化工灾害救援的搜救机器人的制作方法

文档序号:11560940阅读:286来源:国知局

本实用新型涉及智能机器人技术领域,特别是一种化工灾害搜救机器人。



背景技术:

目前已经应用的化工灾害搜救机器人,大多是在远程遥控的作用下实现避障功能,不能实现搜救机器人的自主避障,数据通信采用串口和ZigBee方式,受到距离的限制,环境信息采集的过程中,摄像头不能实现水平方向和垂直方向的同时移动。市场急需提供一种可以实现全方位环境信息采集,远距离通信,自主避障功能的化工灾害搜救机器人,本实用新型能够解决这些问题。



技术实现要素:

为解决现有技术的不足,本实用新型的目的在于提供一种可以实现全方位环境信息采集,远距离通信,自主避障功能的化工灾害救援的搜救机器人。

为了实现上述目标,本实用新型采用如下的技术方案:

化工灾害救援的搜救机器人,包括:电源组件,带动机器人运动的滚轮组件,感知周边障碍物与行走装置之间距离的超声波测距器,实现360全方位旋转的摄像头云台组件,接收超声波测距器、摄像头云台组件的信息的主控制芯片,传递信息的无线通信件,连接于主控制芯片的定位模块,连接于滚轮组件的电机,连接于主控制芯片并控制电机的电机控制模块。

前述的化工灾害救援的搜救机器人,超声波测距器由7路超声波产生器组成,7路超声波产生器分别位于搜救机器人的正前方,左前方,右前方,左侧,右侧,右后方,左后方。

前述的化工灾害救援的搜救机器人,摄像头云台组件组成有:摄像机,连接于摄像机并可以在垂直方向上360度旋转的第一舵机,能够在水平方向旋转360度并固定于第一舵机上的第二舵机。

前述的化工灾害救援的搜救机器人,电源组件包括:供电的7.2V镍铬电池,输出3.3V电压的AMS117稳压芯片,输出5V电压的LM2940稳压芯片,输出12V电压的MC34063升压芯片,输出3V~12V可调电压的LM2941稳压芯片。

前述的化工灾害救援的搜救机器人,电机控制模块由8块BTS7970电机驱动模块构成,每个电机需要2块BTS7970电机驱动模块构成一个全桥电路驱动。

前述的化工灾害救援的搜救机器人,还包括:连接于电源组件的微控制器,同轴安装于电机并连接于微控制器的速度反馈模块。

前述的化工灾害救援的搜救机器人,速度反馈模块为霍尔编码器。

前述的化工灾害救援的搜救机器人,微控制器为STM32F407ZGT6微控制器。

前述的化工灾害救援的搜救机器人,无线通信件由SIM900A为主要芯片的GPRS模块构成。

前述的化工灾害救援的搜救机器人,定位模块由ATK-NEO-6M-GPS模块构成。

本实用新型的有益之处在于:本实用新型提供一种可以实现全方位环境信息采集,远距离通信,自主避障功能的化工灾害救援的搜救机器人。本实用新型通过超声波测距器实时检测障碍物与机器人的距离,同时通过STM32编程设置避障时的安全距离,如果小于安全距离搜救机器人停止前进,原地变向,如果大于安全距离搜救机器人减速变向,自主避障能力强。超声波测距器具有7路阵列,实现多角度数据采集,灾害现场环境信息捕捉效果好;滚轮组件为四轮式底盘结构,稳定性强;定位模块实现精准定位,无线通信件实现远距离通信,对搜救机器人的实时监控效果好。

附图说明

图1是本实用新型的一种结构示意图;

图中附图标记的含义:

1、2、3、4、5、6、7 超声波测距器,8 GPS模块,9 GPRS模块,10 主控制芯片,11 电机驱动模块,12 第一舵机,13 第二舵机,14 摄像机,15 底盘,16 四轮滚轮。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作具体的介绍。

化工灾害救援的搜救机器人,包括:电源组件,带动机器人运动的滚轮组件,感知周边障碍物与行走装置之间距离的超声波测距器1、2、3、4、5、6、7,实现360全方位旋转的摄像头云台组件,接收超声波测距器1、2、3、4、5、6、7、摄像头云台组件的信息的主控制芯片10,传递信息的无线通信件,连接于主控制芯片10的定位模块,连接于滚轮组件的电机,连接于主控制芯片10并控制电机的电机控制模块。滚轮组件组成有:承载零件的底盘15,置于上述底盘15下的四轮滚轮16。作为一种优选,摄像机14为OV2640摄像头,主控制芯片10为STM32F407芯片。

超声波测距器1、2、3、4、5、6、7由7路超声波产生器组成,7路超声波产生器分别位于搜救机器人的正前方,左前方,右前方,左侧,右侧,右后方,左后方。通过多个超声波模块将只能机器人的周边障碍物进行检测,从而避免与障碍物的碰撞。

摄像头云台组件组成有:摄像机14,连接于摄像机14并可以在垂直方向上360度旋转的第一舵机12,能够在水平方向旋转360度并固定于第一舵机12上的第二舵机13。第二舵机13实现水平方向旋转360,第一舵机12实现垂直方向上的360旋转,从而实现摄像机14的360全方位旋转;使得勘测更加精准。

电源组件包括:供电的7.2V镍铬电池,输出3.3V电压的AMS117稳压芯片,输出5V电压的LM2940稳压芯片,输出12V电压的MC34063升压芯片,输出3V~12V可调电压的LM2941稳压芯片。

电机控制模块由8块BTS7970电机驱动模块11构成,每个电机需要2块BTS7970电机驱动模块11构成一个全桥电路驱动。

搜救机器人,还包括:连接于电源组件的微控制器,同轴安装于电机并连接于微控制器的速度反馈模块。作为一种优选,速度反馈模块为霍尔编码器;微控制器为STM32F407ZGT6微控制器。

无线通信件由SIM900A为主要芯片的GPRS模块9构成。定位模块由ATK-NEO-6M-GPS模块8构成。由GPS模块8定位,根据摄像头采集实时环境情况,将实时数据通过GPRS模块9传送到主控制芯片10。

7路超声波测距模块(HC-SR04)实现对周边障碍物远近的感知,通过主控制芯片10的PA2、PB14引脚控制OV2640摄像头旋转,将环境信息进行拍照,然后传送给主控制芯片10STM32,再通过GPRS模块9实现对照片数据的传输,通过GPS实现对小车的定位,主控制芯片10通过对周边环境状况的分析,发送控制信号给SN74HC244电机驱动芯片,从而控制电机避开障碍物,继续前进,进行搜救。

本实用新型提供一种可以实现全方位环境信息采集,远距离通信,自主避障功能的化工灾害救援的搜救机器人。本实用新型通过超声波测距器1、2、3、4、5、6、7实时检测障碍物与机器人的距离,同时通过STM32编程设置避障时的安全距离,如果小于安全距离搜救机器人停止前进,原地变向,如果大于安全距离搜救机器人减速变向,自主避障能力强。超声波测距器1、2、3、4、5、6、7具有7路阵列,实现多角度数据采集,灾害现场环境信息捕捉效果好;滚轮组件为四轮式底盘15结构,稳定性强;定位模块实现精准定位,无线通信件实现远距离通信,对搜救机器人的实时监控效果好。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解,上述实施例不以任何形式限制本实用新型,凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案,均落在本实用新型的保护范围内。

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