一种基于Wi-Fi的机器人制造技术

一种基于Ｗｉ－Ｆｉ的机器人，该机器人包括：机器人本体，它为一种主要由车厢（１４）和履带行走机构（１３）组成的履带式机动车辆，其中所述车厢（１４）上设有一机械手（６），该机械手由一转盘（５）连接固定在车厢（１４）顶面前部的中间；机器人控制系统，该系统以ＡＲＭ９系列嵌入式微处理器为核心，外围分别配置电子指南针、ＧＰＳ模块、ＣＣＤ摄像机、传感器组、Ｗｉ－Ｆｉ模块、机器人本体控制器和机械手控制器构成；所述的Ｗｉ－Ｆｉ模块一面接收外部控制指令，一面将所述传感器组中由ＣＣＤ摄像机摄取的视频图像加密并向外发送；所述的微处理器可自主控制机器人本体控制器和机械手控制器，完成巡逻、排障、拯救和报警任务，也可远程控制机器人本体控制器和机械手控制器，完成巡逻、排障、拯救和报警任务。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种机器人，特别是涉及一种网络视频监控机器人，它适用于安保、排障和 危险地带探测等领域。
技术介绍
移动机器人的概念相当广泛，从移动形式分为轮式、履带式、行走式、水下推进式等 等，特别是一些危险作业机器人，是脱离人的直接控制，依靠远程遥控，自主或半自主的方 式完成指定的工作，因此比一般工业机器人更加复杂，智能化程度更高，所涉及的技术更加 广泛，而且难度也更大，其核心技术包括移动行走技术、遥控和遥操作技术，自主或半自主 技术、多传感器信息融合技术、导航和定位技术、仿生结构化技术等。随着移动机器人的发展，所需完成任务的复杂化，给机器人安装上"眼睛"成为了迫切的需求。随着CMOS、 CCD摄像机的不断向小型化发展，价格不断的下降，人们开始尝试将摄像 头装在机器人上，增加了视觉，更方便于操控。早期在机器人装载整套录像装置的方式，无法实时对机器人监视。紧接着出现采用电缆 的形式的摄像机，虽然能实现实时监视，但是行动的范围受到了限制，同时过长的电缆也不 大可靠。后期出现的模拟无线摄像头能够无线的传输视频，然而没有加密的信号，及容易窃取， 安全性没有保障，更无法应用在安防领域。授权公告号为CN1331641C的专利技术专利披露了一种 "保安巡逻机器狗"，该机器狗虽然能够进行自主巡逻，但是仍存在以下不足1、视频采用 无线模拟信号传输，不易加密处理，容易被他人窃取，无法起到应有的保安作用；2、传输指 令的射频信号，必须使用专用的接收设备，不便于接入互联网；3、无排除障碍机械手或类似 装置，无法执行如灭火、排爆、恶劣环境下的生命拯救、反恐作战等任务；4、不便于接入卫 星导航系统，无法在野外等恶劣条件下工作。
技术实现思路
鉴于现有技术存在上述不足，本专利技术的目的是提供一种基于Wi-Fi (Wireless Fidelity, 无线相容性认证)技术的机器人，该机器人不仅具有信息传输保密性好、复杂环境适应强的 优点，而且可执行恶劣环境下的各种任务。本专利技术实现上述目的的技术方案为一种基于Wi-Fi的机器人，其特征在于该机器人包括——机器人本体，它为一种主要由车厢和履带行走机构组成的履带式机动车辆，其中所3述车厢上设有一机械手，该机械手由转盘连接固定在车厢顶面前部的中间；——机器人控制系统，该系统以ARM9系列嵌入式微处理器为核心，外围分别配置电子 指南针、GPS模块、CCD摄像机、由反射式红外传感器、热释电红外传感器、温度传感器和湿 度传感器组成的传感器组、Wi-Fi模块、机器人本体控制器和机械手控制器构成；其中，所 述的GPS模块、机器人本体控制器和机械手控制器分别接在所述微处理器的串行口上，所述 的CCD摄像机、传感器组和Wi-Fi模块分别设在微处理器的I/O 口上，所述的电子指南针以rc总线方式与微处理器连接；所述的Wi-Fi模块一方面接收外部控制指令，另一方面将由CCD摄像机摄取的视频图像 加密并向外发送；所述的微处理器根据传感器组所探测到的信息以及GPS模块导航信息和电子指南针所确 定的机器人本体的朝向，自主控制机器人本体控制器和机械手控制器，完成巡逻、排障和拯 救任务；或者根据Wi-Fi模块所接收到的外部指令，远程控制机器人本体控制器和机械手控 制器，完成巡逻、排障和拯救任务。本专利技术上述方案中所述的ARM9系列微处理器是英国ARM公司设计的主流嵌入式处理器， 具体可选用ARM9TDMI和ARM9E-S等系列，也可选用韩国三星公司产的S3C2440A芯片。本专利技术所述的机器人控制系统中的Wi-Fi模块所接收的外部指令的来源以及视频图像发 送的目标均为公知的远程监控装置(如远程计算机)，其联络方案可以是已知的成熟技术，如， 由无线路由、互联网和计算机连接组成，再如，由移动基站、GPRS网络、APN专线和计算机 连接组成。为满足野外长时间工作的要求，本专利技术所述的机器人还包括太阳能供电装置，该装置由 覆盖在机器人本体的车厢上表面的太阳能板和设在车厢内部的充电电路组成。