一种移动终端控制的高危作业遥控车系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种用移动终端进行远程控制的高危作业用遥控车系统，包括遥控车本体、处理端计算机以及远程操控设备，其中，遥控车本体包括底盘、电池盒、左右驱动马达、左右主动轮、万向轮、单芯片微控制器、紫峰模块、红外线距离传感器、超音波传感器、光传感器、LED照明灯、机械臂、机械手、舵机、无线针孔摄影机等部件。相对于现有技术，本实用新型专利技术的遥控车系统可实现使用手机、平板电脑等便携式移动终端进行简单而精确的远程或超远程操纵控制，其环境、地形适应性强，可在各种高危领域或极端环境中代替人工执行操作任务。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于自动机械化设备领域，尤其涉及一种能够在高危或极端环境下代替人工进行作业的遥控车系统。
技术介绍
随着科学技术的发展和安全意识的不断提高，安全防范、危机解除等高危作业领域不断拓展，在那些高危险性或不适合人类生存的极端环境中，使用可控机械化设备来代替人工作业是人们长期以来一直追求的目标。近年来，在各种安全防范及高危作业领域发展了一些可通过后台操作箱控制的遥控机器人设备，但是这些设备普遍存在环境适应能力差、遥控距离短、功能单一、操作控制繁琐、工具庞大不易携带以及操作精确度不高等问题，大大限制了这些设备的运用场合和实际使用效果。因此，开发一种环境适应能力更强的多功能遥控机器人设备是本领域的重要研宄课题。
技术实现思路
本技术提供了一种克服上述现有技术缺陷，能够通过便于携带的常规可移动终端，例如手机，平板电脑等进行简单控制，操作灵活简便，动作精度高、地形适应能力强且功能完善的高危作业用遥控车系统。根据本技术，所述遥控车系统包括遥控车本体、处理端计算机以及远程操控设备。其中，所述遥控车本体包括底盘、电池盒、左右驱动马达、左右主动轮、万向轮、单芯片微控制器(Arduino UNO板)、紫峰(ZigBee)模块、红外线距离传感器、超音波传感器、光传感器、LED照明灯、机械臂、机械手、舵机、无线针孔摄影机等部件。其中，该车通过位于底盘后部的左右驱动马达分别为两个左右主动轮提供前进和后退的驱动力；驱动马达由位于底盘后端的电池盒提供电力，在本技术中，可以根据遥控车实际使用环境需求来选择具体的电池类型，以满足各种作业任务对于车体动力、持续工作时间等不同的要求。该车底盘前部具有一个万向轮，后部左右两个主动轮可以通过程序控制各自的驱动马达提供同步或非同步的驱动力，从而能使车体实现小范围内360度无死角旋转及各种期望的运行轨迹，大大增加了车体的活动能力、图像采集范围和动作到位率。该车底盘上承载的其他功能部件包括单芯片微控制器(Arduino UNO板)、紫峰(ZigBee)模块、红外线距离传感器、超音波传感器、光传感器、LED灯、机械臂、舵机、无线针孔摄影机等。其中，车体中后部设置有单芯片微控制器和紫峰模块。单芯片微控制器作为该车的中央处理系统，利用基于单芯片微控制器的开发环境(Arduino开发环境)和XCTU软件预先编辑的程序，接受、处理来自处理端以及各传感器发来的数据，并发送相应指令给车体的其他功能部件，从而完成车体的各个动作。单芯片微控制器与处理端计算机之间的数据通讯通过紫峰模块进行。所述处理端计算机为同样安装有紫峰模块的计算机设备，其与所述远程操控设备通过网络连接，并使用预先设计的应用程序实现远程操控设备上对处理端数据的可视化呈现，以及操作指令的下达。根据本技术，所述远程操控设备通常为便携式设备，包括但不限于手机、平板电脑等。车体的中前部设置有机械臂，该机械臂底部连接有4个可以180度旋转的舵机并藉由承载底座与车的底盘相连，该结构可以实现机械臂在四个自由度上的自如活动，从而适应各种具体作业对于机械臂自由、灵活、多角度运作的需要。机械臂的中上部具有一个或多个用于完成具体动作的机械手部件，该机械手可以为各种已知的机械工具并依据不同的实际使用环境而具有不同的功能，包括但不限于钳状、针状、手状机械工具等等。在所述机械臂的顶端设置有无线针孔摄影机，用于传输实时图像，操作员根据该图像了解作业区域的整体情况以及机械臂、机械手部件的操作情况，并根据需要调整操作指令。