一种矿洞智能辅助搜救六足机器人

1.本实用新型涉及机器人技术领域，具体说的是一种矿洞智能辅助搜救六足机器人。


背景技术：

2.矿井和山洞发生塌陷后，由于容易发生二次事故，故人类不便进入，否则容易造成事故，导致更多的损失，如今矿井和山洞发生塌陷后大多采取的措施是通过事先在矿井安装好的各种传感器来检测矿井环境，这种方法具有局限性，传感器不足以遍布所有矿井环境，会带来很多检测盲区，灾难发生的地点很容易出现检测盲区，导致不能够采集矿井下数据；还有通过轮式机器人进入探索，由于轮式的结构，不能适应复杂地形，且体型过大，稍微截面比较大的障碍物履带就无法通过，并且自主性较差，无活体检测功能，由于机器人的模式控制单一，在出现意外或其他特殊情况时，无法切换手动控制模式，极大程度上限制了机器人的应用范围。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种矿洞智能辅助搜救六足机器人。所述自主搜救单元是以树莓派为主控，通过摄像头和探照灯的配合使用来进行视觉检测，获取画面经过树莓派处理后，发出相应指令控制执行单元，从而执行单元调用18个行走舵机执行不同步态和行走不同的方向，同时摄像头的画面回传给pc机；红外检测模块用于检测矿井被困者，发现被困者后，3个夹取舵机夹取标记模块，从而方便人类发现被困者；在遇到紧急情况时，能及时切换手动模式，人类通过pc机的按键远程控制六足机器人的行走，提高了搜救的更加智能化和多样化，解决了现有技术中存在的问题。
4.本实用新型所采用的技术方案是，一种矿洞智能辅助搜救六足机器人，包括执行单元、自主搜救单元、手动控制单元，执行单元作为本装置的底层单元与自主搜救单元直接相连，手动控制单元通过自主搜救单元和执行单元间接相连；
5.所述执行单元是由舵机控制板、18个行走舵机和3个夹取舵机组成；
6.所述自主搜救单元以树莓派为核心，树莓派连接摄像头、探照灯、无线通信模块、串口通信模块、红外检测模块、电源模块；
7.所述手动控制单元以pc机为主体，pc机通过无线通信模块和自主搜救单元通信。
8.所述执行单元的舵机控制板通过串口通信模块与自主搜救单元通信。
9.所述自主搜救单元连接标记模块、足尖开关。
10.所述手动控制单元的pc机通过按键控制执行单元，显示屏接收自主搜救单元传回来的画面。
11.本实用新型的有益效果是：
12.1、本实用新型在检测到被困者后，放置标记模块，标记模块在被放置后会发出报警声并闪烁，便于搜救人员发现被困者的位置。
13.2、本实用新型的行走单元采用足式结构，并在每个足尖安装足尖开关，当足尖触地时，会给树莓派一个信号，从而能更好的控制行走单元的步态。
14.3、本实用新型可以通过无线通信模块把摄像头的画面传给pc机，且人类可以通过pc 机的按键手动控制六足机器人的行走，这种手动模式和自动模式的随意切换，使搜救更加多样化。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本实用新型实施例矿洞智能辅助搜救六足机器人的总体结构示意图，包括执行单元、自主搜救单元、手动控制单元。
17.图2是本实用新型实施例基于舵机的执行单元结构示意图。
18.图3是本实用新型实施例基于树莓派的自主搜救单元结构示意图。
19.图4是本实用新型实施例基于pc机的手动控制单元结构示意图。
20.图中，1、执行单元，1
‑
1、舵机控制板，1
‑
2、18个行走舵机，1
‑
3、3个夹取舵机， 2、自主搜救单元，2
‑
1、树莓派，2
‑
2、摄像头，2
‑
3、探照灯，2
‑
4、无线通信模块，2
‑
5、串口通信模块，2
‑
6、红外检测模块，2
‑
7、标记模块，2
‑
8、足尖开关，2
‑
9、电源模块， 3、手动控制单元，3
‑
1、pc机，3
‑
2、按键，3
‑
3、显示屏。
具体实施方式
21.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.本实用新型实施例是一种矿洞智能辅助搜救六足机器人，如图1所示，包括执行单元1、自主搜救单元2、手动控制单元3；执行单元1作为本装置的底层单元与自主搜救单元 2通过串口通信模块2
‑
5连接；手动控制单元3与自主搜救单元2通过无线通信模块2
‑
4 连接，从而和执行单元1间接连接。
23.如图2所示，执行单元1是由舵机控制板1
‑
1、18个行走舵机1
‑
2和3个夹取舵机1
‑
3 组成，舵机控制板1
‑
1可以控制18个行走舵机1
‑
2执行相应的步态和控制3个夹取舵机 1
‑
3夹取标记模块2
‑
7。
24.如图3所示，自主搜救单元2以树莓派2
‑
1为核心，树莓派2
‑
1连接摄像头2
‑
2、探照灯2
‑
3，通过摄像头2
‑
2和探照灯2
‑
3的配合使用来进行视觉检测，获取画面经过树莓派2
‑
1处理后，发出相应指令控制执行单元1，从而执行单元1调用18个行走舵机1
‑
2执行不同步态和行走不同的方向；树莓派还连接无线通信模块2
‑
4用于和pc机3
‑
1的通信，串口通信模块2
‑
5用于和舵机控制板1
‑
1的通信，红外检测模块2
‑
6用于检测矿井被困者，发现被困者后，3个夹取舵机1
‑
3夹取标记模块2
‑
7放置被困者附近，从而方便人类发现被困者；树莓派2
‑
1连
接的足尖开关2
‑
8用于检测足尖是否着地，从而使六足机器人步态更加灵活，电源模块2
‑
9用于给六足机器人提供电能。
25.如图4所示，手动控制单元3以pc机3
‑
1为主体，pc机3
‑
1通过无线通信模块2
‑
4 和自主搜救单元2通信，pc机通过按键3
‑
2给树莓派2
‑
1发送指令，从而使树莓派2
‑
1控制执行单元1，达到手动控制六足机器人的目的，同时显示屏3
‑
3接收自主搜救单元2中摄像头2
‑
2传回来的画面，便于人类做出决策。
26.本实用新型实施例的工作原理：
27.本实用新型分为执行单元、自主搜救单元、手动控制单元这三个单元，自主搜救单元是以树莓派为主控，通过摄像头和探照灯的配合使用来进行视觉检测，获取画面经过树莓派处理后，发出相应指令控制执行单元，从而执行单元通过舵机控制板调用18个行走舵机执行不同步态和行走不同的方向，其中足尖开关可以反馈给每条腿是否着地，使六足机器人的步态更加灵活；其中红外检测模块用于检测矿井被困者，发现被困者后，3个夹取舵机夹取标记模块放在被困者的附近，从而方便人类发现被困者；在遇到紧急情况时，能及时切换手动模式，人类通过摄像头回传给pc机的画面做出决策，人类通过控制pc机的按键远程控制六足机器人的行走。
28.需要说明的是，在本实用新型中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
29.本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
30.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。