一种基于多红外传感器识别的自主越障系统的制作方法

本实用新型涉及一种基于多红外传感器识别的自主越障系统，属于障碍物识别技术领域。

背景技术：

超高压输电线的巡检检查对保护电网的安全是非常必要的，定期对输电线路进行安全巡检是一项艰苦而重要的工作。超高压输电线分布广泛，部分地区地理环境较为复杂，人工巡检方式由于劳动强度大，巡检精度低，已经不再适用，因此只能寻求新的巡检方式。利用机器人代替人工实现线路的自动化巡检已经成为目前电力机器人研究的热点之一。但是超高压输电线路环境复杂，大部分巡检机器人识别障碍能力低，或者部分机器人能识别部分障碍但不能实现自主越障功能，为机器人的巡检和运输工作带来了不便。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提供了一种基于多红外传感器识别的自主越障系统，可以实现巡检机器人的自主越障功能。

本实用新型是通过如下技术方案来实现的：一种基于多红外传感器识别的自主越障系统，巡检机器人包括控制箱，所述控制箱内设置控制系统，所述控制箱的顶部设置有前臂、中臂和后臂，位于两端的前臂和后臂顶部设有开合电机，驱动轮组下方连接有伸缩电机，实现手臂伸缩动作，控制箱及中臂通过滑移电机实现左右滑移动作，两端的前臂和后臂通过回摆电机的带动进行来回摆动动作，自主越障系统包括采集模块、控制模块和执行模块，采集模块的输出端与控制模块的输入端通讯连接，所述控制模块的输出端与执行模块的输入端通讯连接，所述采集模块包括红外线传感器，所述控制模块包括主机和从机，所述主机和从机均以嵌入式微处理器为核心，包括FLASH存储器、SDRAM存储器和由复位芯片组成的复位电路，其外围功能电路包括有传感器信号处理电路和电机驱动电路。

优选地，所述主机和从机均采用STM32单片机，所述主机和所述从机采用RS232串口通讯。主机负责接收各个红外线传感器传来的信号，并经过处理，结合设定的程序，主机将指令传输给从机，从机结合相关程序控制机器人的执行模块实现相关动作。

优选地，所述红外线传感器包括漫反射式红外线传感器和对射式红外线传感器，所述漫反射式红外线传感器布置于前臂和后臂顶部的驱动轮组的上部，沿轮槽的正向及反向布置两个，所述对射式红外线传感器放置于前臂和后臂的开合部内侧。漫反射式红外传感器用于检测巡检线路中所遇的各个障碍如防震锤、悬垂线夹等；对射式红外线传感器主要用于越障过程中检测脱线及抱线情况，确保机器人本体具有正确的位姿及实现正确的越障动作。

优选地，所述执行模块包括两台电机驱动器及由其驱动的两台直流行走电机和H桥电路组成的电机驱动电路及由其驱动的十台直流电机，其中，包括三个手臂的开合电机、三个手臂的伸缩电机、前臂和后臂的回摆电机、一个控制箱的滑移电机及一个中臂的滑移电机。

本实用新型申请中，巡检机器人中的采集模块识别悬垂线夹障碍或防震锤障碍时，若遇到障碍时两传感器中至少会有一个识别障碍返回低电平信号至主机，主机立即采集信号并经过程序处理发送相关指令至从机，从机得到指令并分析指令，结合相关程序开始执行跨越悬垂线夹或防震锤动作；机器人抱线及脱线检测中，对射式红外线传感器的型号为数字型传感器，在越障过程中，若检测到输电线时传感器返回低电平信号至主机，主机立即采集信号并经过程序处理发送相关指令至从机，从机结合相关程序控制相应电机执行相关动作。综上所述，在自主越障系统的配合下，巡检机器人可以实现自动识别障碍和输电线，达到自主越障的功能。

