式行走装置的喷气组件均设置有至少两个阀门，一个阀门设置在高压气瓶出气口处的气体管路上，其余阀门设置在喷嘴进气口处的气体管路上。
12.上述任一方案优选的是，所述机器人底盘上还设置有气道，所述气道沿所述机器人前后方向设置，所述气道内安装有风扇，所述风扇旋转时提供向前的推力。
13.上述任一方案优选的是，所述轮式行走装置包括电机、轮子、轴承，所述轮子通过所述轴承安装于所述机器人底盘上，所述电机提供所述轮子转动的动力。
14.上述任一方案优选的是，配送机器人上设置有传感器，所述传感器包括摄像头、雷达、惯性传感器和定位传感器，用于机器人运动过程中识别道路、识别障碍物以及进行导航。
15.上述任一方案优选的是，所述机器人本体上还设置处理器，所述处理器与所述传感器连接，用于接收所述传感器采集的数据并进行处理，所述处理器还与所述行走装置连接，用于根据处理后的传感器采集的数据向所述行走装置发送移动指令。
16.上述任一方案优选的是，所述处理器还与所述电机、所述阀门、所述压力计、所述风扇连接。
17.上述任一方案优选的是，所述机器人本体上还设置有触控屏，所述触控屏与所述处理器连接。
18.上述任一方案优选的是，所述机器人本体上还设置有存储隔室，每个存储隔室设置电子锁，所述电子锁与所述处理器连接。
19.上述任一方案优选的是，所述机器人本体设置流线型外壳，用于减少运动过程中的阻力。
20.上述任一方案优选的是，所述配送机器人还包括电源单元，用于为所述机器人提
供电能。
21.本实用新型的喷气式配送机器人设置了喷气式行走装置，当遇到路面坑洼不平或者有障碍物阻碍通行时，可以通过喷气的方式离开地面一定高度而平稳通过，保障了顺利完成配送，提高了运行安全。同时，在遇到障碍物时，可以直接越过障碍物而无需绕路，节省了配送时间。
附图说明
22.图1为按照本实用新型的喷气式配送机器人的一优选实施例的底部结构示意图。
23.图2为按照本实用新型的喷气式配送机器人的如图1所示选实施例的前面结构示意图。
24.图3为按照本实用新型的喷气式配送机器人的如图1所示选实施例的侧面结构示意图。
25.图4为按照本实用新型的喷气式配送机器人的如图1所示选实施例的一组喷气式行走装置的结构示意图。
26.图5为按照本实用新型的喷气式配送机器人的如图1所示选实施例的电连接示意图。
具体实施方式
27.为了更好地理解本实用新型，下面结合具体实施例及附图对本实用新型作详细说明。下述说明中的“连接”包括直接连接和通过其他部件间接连接，包括通过导线电连接，也包括通过机械部件机械连接，还包括通过接头插接或者通信连接。说明中的“第一”、“第二”等仅为了对部件名称进行区分，而并非对其进行限制。
28.实施例
29.如图1至图4所示，一种喷气式配送机器人，包括机器人本体20、机器人底盘10和行走装置，所述行走装置包括轮式行走装置和喷气式行走装置，所述喷气式行走装置包括高压气瓶20、喷气组件和气体管路21，所述喷气组件通过所述气体管路21与所述高压气瓶20连接。所述喷气组件包括喷嘴22和阀门24。
30.如图1所示，所述喷气式行走装置共设置三组，第一组喷气式行走装置包括第一高压气瓶210、第一气体管路211和第一喷嘴212，所述第一喷嘴212有两个，设置于机器人底盘10的前部，所述第一喷嘴212的出气口垂直向下。第二组喷气式行走装置包括第二高压气瓶220、第二气体管路221和第二喷嘴222，所述第二喷嘴222设置有两个，设置于机器人地盘10的后部，所述第二喷嘴222的出气口垂直向下。第三组喷气式行走装置包括第三高压气瓶230、第三气体管路231和第三喷嘴232，所述第三喷嘴232有两个，设置于机器人底盘10的后部，所述第三喷嘴232的出气口朝向机器人本体20的后方，且可以在水平方向上90
°
范围内调整角度。
31.所述喷气式行走装置还包括压力计23，所述压力计23设置于所述高压气瓶20的出气口处的气体管路21上。每组喷气式行走装置的喷气组件均设置有至少两个阀门24，一个阀门24设置在高压气瓶20出气口处的气体管路21上，其余阀门24设置在喷嘴22进气口处的气体管路21上。如图4所示，以第三组喷气式行走装置为例进行说明。所述第三组喷气式行
