[发明专利]一种基于机器视觉和机械臂的智能猫砂清理装置

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉和机械臂的智能猫砂清理装置，包括图像传感器、机械臂、铲子或夹爪等承载或固定装置、处理器、控制电路、收纳容器、电源等多个功能模块；本发明的核心在于采用机器视觉和机械臂来模拟人清理猫砂的行为，所述承载或固定装置用于对结块猫砂或者猫屎块等其他异物从猫砂中分离出来并承载转移，同时可以不夹带或漏掉干净猫砂，其包括但不限于带孔的铲子、机械手或者爪子、夹具等；当猫咪在猫砂中排便并掩埋完离开后（不论大小便均会变成猫砂结块的形态），所述机械臂将通过承载固定装置例如铲子对猫砂进行耙的动作或搜刮的动作，当猫砂下面的结块暴露在猫砂表面后，摄像头通过机器视觉会迅速将结块定位，并用机械臂配合承载固定装置例如铲子对结块进行承载并运送至收纳空间内储存。本发明通过机械臂和机器视觉实现对猫砂的自动清理可以极大的减少养猫家庭的气味问题以及令人们反感的清理粪便过程，为宠物家庭家居生活提供极大的便利。

技术领域

本发明涉及一种应用于宠物卫生领域的智能硬件，具体是一种基于机器视觉和机械臂的智能猫砂清理装置。

背景技术

随着国内小康群体的不断增多，养宠物也成为了一种时尚，尤其是猫作为一种非常萌的室内宠物，广泛被大众喜爱，猫是一种非常爱干净的动物，其上厕所基本在猫砂之中并多会掩埋，而粪便与猫砂会发生结块，猫砂结块虽然比较好打理，但由于猫的粪便非常臭，所以需要及时清理且过程并不令人舒适，随着信息技术发展和摩尔定律推动，智能化的浪潮已经渗透到我们生活的各个方面，尤其是机器视觉技术和机械臂均开始广泛进入工业领域，这是因为工业领域的场景相对标准化，对于民用领域，机器视觉还没有过多涉足，但这里，猫砂的清理事实上是一个非常标准化的场景，同时也是人们反感去做的场景，利用深度学习算法训练结合机器视觉可以很好的从猫砂中识别猫砂结块，再结合机械臂可以很好的去模拟人铲猫砂的动作，尽管近几年市面上已经出现了一些智能猫砂盆，但大多是基于球状旋转式，占地面积和体积均很大，堪比一台洗衣机，不太适用于广大中国公寓家庭，而采用机械臂的解决方案非常小型化，不会给家庭增加额外的摆放负担，而且相比之下，采用机械臂方案所消耗塑料等原材料会大大减少，不但极大的减少环保压力也可以成本更加低廉。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种可以减少异味且不需要人来打理的智能猫厕所，从而为广大养猫家庭带来极大的便利。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种基于机器视觉和机械臂的智能猫砂清理装置，包括机械臂、承载或固定装置、图像传感器、处理器及配套电路板、电源等主要核心部件，亦可包含猫砂盆和配套储存空间。

所述机械臂包括但不限于关节式机械臂，转动部件包括但不限于舵机、永磁电机、直流无刷电机等机电装置；机械臂结合所述承载或固定装置可以对猫砂结块或屎块等异物进行移动，使其从猫砂中分离出来，所述承载或固定装置包括但不限于铲子、夹子、爪子、机械手等夹具或载具。作为最优的，铲子上设有网孔，可以使得干净的猫砂漏回盆内。当猫砂结块埋在猫砂下面时，机械臂可以配合承载或固定装置对猫砂进行耙或刮的动作，清理完毕后亦可对猫砂面进行耙或刮直至猫砂平整。

所述图像传感器可以观察到整个盆内情况，结合处理模块上搭载的机器视觉算法可以对盘内异物进行定位，并控制机械臂完成转运。作为最优的，图像传感器可以是CMOS图像传感器或者红外成像传感器。

作为改进，所述配套储存空间平时处于密闭状态，而在机械臂需要其开启时可以自动开启，其亦可集成自动打包功能，在人们需要倾倒时可以自动打包，该打包功能仅作为产品潜在功能描述而不在本发明要求内。

作为改进的，本发明可以利用机器视觉或者红外传感器来感知猫进出猫砂盆，从而当猫在盘内时机械臂停止工作，当猫进出猫砂盆后，若发现猫砂结块则进行清理，若没有发现猫砂结块则控制模块可以控制机械臂对猫砂进行耙刮动作，将隐藏的猫砂结块耙至表面，若依然没有发现猫砂结块则机械臂回到初始态并停止工作。

附图说明