一种可实现机器自控和人工遥控的救援清障机器人的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种可实现机器自控和人工遥控的救援清障机器人，属于消防机器人技术领域。
【背景技术】
[0002]救援机器人作为机器人领域一个重要研究方向，在灾后救援中起着至关重要的作用，在欧美等发达国家具有较为广泛的应用，在发展中国家作为科技研发产物进行试点实验，可以显著提高灾后救援效率，从而降低生命财产损失。
[0003]现有技术中存在一些亟待解决问题，例如:基于人工控制，远程遥控信号易中断；缺少清障供能的机械臂;在机器人从储存点到火场过程中由于堵车等原因带来救援时机的错失等，这些问题在一定程度上降低了救援机器人的普及。
[0004]基于以上原因，需要一种集机器自控和人工遥控模式为一体的救援清障机器人被设计出来，能在自控模式下实现自主救援的同时在人工遥控的模式下实现远程清障和操作救援，解决现况中存在的问题。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的在于:针对现有技术的缺陷，提出了一种可实现机器自控和人工遥控的救援清障机器人，由于机械臂清障功能的增加，可以有效解决障碍物的挪动问题，并通过RF通讯数传模块控制机器人的运行状态可以提高灾后的反应速度并满足消防员救援的需求，通过无线图传声传模块反馈现场信息，具有实时展示性。
[0006]本实用新型所采用的技术方案是:一种可实现机器自控和人工遥控的救援清障机器人，包括机械系统、通讯系统、传感器系统和控制系统四个部分，其中机械系统实现机器人的基本运动和救援清障功能;通讯系统实现数据的接受反馈以及视频的实时传输功能；传感器系统实现搜索待救人员、记录气体浓度和着火点信息的功能，控制系统作为机器人的控制核心协调各个系统的运行。
[0007]在本实用新型中:所述的机械系统包括基本机械单元和功能性机械单元，基本机械单元包括搭建机器人的机械结构和实现移动越障的运动结构，其中运功结构中选用履带车作为底盘，用来提高越障能力和行走的稳定性;功能性机械单元包括清障作用的机械臂和位于底部的救援仓结构。
[0008]在本实用新型中:所述的通讯系统包括RF通讯数传模块和无线图传声传模块，其中RF通讯数传模块作为媒介实现传感器系统向PC端传递信息，并可以接受来自PC端信号实现RF通讯数传模块的空中唤醒功能，进行机器自控和人工遥控模式的切换;无线图传声传模块实现视频和声音对PC端的实时传输。
[0009]在本实用新型中:所述的控制系统选用具有较高的运算处理能力的STM32单片机。
[0010]采用上述技术方案后，本实用新型的有益效果为:集机器自控和人工遥控模式为一体的救援清障机器人，能在自控模式下实现自主救援的同时在人工遥控的模式下实现远程清障和操作救援，可以显著的提高灾后救援效率，从而降低生命财产损失。
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型的系统结构示意图。
[0012]图中:1-机械系统，2-通讯系统，3-传感器系统，4-控制系统，5-基本机械单元，6-功能性机械单元，7-机械结构，8-运动结构，9-机械臂，10-救援仓，I1-RF通讯数传模块，12-无线图传声传模块，13-PC端。
【具体实施方式】
[0013]下面将结合附图对本实用新型作进一步的说明。
[0014]由图1可见，一种可实现机器自控和人工遥控的救援清障机器人，包括机械系统1、通讯系统2、传感器系统3和控制系统4四个部分，其中机械系统I实现机器人的基本运动和救援清障功能;通讯系统2实现数据的接受反馈以及视频的实时传输功能;传感器系统3实现搜索待救人员、记录气体浓度和着火点信息的功能，控制系统4作为机器人的控制核心协调各个系统的运行。机械系统I包括基本机械单元5和功能性机械单元6两个部分，基本机械单元5包括搭建机器人的机械结构7和实现移动越障的运动结构8;功能性机械单元6包括清障作用的机械臂9和位于底部的救援仓结构10。通讯系统2包括RF通讯数传模块11和无线图传声传模块12，其中RF通讯数传模块11作为媒介实现传感器系统向PC端13传递信息，并可以接受来自PC端13信号实现RF通讯数传模块11的空中唤醒功能，进行机器自控和人工遥控模式的切换;无线图传声传模块12实现视频和声音对PC端13的实时传输。本专利中的机器人选用履带车作为底盘，以便提高越障能力和行走的稳定性。控制系统4选用具有较高的运算处理能力的STM32单片机;RF通讯数传模块11使用SX1278数传模块，提高在非空旷地区信号的稳定性。
