一种基于蛇形机器人的环境探测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于蛇形机器人的环境探测系统，包括蛇形机器人蛇头和多节蛇形机器人蛇身，蛇形机器人蛇头的外壳上部安装有摄像头和机械手，蛇形机器人蛇头的外壳底部安装有万向轮和两个第一滚轮，蛇形机器人蛇头的外壳内部设置有主控制器以及舵机模块、第一直流电机模块和无线路由器，无线路由器上安装有3G无线上网卡，每节蛇形机器人蛇身的外壳底部两端分别安装有第二滚轮，每节蛇形机器人蛇身的外壳内部设置有环境检测单元，每个环境检测单元包括从控制器以及数据采集模块、数据存储器、第二直流电机模块和无线WIFI模块，蛇形机器人蛇头和多节蛇形机器人蛇身顺次连接，本实用新型专利技术设计新颖，使用灵活，数据采集可靠，实用性强。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于救援探测
，具体涉及一种基于蛇形机器人的环境探测系统。
技术介绍
在很多救援或者探测场合，比如一些洞穴和地面的深坑，由于地形狭小复杂或者存在有毒有害气体，人无法直接进行现场探测，或者是地震灾害伴随着地面的剧烈振动及地面裂缝，使得各类建筑物倒塌和损害，使得通信系统中断，并且伴随着严重的二次灾害，有毒有害气体的泄露，火灾的发生，瘟疫的发生，放射性物质的泄露等等诸多二次灾害造成了灾害现场各种复杂的情况，此时，就需要一个体积小并且灵活的搜救设备，去采集现场的数据，蛇形机器人是很灵活并且适应这种场合的，现有的蛇形机器人大多是对硬件结构进行改进，对于现场数据的采集多依赖蛇形机器人蛇头前端进行数据采集，数据采集量大，处理复杂，成本高，对于蛇形机器人蛇身进行数据采集利用率低，且传统的数据传输距离近，或采用有线数据传输方式进行数据传输，对蛇形机器人有一定的限制性，因此，现如今缺少一种结构简单、成本低、设计合理、数据采集分配合理的基于蛇形机器人的环境探测系统，通过蛇形机器人蛇头采集现场画面视屏数据，通过多节蛇形机器人蛇身采集现场环境中的多个环境参数，提高了蛇形机器人蛇身数据采集利用率，同时分担了蛇形机器人蛇头控制器的数据处理功耗，同时采用无线路由器与3G无线上网卡无线数据传输，数据传输距离远，运行稳定。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于蛇形机器人的环境探测系统，其设计新颖合理，结构简单，数据采集多样，使用灵活，无线数据传输距离远，采用多个控制器级联的连线方式，功耗低，实用性强，便于推广使用。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是:一种基于蛇形机器人的环境探测系统，包括蛇形机器人蛇头和多节蛇形机器人蛇身，其特征在于:所述蛇形机器人蛇头的外壳上部安装有摄像头和机械手，所述蛇形机器人蛇头的外壳底部前端安装有万向轮，所述蛇形机器人蛇头的外壳底部两端分别安装有第一滚轮，所述蛇形机器人蛇头的外壳内部设置有主控制器以及与所述主控制器相接的舵机模块、第一直流电机模块和用于与计算机无线数据交换的无线路由器，所述无线路由器上安装有3G无线上网卡，所述舵机模块包括多个舵机MG995，所述机械手安装在多个所述舵机MG995上，所述第一直流电机模块包括第一直流电机驱动芯片和两个分别与所述第一直流电机驱动芯片相接的第一直流电机，所述第一滚轮安装在第一直流电机的转轴上，所述摄像头与所述无线路由器相接；每节所述蛇形机器人蛇身的外壳底部两端分别安装有第二滚轮，每节所述蛇形机器人蛇身的外壳内部设置有环境检测单元，每个所述环境检测单元包括从控制器以及与所述从控制器相接的数据采集模块、数据存储器、第二直流电机模块和用于与计算机无线数据交换的无线WIFI模块，所述第二直流电机模块包括第二直流电机驱动芯片和两个分别与所述第二直流电机驱动芯片相接的第二直流电机，所述第二滚轮安装在第二直流电机的转轴上，所述数据采集模块包括数据采集卡和与所述数据采集卡相接的数据采集卡接口 ；所述蛇形机器人蛇头和多节蛇形机器人蛇身顺次连接，所述主控制器和与其相接的从控制器之间以及相邻的两个从控制器之间均通过串口连接。上述的一种基于蛇形机器人的环境探测系统，其特征在于:所述无线路由器包括TL-WR703N无线路由器。上述的一种基于蛇形机器人的环境探测系统，其特征在于:所述摄像头包括天敏S608高清摄像头，天敏S608高清摄像头通过USB通信接口与所述TL-WR703N无线路由器相接。上述的一种基于蛇形机器人的环境探测系统，其特征在于:所述无线WIFI模块包括 ESP8266 串口 WIFI 模块。上述的一种基于蛇形机器人的环境探测系统，其特征在于:所述第一直流电机驱动芯片和第二直流电机驱动芯片均包括芯片L298N。上述的一种基于蛇形机器人的环境探测系统，其特征在于:所述主控制器和多个从控制器均为51系列单片机。上述的一种基于蛇形机器人的环境探测系统，其特征在于:所述蛇形机器人蛇头的外壳内部还设置有第一底盘，所述第一底盘的底部与所述万向轮固定连接。上述的一种基于蛇形机器人的环境探测系统，其特征在于:每节所述蛇形机器人蛇身的外壳内部还设置有第二底盘，所述第二底盘与环境检测单元紧密接触。