基于电力载波通信的矿井救援机器人信号远距离传输系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于电力载波通信的矿井救援机器人信号远距离传输系统，包括设置在地面上的数据传输接口和第一电力载波模块，设置在矿井下的机器人控制分站和第二电力载波模块，以及用于连接第一电力载波模块和第二电力载波模块的电力导轨；数据传输接口包括第一微控制器模块、无线通信模块和第一串口通信模块；机器人控制分站包括第二微控制器模块、第二串口通信模块、旋转编码器、电压采集电路模块和电机驱动电路模块，电压采集电路模块由依次相接的电压检测电路模块、RC滤波电路模块和A/D转换电路模块构成。本实用新型克服了矿井下恶劣的环境条件，为矿井救援机器人的工作提供了保证，提高了矿井救援机器人工作的稳定性和可靠性。
【专利说明】基于电力载波通信的矿井救援机器人信号远距离传输系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及矿井救援机器人通信【技术领域】，尤其是涉及一种基于电力载波通信的矿井救援机器人信号远距离传输系统。
【背景技术】
[0002]近年来，煤矿事故偶有发生，矿井救援工作一直是一项难题，为了解决这一难题，有人研发了矿井救援机器人，但是，现有技术中的矿井救援机器人信号传输多采用携带通信光缆的方式，一方面，携带通信光缆后的矿井救援机器人运行起来比较笨重，救援效率低；另一方面，由于矿井事故发生时，矿井下环境条件极为恶略，伴随有火灾、瓦斯浓度高、坍塌等，因此布线和维护线缆安全较为困难，出现线缆故障时修复比较艰难，信号传输的稳定性和可靠性差。矿井救援机器人信号传输系统通信的稳定性和可靠性成为了一个难以克服的问题。
实用新型内容
[0003]本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于电力载波通信的矿井救援机器人信号远距离传输系统，其结构简单实，现方便，克服了矿井下恶劣的环境条件，为矿井救援机器人的工作提供了有力保证，大大提高了矿井救援机器人工作的稳定性和可靠性，实用性强，便于推广使用。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是:一种基于电力载波通信的矿井救援机器人信号远距离传输系统，所述矿井救援机器人上设置有用于带动矿井救援机器人的行走机构的电机，其特征在于:所述矿井救援机器人信号远距离传输系统包括设置在地面上的数据传输接口和第一电力载波模块,设置在矿井下的机器人控制分站和第二电力载波模块，以及用于连接第一电力载波模块和第二电力载波模块的电力导轨；所述数据传输接口包括第一微控制器模块以及与第一微控制器模块相接的无线通信模块和第一串口通信模块，所述第一电力载波模块与第一串口通信模块相接；所述机器人控制分站包括第二微控制器模块和与第二微控制器模块相接的第二串口通信模块，所述第二微控制器模块的输入端接有用于对电机的转速进行检测的旋转编码器和用于对电机的工作电压进行采集的电压采集电路模块，所述电压采集电路模块由依次相接的电压检测电路模块、RC滤波电路模块和A/D转换电路模块构成,所述第二微控制器模块的输出端接有电机驱动电路模块，所述电机与电机驱动电路模块的输出端相接，所述第二电力载波模块与第二串口通信模块相接。
[0005]上述的基于电力载波通信的矿井救援机器人信号远距离传输系统，其特征在于:所述第一微控制器模块为单片机ATmega48P。
[0006]上述的基于电力载波通信的矿井救援机器人信号远距离传输系统，其特征在于:所述无线通信模块为GPRS模块、CDMA模块或3G模块。
[0007]上述的基于电力载波通信的矿井救援机器人信号远距离传输系统，其特征在于:所述第二微控制器模块为单片机ATmega48P，所述A/D转换电路模块集成在所述单片机ATmega48P 内部。
[0008]本实用新型与现有技术相比具有以下优点:
