专利名称：模块化排爆机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种模块化排爆机器人。
背景技术：
排爆机器人通过远程控制机器人实现爆炸可疑物侦测、运输、排除，能替代人完成危险作业，在维护公共安全方面具有日益重要作用。排爆机器人从上世纪60年代开始问世，至今已半个多世纪，各国为了维护社会稳定和政治需要，对反恐防暴的技术和装备研发予以极大重视和较多投入，目前世界上各种排爆机器人种类不下几十种，如英国ABPrecision Limited(ABP)公司、ALLEN公司、美国REM0TEC, iRobot公司、德国Telerob公司、法国Alsetex公司等都是国际上知名排爆机器人供应商，国内广州卫富、北京瑞琦伟业、京金吾等是较早实现排爆机器人产业化公司。专利文献“排险机器人”(专利号ZL03115561. 8)描述了一种带铲斗的排险机器人；中国专利“一种排爆机器人”(专利申请号=201120066980. 7)描述了一种自带排爆桶的排爆机器人；“反恐排爆机器人”(专利申请号=2011100427874. 9)提到一种带破障功能的排爆机器人；中国专利“超小型排爆机器人”(专利申请号=200910081525.1)提到一种小型排爆机器人。由于排爆机器人工作现场环境复杂、从事作业危险，作业任务多变，对机器人可靠性、维护性以及系统扩展性要求较高，由于排爆机器人本身系统复杂性，如何在现场快速维修、维护问题一直困扰着排爆机器人厂家，特别是起步较晚的国内排爆机器人厂家。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中排爆机器人维护不便的缺陷，提供一种维护便利的模块化排爆机器人。本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题一种模块化排爆机器人，其特点在于，其包括移动平台、操作臂单元、前端执行单元、云台、通讯单元和供电单元，以及用于生成控制指令的一主控制器，该模块化排爆机器人还包括设置于该操作臂单元中的第一分控制器、设置于该前端执行单元中的第二分控制器和设置于该云台中的第三分控制器，其中，该供电单元用于为该模块化排爆机器人提供工作电源；该通讯单元用于将该主控制器的控制指令发送至该第一分控制器、该第二分控制器和该第三分控制器；该第一分控制器、该第二分控制器和该第三分控制器用于根据该控制指令分别控制该操作臂单元、该前端执行单元以及该云台。本实用新型的排爆机器人的各个单元均采用模块化的设计，拆卸方便，也便于维护和维修。另外，由于本实用新型的排爆机器人包括主控制器和多个分控制器，使得各个单元能够真正实现模块化。[0013]优选地，该移动平台上设置了操作臂接口、云台接口、能源接口和通讯单元接口，该操作臂单元通过该操作臂接口与该移动平台连接，该云台通过该云台接口与该移动平台连接，该供电单元通过该能源接口与该移动平台连接，该通讯单元通过该通讯单元接口与该移动平台连接。优选地，该操作臂单元上设置了前端执行单元接口，该前端执行单元通过该前端执行单元接口与该操作臂单元连接。优选地，该操作臂接口、该云台接口、该能源接口和通讯单元接口包括用于数据传输的数据接口和用于供电的电源接口，该前端执行单元接口包括用于数据传输的数据接口和用于供电的电源接口。该数据接口用于获得控制指令，该电源接口则是用于提供工作电源。优选地，该操作臂接口、该云台接口、该能源接口和通讯单元接口通过通用总线实现与该主控制器的数据通讯，该前端执行单元接口通过通用总线实现与该主控制器的数据通讯。该通用总线可为工业标准总线，也可为自定义通讯总线；其中，自定义通讯总线是用户根据接口需要自行规定的通讯方式，包括接口定义、握手方式、软件协议等。优选地，该第一分控制器、该第二分控制器和该第三分控制器还用于将该操作臂单元、该前端执行单元以及该云台的状态信息反馈至该主控制器。优选地，该操作臂单元包括前臂子单元、后臂子单元和关节子单元，该前臂子单元、该后臂子单元和该关节子单元分别包括一第四分控制器，该第四分控制器用于接收该控制指令以控制该前臂子单元、该后臂子单元和该关节子单元，和/或，该第四分控制器还用于将该前臂子单元、该后臂子单元和该关节子单元状态信息反馈至该主控制器。优选地，该第一分控制器、该第二分控制器、该第三分控制器和该第四分控制器均包括用于数据处理的嵌入式控制器，该第一分控制器、该第二分控制器、该第三分控制器和该第四分控制器之间通过通用总线实现数据交换。各分控制器具备数据处理能力，并通过通用总线提供与其它分控制器进行数据及控制交互能力，各分控制器之间相互协调，使机器人完成特定动作或运动，另外，各个单元均能即插即用，可不断电进行更换，便于维护。此外，各单元能由机械接口与电子接口相同的其它模块替换，方便系统维护和升级。优选地，该主控制器设置该移动平台中，和/或，该供电单元挂接于该移动平台两侧。优选地，该前端执行单元选自手爪、水炮枪、电切割器和电钻头。本实用新型的积极进步效果在于该模块化排爆机器人除了主控制器之外，其各个单元均设有分控制器，各个单元采用模块化的设计，由各个分控制器接收来自该主控制器的控制指令以控制各个单元，使得该模块化排爆机器人的维护便利。
