[發明專利]一種基于機器視覺和機械臂的智能貓砂清理裝置

在審

• 申請號: 202010840564.1
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111802255A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 李士豪;其他發明人請求不公開姓名
• 申請（專利權）人: 李青山
• 主分類號: A01K1/01
• 分類號: A01K1/01;G01V8/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于機器視覺和機械臂的智能貓砂清理裝置，包括圖像傳感器、機械臂、鏟子或夾爪等承載或固定裝置、處理器、控制電路、收納容器、電源等多個功能模塊；本發明的核心在于采用機器視覺和機械臂來模擬人清理貓砂的行為，所述承載或固定裝置用于對結塊貓砂或者貓屎塊等其他異物從貓砂中分離出來并承載轉移，同時可以不夾帶或漏掉干凈貓砂，其包括但不限于帶孔的鏟子、機械手或者爪子、夾具等；當貓咪在貓砂中排便并掩埋完離開后（不論大小便均會變成貓砂結塊的形態），所述機械臂將通過承載固定裝置例如鏟子對貓砂進行耙的動作或搜刮的動作，當貓砂下面的結塊暴露在貓砂表面后，攝像頭通過機器視覺會迅速將結塊定位，并用機械臂配合承載固定裝置例如鏟子對結塊進行承載并運送至收納空間內儲存。本發明通過機械臂和機器視覺實現對貓砂的自動清理可以極大的減少養貓家庭的氣味問題以及令人們反感的清理糞便過程，為寵物家庭家居生活提供極大的便利。

技術領域

本發明涉及一種應用于寵物衛生領域的智能硬件，具體是一種基于機器視覺和機械臂的智能貓砂清理裝置。

背景技術

隨著國內小康群體的不斷增多，養寵物也成為了一種時尚，尤其是貓作為一種非常萌的室內寵物，廣泛被大眾喜愛，貓是一種非常愛干凈的動物，其上廁所基本在貓砂之中并多會掩埋，而糞便與貓砂會發生結塊，貓砂結塊雖然比較好打理，但由于貓的糞便非常臭，所以需要及時清理且過程并不令人舒適，隨著信息技術發展和摩爾定律推動，智能化的浪潮已經滲透到我們生活的各個方面，尤其是機器視覺技術和機械臂均開始廣泛進入工業領域，這是因為工業領域的場景相對標準化，對于民用領域，機器視覺還沒有過多涉足，但這里，貓砂的清理事實上是一個非常標準化的場景，同時也是人們反感去做的場景，利用深度學習算法訓練結合機器視覺可以很好的從貓砂中識別貓砂結塊，再結合機械臂可以很好的去模擬人鏟貓砂的動作，盡管近幾年市面上已經出現了一些智能貓砂盆，但大多是基于球狀旋轉式，占地面積和體積均很大，堪比一臺洗衣機，不太適用于廣大中國公寓家庭，而采用機械臂的解決方案非常小型化，不會給家庭增加額外的擺放負擔，而且相比之下，采用機械臂方案所消耗塑料等原材料會大大減少，不但極大的減少環保壓力也可以成本更加低廉。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種可以減少異味且不需要人來打理的智能貓廁所，從而為廣大養貓家庭帶來極大的便利。

為了解決上述技術問題，本發明提供的技術方案如下：一種基于機器視覺和機械臂的智能貓砂清理裝置，包括機械臂、承載或固定裝置、圖像傳感器、處理器及配套電路板、電源等主要核心部件，亦可包含貓砂盆和配套儲存空間。

所述機械臂包括但不限于關節式機械臂，轉動部件包括但不限于舵機、永磁電機、直流無刷電機等機電裝置；機械臂結合所述承載或固定裝置可以對貓砂結塊或屎塊等異物進行移動，使其從貓砂中分離出來，所述承載或固定裝置包括但不限于鏟子、夾子、爪子、機械手等夾具或載具。作為最優的，鏟子上設有網孔，可以使得干凈的貓砂漏回盆內。當貓砂結塊埋在貓砂下面時，機械臂可以配合承載或固定裝置對貓砂進行耙或刮的動作，清理完畢后亦可對貓砂面進行耙或刮直至貓砂平整。

所述圖像傳感器可以觀察到整個盆內情況，結合處理模塊上搭載的機器視覺算法可以對盤內異物進行定位，并控制機械臂完成轉運。作為最優的，圖像傳感器可以是CMOS圖像傳感器或者紅外成像傳感器。

作為改進，所述配套儲存空間平時處于密閉狀態，而在機械臂需要其開啟時可以自動開啟，其亦可集成自動打包功能，在人們需要傾倒時可以自動打包，該打包功能僅作為產品潛在功能描述而不在本發明要求內。

作為改進的，本發明可以利用機器視覺或者紅外傳感器來感知貓進出貓砂盆，從而當貓在盤內時機械臂停止工作，當貓進出貓砂盆后，若發現貓砂結塊則進行清理，若沒有發現貓砂結塊則控制模塊可以控制機械臂對貓砂進行耙刮動作，將隱藏的貓砂結塊耙至表面，若依然沒有發現貓砂結塊則機械臂回到初始態并停止工作。

附圖說明