[0009]1、本实用新型采用了模块化的设计，结构简单，设计合理，实现方便。
[0010]2、本实用新型将电力载波通信引入了煤矿救援机器人系统中，通过设置数据传输接口、第一电力载波模块、电力导轨、第二电力载波模块和机器人控制分站，能够将地面监控计算机发送的控制信号远距离传输给矿井救援机器人，并将矿井救援机器人反馈回的工作状态信号远距离传输给地面监控计算机，为实现矿井救援机器人工作状态的远距离监控提供了通信保障。
[0011]3、由于电力载波通信采用FSK通讯方式，在信号传输过程中若信号受到干扰，只要不超过40%，都可以准确的还原出载波信号，抗干扰能力强，工作稳定性高，而且，采用电力导轨连接第一电力载波模块和第二电力载波模块，当矿井事故发生时，由于电力导轨自身强度很高，不会有较大损坏，因此能够为矿井救援机器人的工作提供有力保证，使得矿井救援机器人工作的稳定性和可靠性大大提高，能够快速掌握事故现场信息，提高救援能力和效率，使得煤矿救援工作得到进一步保障。
[0012]4、本实用新型的实用性强，便于推广使用。
[0013]综上所述，本实用新型结构简单，实现方便，克服了矿井下恶劣的环境条件，为矿井救援机器人的工作提供了有力保证，大大提高了矿井救援机器人工作的稳定性和可靠性，实用性强，便于推广使用。
[0014]下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的电路原理框图。
[0016]附图标记说明:
[0017]I 一数据传输接口； 1-1 一第一微控制器模块； 1-2—无线通/[目模块；
[0018]1-3一第一串口通信模块；2—第一电力载波模块； 3—机器人控制分站；
[0019]3-1 一第二微控制器模块； 3_2—第二串口通信模块；
[0020]3-3一旋转编码器； 3_4—电压检测电路模块； 3_5—RC滤波电路模块；[0021 ] 3-6—A/D转换电路模块； 3-7—电机驱动电路模块；
[0022]4 一第二电力载波模块； 5—电力导轨； 6 —电机。
【具体实施方式】
[0023]如图1所示，本实用新型的基于电力载波通信的矿井救援机器人信号远距离传输系统，所述矿井救援机器人上设置有用于带动矿井救援机器人的行走机构的电机6，所述矿井救援机器人信号远距离传输系统包括设置在地面上的数据传输接口I和第一电力载波模块2，设置在矿井下的机器人控制分站3和第二电力载波模块4，以及用于连接第一电力载波模块2和第二电力载波模块4的电力导轨5 ;所述数据传输接口 I包括第一微控制器模块1-1以及与第一微控制器模块1-1相接的无线通信模块1-2和第一串口通信模块1-3，所述第一电力载波模块2与第一串口通信模块1-3相接；所述机器人控制分站3包括第二微控制器模块3-1和与第二微控制器模块3-1相接的第二串口通信模块3-2，所述第二微控制器模块3-1的输入端接有用于对电机6的转速进行检测的旋转编码器3-3和用于对电机6的工作电压进行采集的电压采集电路模块，所述电压采集电路模块由依次相接的电压检测电路模块3-4、RC滤波电路模块3-5和A/D转换电路模块3_6构成，所述第二微控制器模块
3-1的输出端接有电机驱动电路模块3-7，所述电机6与电机驱动电路模块3-7的输出端相接，所述第二电力载波模块4与第二串口通信模块3-2相接。
[0024]如图1所示，本实施例中，所述第一微控制器模块1-1为单片机ATmega48P。所述无线通信模块1-2为GPRS模块、CDMA模块或3G模块。
[0025]如图1所示，本实施例中，所述第二微控制器模块3-1为单片机ATmega48P，所述A/D转换电路模块3-6集成在所述单片机ATmega48P内部。
[0026]具体实施时，可以将电力导轨5铺设在原有的机器人运动导轨上，电力导轨5 —方面为矿井救援机器人供电，另一方面用于基于电力载波通信的信号传输；当矿井事故发生时，由于电力导轨5自身强度很高，不会有较大损坏，因此能够为矿井救援机器人的工作提供有力保证，使得矿井救援机器人工作的稳定性和可靠性大大提高，能够快速掌握事故现场信息，提高救援能力和效率，使得煤矿救援工作得到进一步保障。