图1为本实用新型一实施例的模块化排爆机器人的立体图。图2为本实用新型一实施例的移动平台的立体图。图3为本实用新型一实施例的操作臂单元的立体图。图4为本实用新型一实施例的前端执行单元的立体图。图5为本实用新型一实施例的云台的立体图。[0028]图6为本实用新型一实施例的通讯单元的立体图。图7为本实用新型一实施例的供电单元的立体图。
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。参考图1-图7，介绍本实用新型一实施例所述的模块化排爆机器人，其包括移动平台1、操作臂单元2、前端执行单元3、云台4、通讯单元5和供电单元6，以及用于生成控制指令的一主控制器，该模块化排爆机器人还包括设置于该操作臂单元2中的第一分控制器、设置于该前端执行单元3中的第二分控制器和设置于该云台4中的第三分控制器，其中，该供电单元6用于为该模块化排爆机器人提供工作电源；该通讯单元5用于将该主控制器的控制指令发送至该第一分控制器、该第二分控制器和该第三分控制器；该第一分控制器、该第二分控制器和该第三分控制器用于根据该控制指令分别控制该操作臂单元2、该前端执行单元3以及该云台4。具体来说，该移动平台I上设置了操作臂接口 101、云台接口 102、能源接口 103和通讯单元接口 104，该操作臂单元2通过该操作臂接口 101与该移动平台I连接，该云台4通过该云台接口 102与该移动平台I连接，该供电单元6通过该能源接口 103与该移动平台I连接，该通讯单元5通过该通讯单元接口 104与该移动平台I连接。同样地，该操作臂单元2上设置了前端执行单元接口 301，该前端执行单元3通过该前端执行单元接口 301与该操作臂单元2连接。具体来说，该操作臂接口 101、该云台接口 102、该能源接口 103和通讯单元接口104包括用于数据传输的数据接口和用于供电的电源接口，该前端执行单元接口 301包括用于数据传输的数据接口和用于供电的电源接口。相应地，操作臂单元2上提供有与该操作臂接口 101相应的移动平台插口 201，该云台4上提供与该云台接口 102相应的移动平台插口 202，该供电单元6提供有与该能源接口 103相应的移动平台插口 203，该通讯单元5提供有与该通讯单元接口 104相应的移动平台插口 204，该前端执行单元3提供有与该前端执行单元接口 301相应的操作臂插口 302。排爆机器人移动平台在运输、贮存情况下，操作臂单元、前端执行单元3、云台4、通讯单元5和供电单元6可分别放置，在使用时通过将操作臂接口 101、云台接口 102、能源接口 103和通讯单元接口 104与移动平台插口 201、移动平台插口 202、移动平台插口 203和移动平台插口 204对接，操作臂单元2上的前端执行单元接口 301与前端执行单元3上的操作臂插口 302对接，即可组成具有相应功能的排爆机器人。各单元的电子接口通过通讯线缆将各单元的分控制器的控制总线端口与机器人主体控制主板的控制总线端口连接，控制指令通过通讯线缆传送到各单元的分控制器，由该主控制器发送控制指令，整个机器人在主控制器的统一控制下进行协作，完成规定作业。更具体地，该操作臂接口 101、该云台接口 102、该能源接口 103和通讯单元接口104通过通用总线实现与该主控制器的数据通讯，该前端执行单元接口 301通过通用总线实现与该主控制器的数据通讯。[0042]其中，该第一分控制器、该第二分控制器和该第三分控制器还用于将该操作臂单元2、该前端执行单元3以及该云台4的状态信息反馈至该主控制器。具体来说，该操作臂单元2包括前臂子单元、后臂子单元和关节子单元，该前臂子单元、该后臂子单元和该关节子单元分别包括一第四分控制器，该第四分控制器用于接收该控制指令以控制该前臂子单元、该后臂子单元和该关节子单元，并且，该第四分控制器还用于将该前臂子单元、该后臂子单元和该关节子单元状态信息反馈至该主控制器。在本实施例中，该第一分控制器、该第二分控制器、该第三分控制器和该第四分控制器均包括用于数据处理的嵌入式控制器，该第一分控制器、该第二分控制器、该第三分控制器和该第四分控制器之间通过通用总线实现数据交换。为了结构上的精简和更换上的便利，该主控制器设置该移动平台I中，且该供电单元6挂接于该移动平台两侧。