通过CCD摄像头实现了智能挖掘机的垂直距离监控并线性成像，线性C⑶图像传感器15主要负责垂直方向距离并以波形形式反馈；超声波测距模块13负责水平方向距离并以数值反馈，实现全方位距离监测，超声波测距模块13主要通过超声波发送电路和超声波接收电路实现，超声波发送电路包括超声频率信号的产生、放大及能量转换。超声波频率信号产生可采用软件发生法和硬件发生法，前者利用软件产生大于20kHz的超声波频率信号，通过控制器输出脚输出至放大电路，经功率放大后推动换能器产生超声波，这种方法的特点是充分利用软件编程，灵活性好，但需要设计一个驱动电流为10mA以上的驱动电路；后者通常利用555等电路产生超声频率信号，并直接驱动换能器产生超声波，这种方法的特点是无需驱动电路，但缺乏灵活性。换能器分为电气方式与机械方式两种，电气方式有压电型、电动型、磁致伸缩型等；机械方式有液哨和气流旋笛等。如图3所示，本设计采用DG128的HMERO定时器编程产生40kHz方波信号，经X端口输出至Q601对信号放大，再送变压器实现阻抗匹配与升压，并驱动换能器UCM40T发出40kHZ脉冲超声波。超声波频率的产生、停止均通过对HMERO定时器编程完成。超声波碰到障碍物反射回来，引起接收换能器产生压电效应，由于换能器仅输出mV级电压信号，必需进行放大，加之环境中各种频率信号的干扰，也必须对信号进行滤波处理。如图4所示，本设计接收头采用与发射头配对的UCM40R，放大电路由两片精密运算放大器0P37和R、C网络构成。0P37是高速宽带运算放大器，其转换速率达17V/μ S，增益带宽为63MHz，设计中采用汽车电源12V供电。回波信号经0P37 二级放大后加至LM567。LM567是带有锁定环的音频译码集成电路，内部压控振荡器中心频率f = 1/RC，调节R、C的值使之锁定发射频率，当LM567输入信号大于25mV时，其输出端第8引脚将产生下降沿跳变信号[2]，利用这个跳变信号向DG128外部中断引脚发出中断请求。
[0017]作为一种优选方案，所述机身I上还安装有数字温湿度传感器16，所述数字温湿度传感器16电气连接所述控制器11。所述数字温湿度传感器16可以采用DHTll数字温湿度传感器是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器，它应用专用的数字模块采集技术和温湿度传感技术，确保产品具有极高的可靠性和卓越的长期稳定性。所述DHTll数字温湿度传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件，并与一个高性能8位单片机相连接。每个DHTll传感器都在即为精确的湿度校验室中进行校准。校准系数以程序的形式存在OTP内存中，传感器内部在检测型号的处理过程中要调用这些校准系数。单线制串行接口，使系统集成变得简易快捷。超小的体积、极低的功耗，信号传输距离可达20米以上，使其成为给类应用甚至最为苛刻的应用场合的最佳选择。
[0018]作为一种优选方案，所述机身I上还安装有自动灯光装置17，所述自动灯光装置17主要由比较器、光敏电阻和发光二极管LED电气连接组成，随着周围环境的光照强度的增加，光敏电阻的阻值下降，经比较器对比后确定所述发光二极管LED的亮灭，所述比较器采用LM324四运放电路，具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点。
[0019]以上所述，仅为本实用新型专利优选的实施例，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利所公开的范围内，根据本实用新型专利的技术方案及其实用新型专利构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型专利的保护范围。
【主权项】
1.一种可精准定位的机器臂，包括具有行走机构的机身和移动控制终端装置，其特征在于，所述机身上安装有液压挖掘工作臂、控制器、摄像头装置、水平方向的超声波测距模块和无线电信号接发器，所述摄像头装置、超声波测距模块和无线电信号接发器电气连接所述控制器，所述控制器将所述摄像头装置和超声波测距模块的信号通过所述无线电信号接发器发出，所述移动控制终端装置设有显示模块及信号接发模块，所述信号接发模块接收所述无线电信号接发器发出的信号，并通过所述显示模块实时显示。2.根据权利要求1所述的一种可精准定位的机器臂，其特征在于:所述机身顶部还安装有垂直方向的线性CCD图像传感器，所述线性CCD图像传感器电气连接所述控制器，负责垂直方向的距离检测。3.根据权利要求2所述的一种可精准定位的机器臂，其特征在于:所述线性CCD图像传感器采用的是TSL140IR-LF光传感器。4.根据权利要求1所述的一种可精准定位的机器臂，其特征在于:所述机身上还安装有数字温湿度传感器，所述数字温湿度传感器电气连接所述控制器。5.根据权利要求1所述的一种可精准定位的机器臂，其特征在于:所述机身上还安装有自动灯光装置，所述自动灯光装置主要由比较器、光敏电阻和发光二极管LED电气连接组成。6.根据权利要求5所述的一种可精准定位的机器臂，其特征在于:所述比较器采用LM324四运放电路。7.根据权利要求1所述的一种可精准定位的机器臂，其特征在于:所述无线电信号接发器和所述信号接发模块采用ZigBee无线通信网络。8.根据权利要求1所述的一种可精准定位的机器臂，其特征在于:所述液压挖掘工作臂包括动臂、动臂油缸、斗杆、斗杆油缸、连杆机构、铲斗、和铲斗油缸，所述动臂一端铰接于机身上，另一端与所述斗杆铰接，所述斗杆的另一端连接所述铲斗下端，所述动臂油缸安装于所述移动平台上，所述动臂油缸的活塞杆连接所述动臂，所述斗杆油缸安装于所述动臂上，所述斗杆油缸的活塞杆连接所述斗杆，所述铲斗油缸安装于所述斗杆上，所述铲斗油缸的活塞杆通过所述连杆机构连接所述铲斗上端。9.根据权利要求8所述的一种可精准定位的机器臂，其特征在于:所述摄像头装置安装于所述动臂上。
【专利摘要】本实用新型公开了一种可精准定位的机器臂，包括具有行走机构的机身和移动控制终端装置，所述机身上安装有液压挖掘工作臂、控制器、摄像头装置、水平方向的超声波测距模块和无线电信号接发器，摄像头装置、超声波测距模块和无线电信号接发器电气连接控制器，控制器将摄像头装置和超声波测距模块的信号通过无线电信号接发器发出，移动控制终端装置设有显示模块及信号接发模块，信号接发模块接收无线电信号接发器发出的信号，并通过显示模块实时显示,当遇到紧急情况，可通过信号接发模块发出相应指令，使机器做停止或退回等动作。其中，无线电信号接发器和信号接发模块采用ZigBee无线通信网络，移动控制终端装置可以是手机、电脑、PDA等等。
【IPC分类】E02F3/43, E02F3/42
【公开号】CN205171573
【申请号】CN201520817047
【发明人】叶芮杏, 王文升, 林志杰, 区德浩, 陈德文, 李杰浩
【申请人】广东技术师范学院
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年10月19日