排爆机器人控制系统的制作方法
【专利摘要】一种排爆机器人控制系统，包括上位机遥控平台（1）和下位机控制平台（2），其特征在于：所述上位机遥控平台（1）包括计算机（11）、服务器（13）、上位机无线射频模块（12）和网络基站（14）上位机无线射频模块（12）和下位机无线射频模块（21）通过无线射频信号相连。本实用新型的显著效果是：模块之间用通信线路连接，这样的模块化的系统在开发过程中容易检查错误，如果出现错误可直接更换该模块就行。机器人体积小型化，有更多空间可以利用。硬件系统布局合理化这样机器人在操作起来的时候不易发生侧翻等事故。运动模块的运行精度高，性能稳定，无线射频传输距离适中，可多台电脑同时监视或远距离监视。
【专利说明】排爆机器人控制系统【技术领域】
[0001]本实用新型涉及排爆机器人领域，具体地说，是一种排爆机器人控制系统。
【背景技术】
[0002]随着全球反恐形势的日益严峻，恐怖袭击事件在国内外频频发生，各国的武装力量以及安防部门对排爆机器人的需求量巨大。目前国内外市场推出的排爆机器人产品成本较高，不利于大范围推广。
[0003]排爆机器人归属于非结构环境下的地面移动机器人范畴，国外对它的研究起步较早。英国、法国、德国、美国等欧美资本主义国家先后展开了对排爆机器人的技术研究。最早的排爆机器人多半运用于军事用途。随着时代的发展，很多产品都已经民用化，活跃在安防、矿山、化工、危险物品生产等诸多领域。目前排爆机器人技术的研究重点是，让机器人具有更多的自主功能，最终开发出能自主搜索、探测、排爆、敌我识别、自动攻击敌方目标的智能化排爆机器人。[0004]英国成为率先研发排爆机器人的国家。由AB电子产品公司生产的“手推车”是最早的履带式排爆机器人之一，成为排爆机器人的先驱。“手推车”的控制系统由上位机和下位机两部份组成，之间通过100米的长电缆进行通讯。上位机配有操控按钮，可操控机器人的各个关节动作。我国由于种种原因，对排爆机器人起步较晚技术水平明显落后与西方发达国家。最近几年国家加大了对排爆机器人的研发扶持力度，一些高校和企业先后开展了对排爆机器人关键技术的研究工作，通过几年的积累，已有一些技术达到甚至超越了国际先进水平。
[0005]结合国内外推出的排爆机器人存在的两个问题:
[0006]1.排爆机器人为了安装大量的装备使结构复杂，体积庞大。在特殊的空间狭小的环境下排爆机器人不能够很好的或不能完成任务。
[0007]2.排爆机器人的造价过闻，低端广品的价格也在20万人民币以上，由于造价过闻不能够大量装备，导致大量使用人工排爆，这样就增大了排爆工作人员的危险。
[0008]而对于排爆机器人控制系统方面存在的缺点可归纳为:体型巨大，成本高，硬件结构分散，布局失衡。
实用新型内容
[0009]为了解决上述问题，本实用新型提出一种硬件模块化、体积小型化、布局合理化的排爆机器人控制系统。
[0010]为达到上述目的，本实用新型所采用的具体技术方案如下:
[0011]一种排爆机器人控制系统，包括上位机遥控平台和下位机控制平台，所述上位机遥控平台包括计算机、服务器、上位机无线射频模块和网络基站；计算机和上位机无线射频模块相连，计算机通过Internet网络和服务器相连，服务器通过网络基站收发3G信号；所述下位机控制平台包括下位机无线射频模块、控制器、运动模块、3G网卡、图像处理器和摄像头；运动模块由控制器控制，控制器和下位机无线射频模块相连，摄像头和图像处理器相连，图像处理器通过3G网卡收发3G网络信号；上位机无线射频模块和下位机无线射频模块通过无线射频信号相连。
[0012]采用上述结构，模块之间用通信线路连接，这样的模块化的系统在开发过程中容易检查错误，如果出现错误可直接更换该模块就行。小型化是为了让该机器人有更多空间可以利用或可以根据小型化的模块将排爆机器人的体积适当的改小。合理化是将硬件系统合理的布局以及合理的安装，这样机器人在操作起来的时候不易发生侧翻等事故。任何计算机通过网络都可以采集到上位机遥控平台服务器上的来自于下位机控制平台的视频信号，方便多台电脑同时监视或远距离监视。
[0013]更进一步的技术方案是上位机无线射频模块和下位机无线射频模块，均采用同样的433mhz无线射频模块，通过射频信号传递信息。