在本实施例中，该前端执行单元3为一手爪。本实用新型的优点在于1、由于排爆机器人各电子接口提供能源和通讯总线，能方便进行扩展。2、各部分自成体系，能方便进行生产和调试，最后集成到一起组成整个机器人系统，同时由于系统结构简练，极大提高了排爆机器人系统稳定性3、便于复杂系统故障定位；4、各部分与躯体间通过电子接插件相连，在机械上安装、拆卸进行方便；5、各部分与主体间通过总线方式连接，拆卸一个部分后不会影响其它部分通讯，故可不断电进行更换、即插即用，便于维修和调试；各部分与躯体间通过总线方式连接，故部分可替换为遵循相同总线接口的其它部分，便于排爆机器人升级和维护。虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式
，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种模块化排爆机器人，其特征在于，其包括移动平台、操作臂单元、前端执行单元、云台、通讯单元和供电单元，以及用于生成控制指令的一主控制器，该模块化排爆机器人还包括设置于该操作臂单元中的第一分控制器、设置于该前端执行单元中的第二分控制器和设置于该云台中的第三分控制器，其中，该供电单元用于为该模块化排爆机器人提供工作电源；该通讯单元用于将该主控制器的控制指令发送至该第一分控制器、该第二分控制器和该第三分控制器；该第一分控制器、该第二分控制器和该第三分控制器用于根据该控制指令分别控制该操作臂单元、该前端执行单元以及该云台。
2.如权利要求1所述的模块化排爆机器人，其特征在于，该移动平台上设置了操作臂接口、云台接口、能源接口和通讯单元接口，该操作臂单元通过该操作臂接口与该移动平台连接，该云台通过该云台接口与该移动平台连接，该供电单元通过该能源接口与该移动平台连接，该通讯单元通过该通讯单元接口与该移动平台连接。
3.如权利要求1所述的模块化排爆机器人，其特征在于，该操作臂单元上设置了前端执行单元接口，该前端执行单元通过该前端执行单元接口与该操作臂单元连接。
4.如权利要求2所述的模块化排爆机器人，其特征在于，该操作臂接口、该云台接口、该能源接口和通讯单元接口包括用于数据传输的数据接口和用于供电的电源接口，该前端执行单元接口包括用于数据传输的数据接口和用于供电的电源接口。
5.如权利要求2所述的模块化排爆机器人，其特征在于，该操作臂接口、该云台接口、该能源接口和通讯单元接口通过通用总线实现与该主控制器的数据通讯，该前端执行单元接口通过通用总线实现与该主控制器的数据通讯。
6.如权利要求1所述的模块化排爆机器人，其特征在于，该第一分控制器、该第二分控制器和该第三分控制器还用于将该操作臂单元、该前端执行单元以及该云台的状态信息反馈至该主控制器。
7.如权利要求1所述的模块化排爆机器人，其特征在于，该操作臂单元包括前臂子单元、后臂子单元和关节子单元，该前臂子单元、该后臂子单元和该关节子单元分别包括一第四分控制器，该第四分控制器用于接收该控制指令以控制该前臂子单元、该后臂子单元和该关节子单元，和/或，该第四分控制器还用于将该前臂子单元、该后臂子单元和该关节子单元状态信息反馈至该主控制器。
8.如权利要求7所述的模块化排爆机器人，其特征在于，该第一分控制器、该第二分控制器、该第三分控制器和该第四分控制器均包括用于数据处理的嵌入式控制器，该第一分控制器、该第二分控制器、该第三分控制器和该第四分控制器之间通过通用总线实现数据交换。
9.如权利要求1所述的模块化排爆机器人，其特征在于，该主控制器设置该移动平台中，和/或，该供电单元挂接于该移动平台两侧。
10.如权利要求1所述的模块化排爆机器人，其特征在于，该前端执行单元选自手爪、水炮枪、电切割器和电钻头。
专利摘要本实用新型提供一种模块化排爆机器人，包括移动平台、操作臂单元、前端执行单元、云台、通讯单元和供电单元、主控制器和设置于该操作臂单元中的第一分控制器、设置于该前端执行单元中的第二分控制器和设置于该云台中的第三分控制器，该供电单元用于为该模块化排爆机器人提供工作电源；该通讯单元用于将该主控制器的控制指令发送至该第一分控制器、该第二分控制器和该第三分控制器；该第一分控制器、该第二分控制器和该第三分控制器根据该控制指令分别控制该操作臂单元、该前端执行单元以及该云台。该机器人各个单元采用模块化的设计，由各个分控制器接收来自该主控制器的控制指令以控制各个单元，使得该模块化排爆机器人的维护便利。
文档编号B25J13/00GK202878305SQ20122048353
公开日2013年4月17日 申请日期2012年9月20日 优先权日2012年9月20日
发明者曹雄坤, 李来法 申请人:上海未来伙伴机器人有限公司