[0015]日常状态下，机器人为睡眠状态，机器人的控制器为待机状态。当消防系统中的火焰传感器或烟雾传感器判定场地为火灾后，消防系统通过Wifi模块传输信号给救援清障机器人的控制器，控制器改变机器人的使能端使救援清障机器人处于唤醒状态并进入机器自控模式。救援清障机器人沿着墙壁进行搜索，运用超声波测距传感器保持与墙壁的距离，当人体感应模块检测到待救人员后，打开救援仓10，语音提示待救人员进入救援仓10，待其进入后关闭舱门并运动到预设定的安全地点，并返回上次搜救的位置继续执行搜救指令。在消防员到达现场后，通过PC端13发送信号使PC端13和救援清障机器人构成主从机关系，通过RF通讯数传模块11实现传感器系统3感知数据反馈给PC端13，以及PC端13对机器人的行走、救援仓10以及机械臂9的控制，实施远程遥控;并通过无线图传声传模块12实时反馈现场。PC端13可通过取消RF通讯结束对救援清障机器人的控制，使其转入机器自控状态。待完成全部救援任务后，机器人返回储存点并实现无线充电，从而完成一个完整的救援过程。
[0016]以上对本实用新型的【具体实施方式】进行了描述，但本实用新型并不限于以上描述。对于本领域的技术人员而言，任何对本技术方案的同等修改和替代都是在本实用新型的范围之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。
【主权项】
1.一种可实现机器自控和人工遥控的救援清障机器人，其特征在于:包括机械系统、通讯系统、传感器系统和控制系统四个部分，其中机械系统实现机器人的基本运动和救援清障功能;通讯系统实现数据的接受反馈以及视频的实时传输功能;传感器系统实现搜索待救人员、记录气体浓度和着火点信息的功能，控制系统作为机器人的控制核心协调各个系统的运行;其中，所述的机械系统包括基本机械单元和功能性机械单元，基本机械单元包括搭建机器人的机械结构和实现移动越障的运动结构，其中运功结构中选用履带车作为底盘，用来提高越障能力和行走的稳定性;功能性机械单元包括清障作用的机械臂和位于底部的救援仓结构;所述的通讯系统包括RF通讯数传模块和无线图传声传模块，其中RF通讯数传模块作为媒介实现传感器系统向PC端传递信息，并可以接受来自PC端信号实现RF通讯数传模块的空中唤醒功能，进行机器自控和人工遥控模式的切换;无线图传声传模块实现视频和声音对PC端的实时传输;所述的控制系统选用具有较高的运算处理能力的STM32单片机。
【专利摘要】本实用新型涉及一种可实现机器自控和人工遥控的救援清障机器人，包括机械系统、通讯系统、传感器系统和控制系统四个部分，其中机械系统实现机器人的基本运动和救援清障功能；通讯系统实现数据的接受反馈以及视频的实时传输功能；传感器系统实现搜索待救人员、记录气体浓度和着火点信息的功能，控制系统作为机器人的控制核心协调各个系统的运行。本实用新型集机器自控和人工遥控模式为一体的救援清障机器人，能在自控模式下实现自主救援的同时在人工遥控的模式下实现远程清障和操作救援，可以显著的提高灾后救援效率，从而降低生命财产损失。
【IPC分类】B25J11/00
【公开号】CN205255012
【申请号】CN201521041114
【发明人】倪银堂, 王振豪, 吕迪洋, 夏佳明
【申请人】南京工程学院
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月15日