[0014]该模块通信协议简单，易编程。433mhz无线射频模块传输距离为1500米有效，经测试在广阔的场地433mhz无线射频模块在1200米左右能够有效的传输命令。在建筑内能够穿透三、四层墙传输300米左右距离，能满足排爆机器人的使用需求。
[0015]更进一步的技术方案是图像处理器包括ARM11-S3C6410芯片。
[0016]ARM11-S3C6410芯片在视频处理上拥有优秀的硬件配置以及32位处理器。
[0017]更进一步的技术方案是图像处理器的USB接口连接有3G网卡和摄像头，图像处理器由5V电源供电。
[0018]更进一步的技术方案是所述控制器包括MSP430F149芯片，MSP430F149芯片上连接有PWM发生器和细分器。
[0019]控制模块MSP430F149是TI公司推出的低功耗单片机，它的特点是可以通过编程设置其功耗模式。对于排爆机器人的主控制芯片，只需要MSP430F149的最小系统，这里使用了 MSP430F149的两个串口、定时器、计数器、10个IO 口、外部中断等资源。选择此芯片能提闻运动1旲块的运行精度。
[0020]运动模块的电机由直流驱动，直流驱动的信号来自于控制器的MSP430F149芯片。
[0021]本实用新型的显著效果是:模块之间用通信线路连接，这样的模块化的系统在开发过程中容易检查错误，如果出现错误可直接更换该模块就行。小型化是为了让该机器人有更多空间可以利用或可以根据小型化的模块将排爆机器人的体积适当的改小。合理化是将硬件系统合理的布局以及合理的安装，这样机器人在操作起来的时候不易发生侧翻等事故。运动模块的运行精度高，性能稳定，无线射频传输距离适中。任何计算机通过网络都可以采集到上位机遥控平台服务器上的来自于下位机控制平台的视频信号，方便多台电脑同时监视或远距离监视。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型的结构示意图；
[0023]图2是本实用新型一实施例下位机控制平台的图像处理电路连接示意图；
[0024]图3是本实用新型一实施例下位机控制平台的控制处理电路连接示意图。
【具体实施方式】[0025]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】以及工作原理作进一步详细说明。
[0026]如图1所示，图1是本实用新型的结构示意图，一种排爆机器人控制系统，包括上位机遥控平台I和下位机控制平台2，所述上位机遥控平台I包括计算机11、服务器13、上位机无线射频模块12和网络基站14 ;计算机11和上位机无线射频模块12相连，计算机11通过Internet网络和服务器13相连，服务器13通过网络基站14收发3G信号；所述下位机控制平台2包括下位机无线射频模块21、控制器22、运动模块23、3G网卡24、图像处理器25和摄像头26 ;运动模块23由控制器22控制，控制器22和下位机无线射频模块21相连，摄像头26和图像处理器25相连，图像处理器25通过3G网卡24收发3G网络信号；上位机无线射频模块12和下位机无线射频模块21通过无线射频信号相连。采用上述结构，模块之间用通信线路连接，这样的模块化的系统在开发过程中容易检查错误，如果出现错误可直接更换该模块就行。小型化是为了让该机器人有更多空间可以利用或可以根据小型化的模块将排爆机器人的体积适当的改小。合理化是将硬件系统合理的布局以及合理的安装，这样机器人在操作起来的时候不易发生侧翻等事故。
[0027]上位机无线射频模块12和下位机无线射频模块21，均采用同样的433mhz无线射频模块，通过射频信号传递信息。该模块通信协议简单，易编程。433mhz无线射频模块传输距离为1500米有效，经测试在广阔的场地433mhz无线射频模块在1200米左右能够有效的传输命令。在建筑内能够穿透三、四层墙传输300米左右距离，能满足排爆机器人的使用需求。任何计算机通过网络都可以采集到上位机遥控平台服务器上的来自于下位机控制平台的视频信号，方便多台电脑同时监视或远距离监视。