走装置包括第三高压气瓶230，所述第三高压气瓶230通过所述第三气体管路231与所述第三喷嘴232连接。第三组喷气式行走装置包括第三压力计233，所述第三压力计233设置于所述第三高压气瓶230的出气口处的第三气体管路231上。第三组喷气式行走装置的喷气组件设置有三个第三阀门234，其中一个第三阀门234设置在所述第三高压气瓶230的出气口处的第三气体管路231上，与所述第三压力计233靠近，另外两个第三阀门234设置在两个第三喷嘴232的进气口处的第三气体管路231上。所述第三阀门优选为电磁阀。第一组喷气式行走装置和第二组喷气式行走装置的结构与第三组喷气式行走装置的结构相同或者类似。
32.所述轮式行走装置包括电机112、轮子110和轴承111，所述轮子110通过所述轴承111安装于所述机器人底盘10上，所述电机112提供所述轮子转动的动力。
33.如图2和图3所示，所述机器人底盘10上还设置有气道241，所述气道241沿所述机器人本体20的前后方向设置，所述气道241内安装有风扇242，所述风扇242旋转时将穿过所述气道241的气流转化为向前的推力。在本实施例中，所述气道241设置两个，每个气道241内设置有一个风扇242。也可以根据实际需要设置其他数目的气道以及气道内安装的风扇的数目，或者调节气道的设置位置。
34.所述配送机器人上还设置有传感器，包括摄像头41、雷达42、惯性传感器43和定位传感器44，所述摄像头41优选为双目摄像头，用于采集图像信息，所述雷达42优选为激光雷达或者超声波雷达，用于对前方障碍物进行检测，所述惯性传感器43以及定位传感器44用于进行配送机器人定位导航。所述机器人本体20上还设置有处理器45，所述处理器45与所述传感器连接，接收所述传感器采集的各类数据并进行处理，根据处理后的数据制定配送机器人的行走路线、行走方式，形成运行指令。所述处理器45可以根据需要设置多个子处理器，如设置fpga处理器用于对图像进行处理，设置arm处理器用于对其他数据进行处理，设置中央处理器用于进行处理后的数据汇总并形成配送机器人的运行指令以及下发运行指令。
35.在本实施例中，所述机器人本体20的上方设置空腔40，所述空腔40用于安装所述处理器45和所述传感器。所述摄像头包括前置摄像头411和后置摄像头412，所述前置摄像头411和后置摄像头412部分位于所述空腔40内，另一部分位于机器人本体20的外壳内并贯通所述机器人本体20的外壳。所述前置摄像头411和后置摄像头412采用双目摄像头。所述传感器的数目、安装位置以及类型可以依据实际需要进行适应性调整。所述后置摄像头412用于采集配送机器人后方的图像，以在所述第三组喷气式行走装置喷气前识别是否有人员在配送机器人的后方，避免存在人员时喷气造成人员伤害。
36.所述处理器45还与所述行走装置连接，具体的说，所述处理器45与所述轮式行走装置中的电机112连接，还与所述喷气式行走装置中的所述阀门24、所述压力计23连接。所述处理器45还与所述风扇242连接。
37.如图2所示，所述机器人本体20的前方外壳上设置有触控屏50，所述触控屏50与所述处理器45连接，用于收件人输入取件相关信息。
38.如图3所示，所述机器人本体20上设置至少一个存储隔室30，所述储存隔室30开口朝向所述机器人本体20的两侧，每个存储隔室30设置电子锁31，所述电子锁31与所述处理器45连接。
39.所述机器人本体外壳采用流线型设计，用于减少运动过程中的阻力。
40.所述配送机器人还包括电源单元，用于为所述机器人提供电能。
41.所述配送机器人运行时，首先由配送员将需要配送的物品放入某个存储隔室内，将配送机器人的id、存储隔室的编号以及取货验证码发送至收件人的手机上，将收件人的收货地址发送至所述配送机器人；然后配送机器人根据收件人的收货地址规划行驶路径，按照规划的路径行驶。
42.在行驶的过程中，对于平整路面，处理器向所述轮式行走装置的电机下发运行指令，所述电机带动所述轮子转动。当检测到前方路面有坑洼存在或者存在高度小于设定阈值的障碍物时，所述处理器向所述轮式行走装置下发停止运行指令，根据坑洼或障碍物情况计算配送机器人需要离地多高才可以平稳通过，根据计算的高度向所述喷气式行走装置下发指令，首先控制第一组喷气式行走装置和第二组喷气式行走装置垂直向下喷射气体，使所述喷气式配送机器人离开地面指定的高度，然后控制第三组喷气式行走装置向后喷射气体，同时控制所述风扇开始转动，使所述喷气式配送机器人向前运行，在向前运行的过程中，处理器根据运行路径调整第三组喷气式行走装置的喷嘴的角度，以完成运行方向的调整。待平稳通过坑洼路段或障碍物后，处理器控制喷气式行走装置逐渐减小喷气压力直至机器人平稳落地，然后处理器继续向轮式行走装置下发运行指令，直至将物品送至收货地址。