[0027]本实用新型使用时，第一微控制器模块1-1能够通过无线通信模块1-2接收地面监控计算机发送的控制信号，并通过第一串口通信模块1-3传输给第一电力载波模块2，第一电力载波模块2通过电力导轨5将信号远距离传输给第二电力载波模块4,第二电力载波模块4通过第二串口通信模块3-2传输给第二微控制器模块3-1，第二微控制器模块3-1再通过电机驱动电路模块3-7驱动电机6带动矿井救援机器人的行走机构，进而带动矿井救援机器人进行矿井救援工作；矿井救援机器人行走过程中，旋转编码器3-3对电机6的转速进行检测，并将所检测到的信号输出给第二微控制器模块3-1，电压检测电路模块3-4对电机6的工作电压进行检测，并将所检测到的信号依次输出给RC滤波电路模块3-5和A/D转换电路模块3-6进行RC滤波和A/D转换后再输出给第二微控制器模块3-1，第二微控制器模块3-1将其接收到的能够体现矿井救援机器人工作状态的电机6的转速和工作电压通过第二串口通信模块3-2传输给第二电力载波模块4，第二电力载波模块4通过电力导轨5将信号远距离传输给第一电力载波模块2,第一电力载波模块2通过第一串口通信模块1-3传输给第一微控制器模块1-1，第一微控制器模块1-1通过无线通信模块1-2传输给地面监控计算机，为实现矿井救援机器人工作状态的远距离监控提供了通信保障。
[0028]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。
【权利要求】
1.一种基于电力载波通信的矿井救援机器人信号远距离传输系统，所述矿井救援机器人上设置有用于带动矿井救援机器人的行走机构的电机（6)，其特征在于：所述矿井救援机器人信号远距离传输系统包括设置在地面上的数据传输接口（I)和第一电力载波模块(2)，设置在矿井下的机器人控制分站（3)和第二电力载波模块（4)，以及用于连接第一电力载波模块（2)和第二电力载波模块（4)的电力导轨（5);所述数据传输接口（ I)包括第一微控制器模块（1-1)以及与第一微控制器模块（1-1)相接的无线通信模块（1-2)和第一串口通信模块（1-3)，所述第一电力载波模块（2)与第一串口通信模块（1-3)相接；所述机器人控制分站（3)包括第二微控制器模块（3-1)和与第二微控制器模块（3-1)相接的第二串口通信模块（3-2)，所述第二微控制器模块（3-1)的输入端接有用于对电机（6)的转速进行检测的旋转编码器（3-3)和用于对电机（6)的工作电压进行采集的电压采集电路模块，所述电压采集电路模块由依次相接的电压检测电路模块（3-4 )、RC滤波电路模块（3-5 )和A/D转换电路模块（3-6)构成,所述第二微控制器模块（3-1)的输出端接有电机驱动电路模块(3-7 )，所述电机（6 )与电机驱动电路模块（3-7 )的输出端相接，所述第二电力载波模块（4 )与第二串口通信模块（3-2)相接。
2.按照权利要求1所述的基于电力载波通信的矿井救援机器人信号远距离传输系统，其特征在于：所述第一微控制器模块（1-1)为单片机ATmega48P。
3.按照权利要求1所述的基于电力载波通信的矿井救援机器人信号远距离传输系统，其特征在于：所述无线通信模块（1-2)为GPRS模块、CDMA模块或3G模块。
4.按照权利要求1所述的基于电力载波通信的矿井救援机器人信号远距离传输系统，其特征在于：所述第二微控制器模块（3-1)为单片机ATmega48P，所述A/D转换电路模块(3-6)集成在所述单片机ATmega48P内部。
【文档编号】H04B3/54GK203632666SQ201320867936
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2013年12月21日 优先权日:2013年12月21日
【发明者】郝迎吉, 吕恩奇, 郝昱宇, 向阳 申请人:西安科技大学