一种全地形智能移动救援机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种全地形智能移动救援机器人，其存活能力、运动能力、感知能力、通信能力都得到了加强，避免了传统小型移动机器人功能不够完善或是某方面功能采用技术较为落后的情况，具有更强的矿难救援作业能力。其采用锂电池供电提高了自身的续航能力，履带和悬挂系统的设计以及控制算法和无刷直流电机的使用使其具备强大的运动能力，激光雷达以及各种传感器的布置也保证了它对周围环境信息的采集能力，整体结构的设计保证了要求的最大运行速度、对路面水的密封以及对救援物资的携带，控制器和无线数据交互设备使的人机有良好的信息沟通。这些功能的整合使的全地形智能移动救援机器人在矿难救援现场能出色的完成赋予它的任务。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及全地形智能移动救援机器人的
，特别是涉及到全地形智能移动救援机器人在实际作业过程中，对其整体性能要求较高的矿难救援领域。
技术介绍
在矿难救援现场，由于未知危险因素的威胁，比如有毒气体的存在、可见度的不明确甚至二次矿难发生可能性的存在，亦或是矿难后受灾现场救援空间大小的限制，使的人力救援收到了限制，故小型全地形智能移动救援机器人的研制越来越受到重视。现有的小型移动机器人大都功能不够完善或是某方面功能采用的技术较为落后，不能很好地满足实际需要。部分小型移动机器人依旧使用长途电线供电或是使用铅蓄电池使其作业范围和续航能力受到了很大限制。轮式结构的小型多功能移动机器人只能在相对平坦、表面较硬的路面上行驶。还有小型多功能移动机器人采用超声波和红外传感器使其在数据采集方面受到一定限制。目前很多小型多功能移动机器人整体功能不强，只注重某一方面功能的强化而忽视其他方面功能的加强，从而影响到小型多功能移动机器人的整体作业水平。
技术实现思路
为了克服上述小型多功能移动机器人存在的不足，本专利技术中创造性的设计出一种全地形智能移动救援机器人，在其存活能力、运动能力、感知能力、通信能力方面都做了完善，具有更好的实际现场作业能力。本专利技术所采用的技术方案: (I)为了解决部分小型移动机器人依旧使用长途电线供电或是使用铅蓄电池使其作业范围和续航能力受到了很大限制的问题，我们采用锂电池为小型移动机器人提供动力来源，很好地保证机器人的续航能力。(2)为了保证全地形智能移动救援机器人在行驶过程中的稳定性和全地形性。我们选用弹簧阻尼器作为车体主要的支撑与系统储能减震元件，弹簧阻尼器合理的布局以及选择合理的弹簧刚度系数与阻尼系数能够最大化的吸收路面凹凸不平造成的振动，起到对车身减震的作用。优良算法和无刷直流电机的使用也使其在穿越狭小区域和避障方面能力突出。这些都使的智能移动救援机器人适合全地形。(3)为了避免超声波和红外传感器的缺点以及对周围环境有效信息采集的遗漏。采用激光雷达和各种气体与人体检测传感器实现对周围环境信息的实时采集和对待救援人员的跟踪，也为车体自助导航提供有效信息。(4)为了提升小型移动机器人的最大行驶速度和防止水分对整个小型移动机器人的侵蚀以及更好的开展对矿难后待救援人员的救助。我们设计了全地形智能移动救援机器人整体结构，很好地保证了其最大运行速度、对水分的密封以及对救援物资的携带。(5)采用本体控制和远程控制的方案，选择上位机、下位机控制器、无线收发模块和无线视频模块为人机交互和数据传输提供了良好的保证。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是使全地形智能移动救援机器人具有更多的功能，避免了现有小型移动机器人大都功能不够完善或是某方面功能采用的技术较为落后的缺点。多个功能的整合使的全地形智能移动救援机器人的整体作业能力很高，很好地满足了矿难救后援作业要求。【附图说明】下面结合【附图说明】书对本专利进行说明: 图1为移动机器人先进悬挂系统机构的实物图。图2为移动机器人气体传感器。图3为移动机器人人体检测传感器。图4为移动机器人无线收发模块。图5为移动机器人无线视频接收和无线视频发射设备。【具体实施方式】图1为全地形智能移动救援机器人的车体和悬挂系统，锂电池为其提供动力来源。悬挂系统和锂电池保证履带机器人有较好的行驶性能和续航能力。车体结构的设计使的全地形智能移动救援机器人以较快的速度开展救援工作而且不必担心水分对其整体的影响。在行驶过程中气体传感器包括CO、空气质量传感器、PM2.5传感器，可以检测履带机器人所在环境的变化。热释电人体检测传感器，可以检测环境中有无人员。同时，激光雷达也对周围环境信息进行采集。控制器上位机处理激光雷达传感器的数据并且进行地图构建与导航，实现自主导航。