一种爬楼搜救智能车的制作方法_2

文档序号:9110849阅读:来源:国知局
B,可以表示:单独存在A,单独存在B,同时存在A和B三种情况,本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系,表示可以存在两种关系,例如,A/和B,可以表示:单独存在A,单独存在A和B两种情况,另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
[0023]实施例一
[0024]图1示出了本实施例提供的爬楼搜救智能车的截面结构示意图,图2示出了本实施例提供的爬楼搜救智能车的俯视结构示意图,图3示出了本实施例提供的爬楼搜救智能车在爬越楼梯过程中步骤SlOl所示的示意图,图4示出了本实施例提供的爬楼搜救智能车在爬越楼梯过程中步骤S102所示的示意图,图5示出了本实施例提供的爬楼搜救智能车在爬越楼梯过程中步骤S103所示的示意图,图6示出了本实施例提供的爬楼搜救智能车在爬越楼梯过程中步骤S104所示的示意图。所述爬楼搜救智能车,包括车体1、驱动轮2、齿轮传动装置3、机械臂4和导轮5 ;所述车体I上配置有主控模块101、电机驱动模块102、三轴陀螺仪模块103、摄像头模块104和无线收发模块105,主控模块101分别连接电机驱动模块102、三轴陀螺仪模块103和无线收发模块105,无线收发模块105同时连接摄像头模块104 ;所述齿轮传动装置3位于所述车体I沿行走方向上的一侧下部,且通过轮齿啮合方式分别连接所述电机驱动模块102和所述机械臂4的一端,所述机械臂4的另一端连接所述导轮5。
[0025]如图1和图2所示,在所述搜救智能车的结构中,所述三轴陀螺仪模块103用于获取所述智能车的车身倾斜度信息,并将得到的车身倾斜度信息送至主控模块101 ;所述摄像头模块104用于采集视频图像信息,并将得到的视频图像信息送至无线收发模块105 ;所述无线收发模块105用于向远端监控设备发送包含视频图像信息的无线信号和/或接收来自远端监控设备的且包含控制指令信息的无线信号,并将接到的控制指令信息送至主控模块101 ;所述主控模块101用于根据车身倾斜度信息或远程控制指令信息控制电机驱动模块102、驱动轮2和导轮5协作,实现所述智能车在搜救场所的移动,例如地面行走和楼梯爬越等移动行为;所述电机驱动模块102用于在爬越楼梯或下楼梯时提供转动动能,并通过齿轮传动装置3将转动动能转递至所述机械臂4,使所述机械臂4起到一个撑杆作用,将所述智能车撑上楼梯或撑下楼梯,从而实现爬越楼梯或下楼梯的移动行为;所述导轮5用于在爬越楼梯或下楼梯时与地面接触,驱动所述智能车前行或后退,阻止驱动轮2打滑,并最终使四个驱动轮2完全爬越或下行至上一级楼梯平面。
[0026]如图2所示,所述车体I上还配置有连接各个模块的电源模块108,为各个模块提供能源支持。作为优化的,所述电源模块108采用型号为LM2576的线性开关电源器件,LM2576型线性开关电源器件内含固定频率振荡器和基准稳压器,并具有完善的保护电路,包括电流限制及热关断电路等,采用极少的外围器件便可搭建具有高效稳压的电源电路,从而易于满足所述智能车在功耗及续航时间上的需求。此外,所述驱动轮2有四个,并位于所述车体I的底部且呈两两一组对称布置,用于实现所述智能车在地面上的行走。