上述的一种基于蛇形机器人的环境探测系统，其特征在于:所述第一底盘和第二底盘的材质均为高强度塑料。本技术与现有技术相比具有以下优点:1、本技术通过采用天敏S608高清摄像头，其内部集成DSP处理芯片，对采集的视频数据直接处理经过无线路由器可无线传输至远程计算机，传输距离远，电路简单，便于推广使用。2、本技术通过设置主控制器和多个从控制器级联的连接方式，多节蛇形机器人蛇身中的从控制器通过数据采集卡接口安装不同类型的传感器负责采集环境中的多个参数，可根据具体实际情况更换传感器类型和传感器数目，避免蛇形机器人蛇头主控制器数据处理复杂，可靠稳定，使用效果好。3、本技术的蛇形机器人蛇头采用万向轮和双轮结合的方式前行，灵活机动，控制简单。4、本技术设计新颖合理，成本低，无线数据传输速度快，可根据实际情况增减蛇形机器人蛇身节数，实用性强，便于推广使用。综上所述，本技术设计新颖合理，结构简单，数据采集多样，使用灵活，无线数据传输距离远，采用多个控制器级联的连线方式，功耗低，实用性强，便于推广使用。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。【附图说明】图1为本技术的电路原理框图。附图标记说明:1-1 一主控制器；1-2 — 3G无线上网卡；1_3—无线路由器；1-4一摄像头；1_5—舵机模块；1-6—第一直流电机模块；2一环境检测单兀；2-1—从控制器；2-2—无线WIFI模块；2-3—数据采集模块；2-4—数据存储器；2_5—第二直流电机模块；3—计算机。【具体实施方式】如图1所示，本技术包括蛇形机器人蛇头和多节蛇形机器人蛇身，所述蛇形机器人蛇头的外壳上部安装有摄像头1-4和机械手，所述蛇形机器人蛇头的外壳底部前端安装有万向轮，所述蛇形机器人蛇头的外壳底部两端分别安装有第一滚轮，所述蛇形机器人蛇头的外壳内部设置有主控制器1-1以及与所述主控制器1-1相接的舵机模块1-5、第一直流电机模块1-6和用于与计算机3无线数据交换的无线路由器1-3，所述无线路由器1-3上安装有3G无线上网卡1-2，所述舵机模块1-5包括多个舵机MG995，所述机械手安装在多个所述舵机MG995上，所述第一直流电机模块1-6包括第一直流电机驱动芯片和两个分别与所述第一直流电机驱动芯片相接的第一直流电机，所述第一滚轮安装在第一直流电机的转轴上，所述摄像头1-4与所述无线路由器1-3相接；每节所述蛇形机器人蛇身的外壳底部两端分别安装有第二滚轮，每节所述蛇形机器人蛇身的外壳内部设置有环境检测单元2，每个所述环境检测单元2包括从控制器2-1以及与所述从控制器2-1相接的数据采集模块2-3、数据存储器2-4、第二直流电机模块2-5和用于与计算机3无线数据交换的无线WIFI模块2-2，所述第二直流电机模块2-5包括第二直流电机驱动芯片和两个分别与所述第二直流电机驱动芯片相接的第二直流电机，所述第二滚轮安装在第当本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于蛇形机器人的环境探测系统，包括蛇形机器人蛇头和多节蛇形机器人蛇身，其特征在于：所述蛇形机器人蛇头的外壳上部安装有摄像头(1‑4)和机械手，所述蛇形机器人蛇头的外壳底部前端安装有万向轮，所述蛇形机器人蛇头的外壳底部两端分别安装有第一滚轮，所述蛇形机器人蛇头的外壳内部设置有主控制器(1‑1)以及与所述主控制器(1‑1)相接的舵机模块(1‑5)、第一直流电机模块(1‑6)和用于与计算机(3)无线数据交换的无线路由器(1‑3)，所述无线路由器(1‑3)上安装有3G无线上网卡(1‑2)，所述舵机模块(1‑5)包括多个舵机MG995，所述机械手安装在多个所述舵机MG995上，所述第一直流电机模块(1‑6)包括第一直流电机驱动芯片和两个分别与所述第一直流电机驱动芯片相接的第一直流电机，所述第一滚轮安装在第一直流电机的转轴上，所述摄像头(1‑4)与所述无线路由器(1‑3)相接；每节所述蛇形机器人蛇身的外壳底部两端分别安装有第二滚轮，每节所述蛇形机器人蛇身的外壳内部设置有环境检测单元(2)，每个所述环境检测单元(2)包括从控制器(2‑1)以及与所述从控制器(2‑1)相接的数据采集模块(2‑3)、数据存储器(2‑4)、第二直流电机模块(2‑5)和用于与计算机(3)无线数据交换的无线WIFI模块(2‑2)，所述第二直流电机模块(2‑5)包括第二直流电机驱动芯片和两个分别与所述第二直流电机驱动芯片相接的第二直流电机，所述第二滚轮安装在第二直流电机的转轴上，所述数据采集模块(2‑3)包括数据采集卡和与所述数据采集卡相接的数据采集卡接口；所述蛇形机器人蛇头和多节蛇形机器人蛇身顺次连接，所述主控制器(1‑1)和与其相接的从控制器(2‑1)之间以及相邻的两个从控制器(2‑1)之间均通过串口连接。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李红岩，侯媛彬，雷雨晴，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61