下位机有三种模式，首先可以接收上位机发送的导航信息并通过无刷控制器控制无刷电机运动，其次可以读取各种气体传感器的值，并通过无线模块发到远端监控界面，然后也可以通过无线收发模块接收远端的控制指令。其整体功能保证了其较高的作业能力，从而很好地满足了实际现场作业要求。【主权项】1.一种全地形智能移动救援机器人，其采用电池作为动力来源，保证其正常行驶；采用悬挂系统减低车体在路面的振动情况；利用传感器采集周围环境信息为车体导航和救援工作布置提供有效信息；控制器和无线收据收发模块很好地保证了人机交互；采用锂电池而不是铅蓄电池供电不仅环保，也提高了全地形智能移动救援机器人的续航能力；履带和被动悬挂系统的设计、布局以及控制算法和无刷直流电机的使用使其具备强大的运动能力；激光雷达以及气体和人体检测传感器的使用保证了它周围环境信息的采集能力；整体结构的设计保证了要求的最大运行速度、对路面水的密封以及对救援物资的携带；上位机、下位机控制器和无线数据交互设备使的人机有良好的信息沟通；这些功能的整合使的履带机器人具有强大的作业能力；而传统的小型移动机器人功能大都不够完善或是某方面功能采用技术较为落后使的整体性能受到瓶颈限制；本专利技术中的全地形智能移动救援机器人兼顾了更多方面的功能也采用较为先进的技术，使其在矿难救援现场能更出色的完成任务。2.根据权利要求1所述的全地形智能移动救援机器人，其特征于选用更有优势的锂电池作为供电电源，锂电池不仅环保、重量轻，而且对温度适应性较强、使用寿命较长，从而保证了全地形智能移动救援机器人的续航能力。3.根据权利要求1所述的全地形智能移动救援机器人，其特征于采用履带和被动悬挂系统，有效解决了其在快速行进过程中的运动平稳性，优良算法和无刷直流电机的使用也使其在穿越狭小区域和避障方面能力突出，这些都使的智能移动救援机器人适合全地形。4.根据权利要求1所述的全地形智能移动救援机器人，其特征于激光雷达以及气体和人体检测传感器的使用，能保证实时对周围环境信息的监测以及对待救援人员的跟踪，也可以为自身路径规划提供数据信息。5.根据权利要求1所述的全地形智能移动救援机器人，其特征于整体结构的设计保证了要求的最大运行速度、对路面水的密封以及对救援物资的携带。6.根据权利要求1所述的全地形智能移动救援机器人，其特征于上位机、下位机控制器和无线数据交互设备使的人机有良好的信息沟通，ROS (Robot Operating System)是一个机器人软件平台，它能为异质计算机集群提供类似操作系统的功能，ROS的使用使的全地形智能移动救援机器人可以自助导航。【专利摘要】本专利技术公开了一种全地形智能移动救援机器人，其存活能力、运动能力、感知能力、通信能力都得到了加强，避免了传统小型移动机器人功能不够完善或是某方面功能采用技术较为落后的情况，具有更强的矿难救援作业能力。其采用锂电池供电提高了自身的续航能力，履带和悬挂系统的设计以及控制算法和无刷直流电机的使用使其具备强大的运动能力，激光雷达以及各种传感器的布置也保证了它对周围环境信息的采集能力，整体结构的设计保证了要求的最大运行速度、对路面水的密封以及对救援物资的携带，控制器和无线数据交互设备使的人机有良好的信息沟通。这些功能的整合使的全地形智能移动救援机器人在矿难救援现场能出色的完成赋予它的任务。【IPC分类】B62D55/104, E21F17/18, E21F11/00【公开号】本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全地形智能移动救援机器人，其采用电池作为动力来源，保证其正常行驶；采用悬挂系统减低车体在路面的振动情况；利用传感器采集周围环境信息为车体导航和救援工作布置提供有效信息；控制器和无线收据收发模块很好地保证了人机交互；采用锂电池而不是铅蓄电池供电不仅环保，也提高了全地形智能移动救援机器人的续航能力；履带和被动悬挂系统的设计、布局以及控制算法和无刷直流电机的使用使其具备强大的运动能力；激光雷达以及气体和人体检测传感器的使用保证了它周围环境信息的采集能力；整体结构的设计保证了要求的最大运行速度、对路面水的密封以及对救援物资的携带；上位机、下位机控制器和无线数据交互设备使的人机有良好的信息沟通；这些功能的整合使的履带机器人具有强大的作业能力；而传统的小型移动机器人功能大都不够完善或是某方面功能采用技术较为落后使的整体性能受到瓶颈限制；本专利技术中的全地形智能移动救援机器人兼顾了更多方面的功能也采用较为先进的技术，使其在矿难救援现场能更出色的完成任务。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郝丽娜，陈文林，韩杰，董利平，安震，张颖，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21