本實用新型涉及搬運機器人技術領域，具體是一種具有顏色識別及追蹤功能的自主運行的搬運機器人。

背景技術：

搬運機器人是一種集自主視覺感知，自主移動，自主實施抓取動作，自主移動至指定位置以及自主放置指定物體的機器人。更簡單地說，搬運機器人可以實現自動搬運物體的功能。它涵蓋了多方面學科的知識，包括傳感器技術，機構學，電子控制工程，計算機編程技術以及相關的人工智能方面的優秀成果。它集中體現著目前機電一體化技術的前沿發展水平。目前的搬運機器人普遍結構復雜，存在體積大、成本高昂等缺陷，尚待改進。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是克服上述背景技術的不足，提供一種具有顏色識別及追蹤功能的自主運行的搬運機器人，能自主感知并自主運行，具有小型化、低成本、結構簡單的技術特點。

本實用新型采用的技術方案是：基于Arduino的具有圖像識別功能的搬運機器人，其特征在于：包括車架、安裝在車架頂部的機械臂、安裝在機械臂上的視覺傳感器模塊、安裝在車架底部的行走裝置以及尋跡裝置，還包括安裝在車架上的Arduino控制系統，所述機械臂、視覺傳感器模塊、尋跡裝置、行走裝置與Arduino控制系統電連接并且受該Arduino控制系統控制。

作為優選，所述Arduino控制系統包含Arduino Mega2560開發板以及第一、第二Arduino UNO開發板，第一Arduino UNO開發板通過I/O接口與第二Arduino UNO開發板以及Arduino Mega2560開發板連接通訊。

作為優選，所述機械臂包括第一到第六舵機、五個支架以及一個機械爪，其中，第一到第六舵機依順序由前至后排列，前后兩個相鄰舵機之間通過一個支架連接，且支架的一端固定在前一舵機的輸出軸上，另一端鉸接在后一舵機的外殼上，第一舵機的輸出軸上安裝著所述機械爪并控制機械爪的開與閉，第六舵機的外殼固定在車架上。

作為優選，所述第一到第六舵機分別與舵機控制板連接，舵機控制板與所述第一Arduino UNO開發板的I/O接口連接。

作為優選，所述行走裝置包括四個行走輪，其中兩個行走輪布置在車架底部的前側和后側，另外兩個行走輪布置在車架底部的左側和右側，每個行走輪各由一減速電機帶動，每個減速電機的電機驅動模塊分別連接所述Arduino Mega2560開發板。

作為優選，所述尋跡裝置包括呈矩形布置的四個尋跡模塊，其中兩個位于車架底部的前側和后側，另外兩個位于車架底部的左側和右側，四個尋跡模塊分別與所述Arduino Mega2560開發板連接。

作為優選，所述視覺傳感器模塊安裝在第二舵機的殼體頂部，并與所述第二Arduino UNO開發板連接。

本實用新型的有益效果是：本實用新型專利以3塊Arduino開發板作為核心部件并進行集成開發設計，能夠滿足機器人的自主移動，自主識別，自主抓取指定物體等功能；自主化程度高，研發制做成本相對較低，結構簡單，有利于實現機器人的自主化和小型化。

附圖說明

圖1是本實用新型的立體結構示意圖。

圖2是尋跡模塊的布置結構圖。

圖3是Arduino控制系統的原理框圖。

圖4是本實用新型的控制流程圖。

具體實施方式

下面對本實用新型作進一步說明，但本實用新型并不局限于以下實施例。

如圖1到圖4所示，本實用新型所述的基于Arduino的具有圖像識別功能的搬運機器人，包括車架1、安裝在車架頂部的機械臂2、安裝在機械臂上的視覺傳感器模塊4、安裝在車架底部的行走裝置6以及尋跡裝置7，還包括安裝在車架上的Arduino控制系統，所述機械臂、視覺傳感器模塊、尋跡裝置、行走裝置與Arduino控制系統電連接并且受該Arduino控制系統控制。

所述Arduino控制系統包含Arduino Mega2560開發板3-3以及第一Arduino UNO開發板3-1、第二Arduino UNO開發板3-2，第一Arduino UNO開發板通過預留的I/O接口與第二Arduino UNO開發板的I/O接口以及Arduino Mega2560開發板的I/O接口連接通訊。三塊Arduino板之間采用I/O口通訊技術，不僅拓展了Arduino板的I/O口數量，更使得不同硬件能夠達到協同配合，自主完成指定動作。