[0028]如图2所示，图2是本实用新型一实施例下位机控制平台的图像处理电路连接示意图，所述控制器22包括MSP430F149芯片，MSP430F149芯片上连接有PWM发生器和细分器。控制模块MSP430F149是TI公司推出的低功耗单片机，它的特点是可以通过编程设置其功耗模式。对于排爆机器人的主控制芯片，只需要MSP430F149的最小系统，这里使用了MSP430F149的两个串口、定时器、计数器、10个IO 口、外部中断等资源。选择此芯片能提高运动模块的运行精度。运动模块23的电机由直流驱动，直流驱动的信号来自于控制器的MSP430F149 芯片。
[0029]如图3所示，图3是本实用新型一实施例下位机控制平台的控制处理电路连接示意图，更进一步的技术方案是图像处理器25包括ARM11-S3C6410芯片。ARM11-S3C6410芯片在视频处理上拥有优秀的硬件配置以及32位处理器。图像处理器25的USB接口连接有3G网卡24和摄像头26，图像处理器25由5V电源供电。
[0030]本实用新型的一个实施例工作原理如下:
[0031]启动上位机遥控平台和下位机控制平台所有电源；
[0032]监测摄像。摄像头经过图像处理器处理后通过3G网卡传给服务器，打开计算机通过网络接收服务器信号，通过计算机监测摄像头采集到的信号；
[0033]控制机器人运动，根据需要让计算机传输信号给上位机无线射频模块，通过无线射频信号传递给下位机无线射频模块，经过控制器转换，控制运动模块运作，使机器人运动。
[0034]以上实施例仅以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，尽管参照上述实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域普通技术人员应当理解，其依然可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种排爆机器人控制系统，包括上位机遥控平台(I)和下位机控制平台(2)，其特征在于:所述上位机遥控平台(I)包括计算机(11)、服务器(13)、上位机无线射频模块(12)和网络基站(14);计算机(11)和上位机无线射频模块(12)相连,计算机(11)通过Internet网络和服务器(13)相连，服务器(13)通过网络基站(14)收发3G信号；所述下位机控制平台(2)包括下位机无线射频模块(21)、控制器(22)、运动模块(23)、3G网卡(24)、图像处理器(25 )和摄像头(26 );运动模块(23 )由控制器(22 )控制，控制器(22 )和下位机无线射频模块(21)相连，摄像头(26)和图像处理器(25)相连，图像处理器(25)通过3G网卡(24)收发3G网络信号；上位机无线射频模块(12)和下位机无线射频模块(21)通过无线射频信号相连。
2.根据权利要求1所述排爆机器人控制系统，其特征在于，所述上位机无线射频模块(12)和下位机无线射频模块(21)，均采用同样的433mhz无线射频模块，通过射频信号传递信息。
3.根据权利要求1所述排爆机器人控制系统，其特征在于，所述图像处理器(25)包括ARM11-S3C6410 芯片。
4.根据权利要求1或3所述排爆机器人控制系统，其特征在于，所述图像处理器(25)的USB接口连接有3G网卡(24)和摄像头(26)，图像处理器(25)由5V电源供电。
5.根据权利要求1所述排爆机器人控制系统，其特征在于，所述控制器(22)包括MSP430F149芯片，MSP430F149芯片上连接有PWM发生器和细分器。
6.根据权利要求1所述排爆机器人控制系统，其特征在于，所述运动模块(23)的电机由直流驱动，直流驱动的信号来自于控制器的MSP430F149芯片。
【文档编号】B25J13/00GK203712709SQ201320681618
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年10月30日 优先权日:2013年10月30日
【发明者】易军, 郑光胜, 周伟, 张元涛, 李太福 申请人:重庆科技学院