车体的前端设置有红外线距离传感器，该传感器用于探测环境热量以及车体与热源的距离，并将数据传送给单芯片微控制器，处理后经由紫峰模块传送至处理端计算机设备，并以七段显示器呈现数据状态，进而将该数据发送至远程操作终端设备并以可视化方式呈现，以供操作员参考并调整操作指令。通过该传感器的设置，能够及时发现危险热源并测量距离，向终端发送警报，提示保持安全距离，提醒操作员及时调整操作策略。在舵机壳体的两侧分别设置有超音波传感器，该传感器用于探测车身与周边障碍物的距离，所采集的数据同样传送给单芯片微控制器，处理后经由紫峰模块传送至处理端计算机设备，并以七段显示器呈现数据状态，进而将该数据发送至远程操作终端设备并以可视化方式呈现，向操作员提示车体周边的物理环境数据，以供调整操作指令。车体的中部设置有光传感器，通过采集作业环境中的动态光线数据，传送给单芯片微控制器，单芯片微控制器分析数据后自动发出控制指令，控制位于车体前方和后方的LED照明灯，当环境光线强度低于或高于预先设定的阈值时，自动打开或关闭LED照明灯。相对于现有技术，本技术的优点在于:1.实现了在便携式设备上进行远程或超远程终端控制，可使操作员远离作业现场，确保安全；2.配备多种传感器设备，以及合理的数据处理模块，实现了热源探测、距离预警等多种功能；3.主动轮、万向轮及机械臂的合理机械设计，使得整车运动自如，360度无死角，适于各种地形及操作环境需要。4.遥控车本体以及处理端计算机上使用特定的硬件处理和通讯设备，结合针对性开发的软件程序，使得操作精度更高、更灵敏。【附图说明】图1本技术遥控车本体的结构示意图图2本技术遥控车系统的运行流程图【具体实施方式】以下结合【具体实施方式】对本技术进行进一步说明。应当指出的是，本说明书中提供的【具体实施方式】仅作为示例性说明，不构成对本技术范围的限制；本领域技术人员能够理解，在不改变本专利技术技术要点的情形下，可以作出许多等同方式的替代、取代、变型或变化，而这种替代、取代、变型或变化均非限制性地包括在本专利技术的范围之内。如图1所示，在一个具体实施方案中，本技术的遥控车本体(I)由底盘(2)、电池盒(3)、左右驱动马达(4)、左右主动轮(5)、万向轮(6)、单芯片微控制器(7)、紫峰模块(8)、红外线距离传感器(9)、超音波传感器(10)、光传感器(11)、LED照明灯(12)、机械臂(13)、无线针孔摄影机(14)和钳形机械手(16)这些主要部件构成。电池盒(3)为左右驱动马达(4)提供动力以分别驱动位于底盘后部的左右主动轮(5)进行同步或非同步运动，底盘前部的万向轮(6)作为从动轮，在左右主动轮驱动(5)、万向轮(6)从动的协同运动下，可实现遥控车本体(I)的360度旋转；机械臂(13)设置于车体的中前部，其通过底座与底盘(2)相连，其具有4个可以180度旋转的舵机(15)以实现机械臂在4个自由度上的灵活运动；机械臂(13)的中上部设置有一个钳形机械手(16)，用于根据指令完成捡取、夹持类动作；无线针孔摄影机(14)设置于机械臂(13)的顶部，可跟随机械臂(13)及本体(I)的运动实现对目标物体的全方位拍摄，并将数据发送给处理端计算机进而再转发至远程操作设备；遥控车本体(I)的前部设置有红外线距离传感器(9)，舵机(15)壳体的两侧设置有超音波传感器(10)，用于探测热源及周期障碍物情况，并由设置于车体中后部的单芯片微控制器(7)数据处理后，经由紫峰模块(8)与同样安装有紫峰模块的处理端计算机设备进行通讯，处理端计算机与远程控制设备通过网络连接，藉由预先编写的APP应用程序实现远程控制设备对数据的读取、可视化呈现和指令的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种移动终端控制的高危作业遥控车系统，包括遥控车本体、处理端计算机和远程操控设备，其特征在于：所述遥控车本体包括底盘、电池盒、左右驱动马达、左右主动轮、万向轮、单芯片微控制器、紫峰模块、红外线距离传感器、超音波传感器、光传感器、LED照明灯、机械臂、机械手、舵机、无线针孔摄影机部件；所述处理端计算机安装有紫峰模块，其与遥控车本体通过各自的紫峰模块建立通讯连接；所述远程操控设备选自手机或平板电脑，其与所述处理端计算机通过网络连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：姚琦，景涛，周嘉腾，范姝玥，
申请(专利权)人：姚琦，
类型：新型
国别省市：上海;31