附图说明

图1是本实用新型实施例中所述自主越障系统的模块框图；

图2是本实用新型实施例中所述自主越障系统的越障流程图。

具体实施方式

下面通过非限定性的实施例并结合附图对本实用新型作进一步的说明：

本实用新型实施例提供了一种基于多红外传感器识别的自主越障系统，巡检机器人包括控制箱，所述控制箱内设置控制系统，所述控制箱的顶部设置有前臂、中臂和后臂，位于两端的前臂和后臂顶部设有开合电机，驱动轮组下方连接有伸缩电机，实现手臂伸缩动作，控制箱及中臂通过滑移电机实现左右滑移动作，两端的前臂和后臂通过回摆电机的带动进行来回摆动动作，自主越障系统包括采集模块、控制模块和执行模块，采集模块的输出端与控制模块的输入端通讯连接，所述控制模块的输出端与执行模块的输入端通讯连接，所述采集模块包括红外线传感器，所述控制模块包括主机和从机，所述主机和从机均以嵌入式微处理器为核心，包括FLASH存储器、SDRAM存储器和由复位芯片组成的复位电路，其外围功能电路包括有传感器信号处理电路和电机驱动电路。

所述主机和从机均采用STM32单片机，所述主机和所述从机采用RS232串口通讯。主机负责接收各个红外线传感器传来的信号，并经过处理，结合设定的程序，主机将指令传输给从机，从机结合相关程序控制机器人的执行模块实现相关动作。

所述红外线传感器包括漫反射式红外线传感器和对射式红外线传感器，所述漫反射式红外线传感器布置于前臂和后臂顶部的驱动轮组的上部，沿轮槽的正向及反向布置两个，呈水平姿态，安装方式为螺栓连接，所述对射式红外线传感器放置于前臂和后臂的开合部内侧，漫反射式红外传感器用于检测巡检线路中所遇的各个障碍如防震锤、悬垂线夹等；对射式红外线传感器主要用于越障过程中检测脱线及抱线情况，确保机器人本体具有正确的位姿及实现正确的越障动作。

所述执行模块包括两台电机驱动器及由其驱动的两台直流行走电机和H桥电路组成的电机驱动电路及由其驱动的十台直流电机，其中，包括三个手臂的开合电机、三个手臂的伸缩电机、前臂和后臂的回摆电机、一个控制箱的滑移电机及一个中臂的滑移电机。

本实用新型申请中，巡检机器人中的采集模块识别悬垂线夹障碍或防震锤障碍时，若遇到障碍时两传感器中至少会有一个识别障碍返回低电平信号至主机，主机立即采集信号并经过程序处理发送相关指令至从机，从机得到指令并分析指令，结合相关程序开始执行跨越悬垂线夹或防震锤动作；机器人抱线及脱线检测中，对射式红外线传感器的型号为数字型传感器，在越障过程中，若检测到输电线时传感器返回低电平信号至主机，主机立即采集信号并经过程序处理发送相关指令至从机，从机结合相关程序控制相应电机执行相关动作。综上所述，在自主越障系统的配合下，巡检机器人可以实现自动识别障碍和输电线，达到自主越障的功能。

将前臂正向两传感器分别命名为前臂前行障碍传感器和前臂辅助前行障碍传感器，将后臂正向两传感器分别命名为后臂前行障碍传感器和后臂辅助前行障碍传感器，具体的运行流程如下：以前行为例，机器人高速前进——前臂前行障碍传感器和前臂辅助前行障碍传感器得到信号(悬垂线夹障碍检测)——机器人停止——中臂前移——中臂上升——中臂手部开——前臂上升——前臂对射式红外线传感器得到信号(脱线检测)——前臂手部开——前臂收缩——中臂后移——控制箱后移——中臂收缩——前臂上升——前臂对射式红外线传感器得到信号(抱线检测)——前臂手部闭合——前臂收缩——中臂手部开——中臂收缩——机器人慢速前进——后后臂前行障碍传感器和后臂辅助前行障碍传感器得到信号(悬垂线夹障碍检测)——机器人停止——中臂前移——箱体前移——中臂上升——中臂手部闭合——中臂收缩——后臂上升——后臂对射式红外线传感器得到信号(脱线检测)——后臂手部开——后臂收缩——中臂上升——中臂后移——后臂上升——对射式红外线传感器得到信号(抱线检测)——后臂手部闭合——后臂收缩——中臂上升——中臂手部开——中臂收缩——机器人高速前进，至此越过悬垂线夹的过程结束。

以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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，均应包含在本实用新型的保护范围之内。