[0027]具体的,所述无线收发模块105可以是但不限于是GSM (Global System forMobile Communicat1,全球移动通信系统)无线收发模块、WiFi (Wi_Fi,无线保真,一种无线通信协议标准)无线收发模块和 WiMax (Worldwide Interoperability for MicrowaveAccess,微波存取全球互通)无线收发模块等其它无线收发模块中的任意一种或它们的任意组合。作为优化的,所述无线收发模块105为WIFI无线路由器,具有穿透性强、传输距离远和传输速度高等优点,适合于所述智能车的无线通信需求。所述WIFI无线路由器的操作系统可以是但不限于是OpenWrt系统(一种在嵌入式设备上运行的Iinux系统,可使WIFI无线路由器成为一个运行Linux系统的小型电脑),将所述摄像头模块104对应的Linux驱动程序配置在所述WIFI无线路由器上,即可实现所述无线收发模块105对来自所述摄像头模块104的视频图像信息进行处理,并将视频图像信息无线发送至远端监控设备。此外,所述控制指令信息从远端控制设备向所述主控模块101发送的方式还可以按照如下方式进行:控制者通过远端监控设备访问所述WIFI路由器的地址,进而打开运行在所述WIFI路由器上的PHP (Hypertext Preprocessor,超级文本预处理语言)网页,然后利用PHP网页将通过按键操作产生的按键信息转化为控制指令信息,最终通过TTL串口线路将控制指令信息传递至主控模块101,从而实现远程无线控制。所述远程监控设备为配置有无线收发模块的无线智能终端,可以但不限于是手机、电脑上位机和平板电脑等电子设备,其不但可以显示视频图像,还可以通过手机APP或诸如网页浏览器等软件远程控制所述智能车执行搜救任务。
[0028]如图3至图6所示,以所述智能车爬越楼梯的过程为例说明其各个模块及部件在各个步骤中的相应协作关系。
[0029]S101.如图3所示,所述机械臂4处于初始位置,而所述四个驱动轮2所处平面与当前级楼梯平面平行,此时所述三轴陀螺仪模块103所检测到的车身倾斜角度为O度,所述主控模块101将控制所述智能车在当前级楼梯平面上平行行走。
[0030]S102.如图4所示,所述智能车向前移动,在遇到楼梯后,前面两个驱动轮2将爬上上一级楼梯平面,而后面两个驱动轮2仍处于当前级楼梯平面,此时所述三轴陀螺仪模块103所检测到的车身倾斜角度大于第一角度值(当车身倾斜角度达到第一角度值时,所述机械臂4刚好与当前级楼梯平面平行,所述导轮5也刚好与当前级楼梯平面接触),所述主控模块101控制所述智能车停止前进。
[0031]S103.如图5所示,所述主控模块101通过电机驱动模块102和齿轮传动模块3控制所述机械臂4向所述车体I的底部方向转动,同时启动所述导轮5使所述智能车前进,在所述机械臂4的撑杆作用下,后面两个驱动轮2将逐渐撑起,直到所述四个驱动轮2所处平面与上一级楼梯平面平行,此时所述三轴陀螺仪模块103所检测到的车身倾斜角度再次恢复为O度,所述主控模块101停止驱动所述电机驱动模块102和导轮5,并启动四个驱动轮使所述智能车前进,最终使四个驱动轮2完全爬越至上一级楼梯平面。
[0032]S104.如图6所示,所述主控模块101通过电机驱动模块102和齿轮传动模块3控制所述机械臂4向所述车体I的背部方向转动,使所述机械臂4恢复至如图3所示的初始位置,重复执行前述爬楼过程,即可完成爬越多级楼梯。
[0033]根据在前述爬楼过程中各个模块及部件的协作关系,还可以推导出在下楼过程中各个模块及部件的协作关系,于此不再赘述。通过前述模块及部件的协作,所述智能车可自动或远程受控完成爬越楼梯和下楼梯的移动行为,实现在搜救场所中的自由行走,从而可替代搜救人员进入搜救场所,减少人员伤亡,同时还能通过摄像头模块和无线收发模块,将采集到视频图像无线发送至远端监控设备,进行视频搜救以及远程无线监控,从而方便及时发现搜救目标,具有很强的实用性。
[0034]具体的,所述齿轮传动装置3为三级齿轮结构,每级齿轮配置有同轴转动的第一齿轮301和第二齿轮302,相邻级齿轮的传动结构为前级第一齿轮啮合后级第二齿轮。通过前述三级齿轮结构,可逐级提升转速,使电机驱动模块能够带动机械臂转动,将所述智能车撑上楼梯或撑下楼梯。进一步具体的,所述第一齿轮301的半径为所述第二
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