43.收件人在机器人的触控屏上选择存储隔室的编号以及输入验证码，处理器控制电子锁打开，收件人取走物品。
44.在配送过程中，处理器会实时读取电机转速、阀门开度以及风扇转速，并将其数值与运行指令中的数值进行比对，以保证机器人的按照要求前行。
45.需要说明的是，本技术的技术方案涉及的均是硬件方面的改进，并不涉及软件的改进；对于没有指明型号的各部分，可以从现有技术中的常用部件中任选，不受型号限制；对于实施例中指明型号的各部件，仅为详细说明本技术的技术方案所用，应当理解本实用新型所要保护的技术方案并不受这些型号的限制，现有技术中有很多可以替换这些部件的选择。
46.以上实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的技术人员应该理解：其可以对前述实施例记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型技术方案的范围。

技术特征：
1.一种喷气式配送机器人，包括机器人本体、机器人底盘、行走装置，所述行走装置包括轮式行走装置，其特征在于：所述行走装置还包括喷气式行走装置，所述喷气式行走装置包括高压气瓶、喷气组件和气体管路，所述喷气组件通过所述气体管路与所述高压气瓶连接。2.如权利要求1所述的喷气式配送机器人，其特征在于：所述喷气式行走装置还包括压力计，所述压力计设置于所述高压气瓶的出气口处。3.如权利要求2所述的喷气式配送机器人，其特征在于：所述喷气组件包括喷嘴和阀门，所述阀门设置在所述气体管路上。4.如权利要求3所述的喷气式配送机器人，其特征在于：所述喷气式行走装置共设置三组，第一组喷气式行走装置的喷嘴设置于所述机器人底盘的前部，第二组喷气式行走装置的喷嘴设置于所述机器人底盘的后部，第三组喷气式行走装置的喷嘴设置于所述机器人底盘的后部。5.如权利要求4所述的喷气式配送机器人，其特征在于：所述第一组喷气式行走装置和所述第二组喷气式行走装置的喷嘴的出气口垂直向下，所述第三组喷气式行走装置的喷嘴的出气口向后且可以在水平方向上90
°
范围内调整。6.如权利要求5所述的喷气式配送机器人，其特征在于：每组喷气式行走装置的喷气组件均设置有至少两个阀门，一个阀门设置在高压气瓶出气口处的气体管路上，其余阀门设置在喷嘴进气口处的气体管路上。7.如权利要求3所述的喷气式配送机器人，其特征在于：所述机器人底盘上还设置有气道，所述气道沿所述机器人前后方向设置，所述气道内安装有风扇，所述风扇旋转时提供向前的推力。8.如权利要求7所述的喷气式配送机器人，其特征在于：所述轮式行走装置包括电机、轮子、轴承，所述轮子通过所述轴承安装于所述机器人底盘上，所述电机提供所述轮子转动的动力。9.如权利要求8所述的喷气式配送机器人，其特征在于：配送机器人上设置有传感器，所述传感器包括摄像头、雷达、惯性传感器和定位传感器，用于机器人运动过程中识别道路、识别障碍物以及进行导航。10.如权利要求9所述的喷气式配送机器人，其特征在于：所述机器人本体上还设置处理器，所述处理器与所述传感器连接，用于接收所述传感器采集的数据并进行处理，所述处理器还与所述行走装置连接，用于根据处理后的传感器采集的数据向所述行走装置发送移动指令，所述处理器还与所述电机、所述阀门、所述压力计、所述风扇连接。

技术总结
本实用新型提供一种喷气式配送机器人，其包括机器人本体、机器人底盘、行走装置，所述行走装置包括轮式行走装置，其特征在于：所述行走装置还包括喷气式行走装置，所述喷气式行走装置包括高压气瓶、喷气组件和气体管路，所述喷气组件通过所述气体管路与所述高压气瓶连接。本实用新型设置了喷气式行走装置，当遇到路面坑洼不平或者有障碍物阻碍通行时，可以通过喷气的方式离开地面一定高度而平稳通过，保障了顺利完成配送，提高了运行安全。同时，在遇到障碍物时，可以直接越过障碍物而无需绕路，节省了配送时间。节省了配送时间。节省了配送时间。


技术研发人员：梁晔 马楠 蒋北艳 张丹丹 朱子俊 杨涛
受保护的技术使用者：北京联合大学
技术研发日：2021.09.01
技术公布日：2022/4/15