所述機械臂包括第一到第六舵機、五個支架2.1以及一個機械爪5，其中，第一到第六舵機依順序由前至后排列，前后兩個相鄰舵機之間通過一個支架連接，且支架的一端固定在前一舵機的輸出軸上，另一端鉸接在后一舵機的外殼上；即第一舵機2-1的輸出軸與第二舵機2-2的外殼之間通過支架連接，第二舵機的輸出軸與第三舵機2-3的外殼之間通過支架連接，第三舵機的輸出軸與第四舵機的外殼之間通過支架連接，第四舵機2-4的輸出軸與第五舵機的外殼之間通過支架連接，第五舵機2-5的輸出軸與第六舵機2-6的外殼之間通過支架連接。第一舵機的輸出軸上安裝著所述機械爪并控制機械爪的開與閉，第六 舵機的外殼固定在車架上。

所述第一到第六舵機分別與舵機控制板連接，舵機控制板與所述第一Arduino UNO開發板的I/O接口連接，一定程度上減少了接線難度。所述視覺傳感器模塊安裝在第二舵機的殼體頂部，并與所述第二Arduino UNO開發板的I/O接口連接，該視頻傳感器模塊采用一個具有顏色識別及追蹤功能的PIXY攝像頭。

所述行走裝置包括四個行走輪6-2，其中兩個行走輪布置在車架底部的前側和后側，另外兩個行走輪布置在車架底部的左側和右側，每個行走輪各由一減速電機6-1帶動，每個減速電機的電機驅動模塊(采用L298電機驅動模塊)分別連接所述Arduino Mega2560開發板的I/O接口。所述尋跡裝置包括呈矩形布置的四個尋跡模塊7-1，用于控制機器人的行走路線，以及修正機器人的行走路線。其中兩個尋跡模塊位于車架底部的前側和后側，另外兩個尋跡模塊位于車架底部的左側和右側，四個尋跡模塊分別與所述Arduino Mega2560開發板的I/O接口連接。

本實用新型工作原理是：當PIXY攝像頭識別到不同物體時，第二Arduino UNO開發板通過I/O口通訊會給機械臂所連的第一Arduino UNO開發板不同的信號，此時機械臂的各舵機以及機械爪將根據第一Arduino UNO開發板的指令執行不同的動作，通過I/O口通訊，Arduino Mega2560開發板也會發出指令，行走裝置也會執行相應的動作，三部分之間協同配合，直至將正確的物體獲取，再將其放入正確的地方。

進一步地，本實用新型專利在車架底部使用了四個尋跡模塊，如圖2所示，四個尋跡模塊呈現矩形分布，分別控制機器人前后左右四個方向上的路徑尋跡，在不同的情況下，給Arduino Mega 2560處理器發送不同的信號，Arduino Mega2560隨后給2塊L298電機驅動模塊發送信號，進而控制四個減速電機的運動， 四個減速電機的運動情況不一定相同，但它們可以根據Arduino Mega 2560的指令協同配合完成某一路徑的運動。期間，四個尋跡模塊還帶有反饋作用，當機器人偏離指定的路線時，尋跡模塊將會自動感應到并發送有別與上述的信號至Arduino Mega 2560處理器，按照與前述相同的控制方式驅動減速電機，使機器人回歸至指定的運動路線，以便完成后續的動作。

進一步地，本實用新型專利所用的PIXY攝像頭具有顏色識別功能及追蹤功能。當識別到物體時，攝像頭所連的第二Arduino UNO開發板會給機械臂所連的第一Arduino UNO開發板一個信號，此時機械臂將執行抓取該物體的動作，如果在該次沒有識別到該物體，攝像頭所連的第二Arduino UNO開發板會給機械臂所連的第一Arduino UNO開發板另外一個信號，使得機械臂將不執行抓取物體的動作，轉而配合行走裝置一起運動至其它地方繼續讓攝像頭識別，如此循環，直至該次任務結束。

最后，需要注意的是，以上列舉的僅是本實用新型的具體實施例。顯然，本實用新型不限于以上實施例，還可以有很多變形。本領域的普通技術人員能從本實用新型公開的內容中直接導出或聯想到的所有變形，均應認為是本實用新型的保護范圍。