本专利技术所述的机器人还包括设在车厢顶部的警灯，该警灯电源开关的控制端与所述ARM9 系列嵌入式微处理器的I/O 口连接。当所述的反射式红外传感器与热释电红外传感器联合探 测到前进方向上有移动的生命体时，警灯便发出警示信号，以便保证道路的畅通。本专利技术所述的机器人还包括设在车厢顶面的前拐角处的两照明灯，该照明灯电源开关的 控制端与所述ARM9系列嵌入式微处理器的I/0口连接。当环境光线较暗时，两照明灯自动点 亮，以便于CCD摄像机摄取到清晰的视频图像。本专利技术所述的CCD摄像机由全方位云台连接固定在车厢的顶面，位于所述机械手的后方， 且其镜头高于固定机械手的转盘，以监视机械手的作业过程，并便于根据情况远程实时修正 机械手的作业动作。本专利技术所述的机器人较现有技术具有以下优点和显著效果1、 将Wi-Fi通讯技术融合其中，利用无线网络极大地提高了图像传输速度，较好地满足 了视频图像的传输要求；可对通过互联网进行传输的信息进行加密，有效地提高了通讯安全 等级；兼容性好，无需专用设备即可接入互联网。2、 设有机械手，不仅可主动排除前进道路上的障碍物，有效地扩大了巡视的范围，而且 可直接拯救由热释电红外传感器探测到生命体。尤其是可通过CCD摄像机传回的视频图像对 机械手的作业动作进行实时修正，显著提高了排障和拯救工作的效率和成功率。附图说明图1为本专利技术所述机器人的控制系统的一种具体实施例的硬件结构框图2为本专利技术所述控制系统的一种具体实施例的控制原理图3为本专利技术所述基于Wi-Fi的机器人的一种具体实施例的结构立体示意图4为本专利技术所述机器人本体控制器的电原理图，其中(a)为AVR MEGA64单片机引脚 图，(b)为电机控制芯片L298N电路图(c)为堵转保护电路图5为本专利技术所述基于Wi-Fi的机器人的初始化流程图，其中5 (a)为机器人初始化主 程序的流程图，5(b)为嵌入式系统初始化子程序的流程图，5 (c)自主导航系统初始化子程 序的流程图,5(d)为排障、拯救作业系统初始化子程序的流程图图6为本专利技术所述基于Wi-Fi的机器人的远程计算机控制流程图7为本专利技术所述基于Wi-Fi的机器人巡逻训练流程图8为本专利技术所述基于Wi-Fi的机器人巡逻流程图9为本专利技术所述基于Wi-Fi的机器人生命探测流程图10为本专利技术所述基于Wi-Fi的机器人自动排障流程图。 具体实施例方式参见图1，机器人本体控制系统的硬件结构由ARM9微处理器为所述控制系统的核心配以 外围电路组成，其中，ARM9系列微处理器选用韩国三星公司产的S3C2440A嵌入式处理器，该处理器是一个由 Advanced RISC Machines有限公司设计的16/32位ARM920T的RISC处理器，它集成了以下主要功能 4通道DMA并有外部请求引脚；* 3通道UART (IrDAl. 0, 64字节TxFIFO,和64字节RxFIF0); 2通道SPI;* 1通道I2C接口 (多主支持)；* 2端口 USB主机/1端口 USB设备；* 4通道PWM定时器和1通道内部定时器/看门狗定时器；* 8通道10比特ADC和触摸屏接口 ；* 130个通用I/O 口和24通道外部中断源；所述的外围电路主要由分别接在S3C2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于Ｗｉ－Ｆｉ的机器人，其特征在于该机器人包括：－机器人本体，它为一种主要由车厢（１４）和履带行走机构（１３）组成的履带式机动车辆，其中所述车厢（１４）上设有一机械手（６），该机械手由转盘（５）连接固定在车厢（１４）顶面前部的中间；－机器人控制系统，该系统以ＡＲＭ９系列嵌入式微处理器为核心，外围配置电子指南针、ＧＰＳ模块、ＣＣＤ摄像机、由反射式红外传感器、热释电红外传感器、温度传感器和湿度传感器组成的传感器组、Ｗｉ－Ｆｉ模块、机器人本体控制器和机械手控制器构成；其中，所述的ＧＰＳ模块、机器人本体控制器和机械手控制器分别接在所述微处理器的一串行口上，所述的ＣＣＤ摄像机、传感器组和Ｗｉ－Ｆｉ模块分别设在微处理器的Ｉ／Ｏ口上，所述的电子指南针以Ｉ↑［２］Ｃ总线方式与微处理器连接；所述的Ｗｉ－Ｆｉ模块一方面接收外部控制指令，另一方面将由ＣＣＤ摄像机摄取的视频图像加密并向外发送；所述的微处理器根据传感器组所探测到的信息以及ＧＰＳ模块导航信息和电子指南针所确定的机器人本体的朝向，自主控制机器人本体控制器和机械手控制器，完成巡逻、排障和拯救任务；或者根据Ｗｉ－Ｆｉ模块所接收到的外部指令，远程控制机器人本体控制器和机械手控制器，完成巡逻、排障和拯救任务。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄文恺，陈虹，沈仰云，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]