一种搜救机器人数据检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种搜救机器人数据检测装置，属于自动化技术及设备领域，包括微控制器、传感器单元以及通信输出接口，所述微控制器、传感器单元、通信输出接口之间通过线路连接，所述通信输出接口通过排线与机器人的主控单元连接，所述传感器单元包括4个对称分布的人体红外传感器、1个温度湿度传感器、1个一氧化碳传感器和1个烟雾传感器，所述通信输出接口包括角度高度调节控制端口和传感器数据输出端口。本实用新型专利技术通用性强，操作灵活方便，可广泛应用在机器人传感器领域，尤其是搜救机器人环境监测和被困人员检测领域。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于自动化技术及设备领域，具体涉及一种搜救机器人数据检测装置。
技术介绍
目前矿井事故多发，事故发生以后，由于井下环境复杂危险，充满瓦斯等有毒气体，救援人员很难第一时间了解到井下环境情况，无法及时进行施救，造成巨大损失。在这种局面下，井下搜救机器人可以在第一时间进入事故现场进行环境监测和被困人员的位置确定，将极大的提高救援效率和减小施救人员的危险系数，尽可能的挽救被困人员的生命。井下搜救机器人多采用行星轮的运动方式，可以跨越复杂的障碍，如何设计一款适合井下搜救工作的数据检测装置成为设计搜救机器人的关键技术。该数据检测装置需要准确检测到事故现场的温湿度、瓦斯浓度、一氧化碳浓度、被困人员等，而且需要全方位无死角检测到被困人员，防止遗漏被困人员，威胁其生命安全，数据检测装置的高度和角度也应该能够自由变化，以达到全面检测井下事故现场的环境参数,为施救人员提供准确有用施救信息的目的。搜救机器人技术最早出现在军事上用于军情侦查，国内某些高校也设计出了井下搜救机器人，但是井下搜救机器人的数据检测装置并未独立设计为模块化，产品化。大多将所需的环境传感器散落的分布在所需的位置，一旦数据检测装置被安装之后位置将被固定，并不能准确检测到环境参数，因为井下事故现场不同高度、不同角度的地方环境参数都有差别。不能模块化的数据检测装置与主控制器连接需要大量的接口，无论是在程序设计还是在电路板制作方面对主控制器都有较大的负担。技术内容针对现有技术中存在的上述技术问题，本技术提出了一种搜救机器人数据检测装置，设计合理，克服了现有技术的不足，具有良好的效果。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种搜救机器人数据检测装置，包括微控制器、传感器单元以及通信输出接口，所述微控制器、传感器单元、通信输出接口之间通过线路连接，所述通信输出接口通过排线与机器人的主控单元连接，所述传感器单元包括4个对称分布的人体红外传感器、1个温度湿度传感器、1个一氧化碳传感器和1个烟雾传感器，所述通信输出接口包括角度高度调节控制端口和传感器数据输出端口。优选地，所述微控制器采用STM32系列单片机。优选地，所述红外人体传感器采用HC-SR501芯片；所述温度湿度传感器包括温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器集成在一个单元上，所述温度传感器采用AM1001芯片，所述湿度传感器采用LM35芯片；所述一氧化碳传感器采用MQ-7芯片；所述烟雾传感器采用MQ-135芯片。优选地，所述传感器单元连接有角度高度调节机构，所述角度高度调节机构包括角度调节舵机和高度调节机械手臂。优选地，所述角度调节舵机的输出轴固定在传感器单元上，所述高度调节机械手臂固定在机器人的平台上。优选地，所述高度调节机械手臂为两自由度，由2个舵机和2根L型角铝以及固定件组成。优选地，所述舵机采用SavoxSW-1210SG防水舵机。本技术所带来的有益技术效果：本技术提出了一种搜救机器人数据检测装置，与现有技术相比，一种搜救机器人数据检测装置具有以下优点：1、所述数据检测装置的PCB底板设计成八边形，每隔一个边放置一个所述的人体红外传感器模块，保证对被困人员位置全方位、无死角检测。2、所述数据检测装置可以工作于两种工作模式，一种工作于传感器模式，所有的传感器数据输出引脚全部引出，可以供机器人的主控单元采集；另一种工作模式下，由所述微控制器实时循环采集各个传感器信息，通过串口发送出去，机器人的主控单元可以根据需要通过通信接口接收有用数据，USART和SPI两种通信接口可供选择。两种工作模式可选，灵活方便。附图说明图1为本技术一种搜救机器人数据检测装置的结构示意图。图2为支撑传感器单元的角铝支架的结构示意图。其中，1-人体红外传感器；2-一氧化碳传感器；3-热湿传感器；4-烟雾检测传感器；5-电源引线；6-通信输出接口；7-微控制器；8-程序下载口。具体实施方式下面结合附图以及具体实施方式对本技术作进一步详细说明：如图1所示，搜救机器人数据检测装置的PCB底板的整体外观设计为正八边形，每隔一个边放置一个HC-SR501人体红外传感器1，由于正八边形的每个边占45°，这样每隔90°就有一个HC-SR501人体红外传感器1负责检测，HC-SR501的检测范围是100°锥角，所以四个人体红外传感器1就覆盖了空间的所有范围，没有死角，用最少数量的人体红外传感器1实现被困人员的搜索。同时每个HC-SR501人体红外传感器1都通过一个如图2所示的角铝支架支撑，信号和电源线通过杜邦线插接。每2个HC-SR501人体红外传感器1之间的一边设置有MQ-135烟雾检测传感器4、MQ-7一氧化碳传感器2、热湿传感器3和电源引线5的其中一个，实现了各个传感器的均匀合理分布和环境参数的准确检测。这几个传感器的插针直接焊接到PCB板上，同时起到了支撑作用。该数据检测装置的微控制器7选用STM32系列单片机，该款单片机价格便宜，性能优越，片上外设集成了多达15个通道的A/D转换接口，每个通用IO口支持外部中断，支持SPI通信，能够完美支持以上传感器同时进行数据采集处理。微控制器7采集完各个传感器数据后存储在指定的地址中以供搜救机器人的主控单元读取，只需要4根线的SPI或者通信输出接口6就可以完成数据采集和交换，电路和程序设计变得非常简单。如果所述传感器单元连接有角度高度调节机构，使角度高度调节机构的角度调节舵机的输出轴固定在传感器单元上，使角度高度调节机构的高度调节机械手臂(由2个舵机和2根L型角铝以及固定件组成)固定在机器人平台上，那么机器人的主控单元通过通信输出接口6向微控制器发送控制命令，控制器执行相关的控制程序，即可控制角度高度调节机构的舵机，使之不仅可以水平180度旋转数据检测装置，避免环境位置不同导致数据误差，还可以水平调节该数据检测装置的高度，实现环境数据全方位准确测量，最终完成数据检测装置的角度和高度的调节。该数据检测装置还预留了程序下载口12，支持二次开发和升级。本技术一种搜救机器人数据检测装置具有以下优点：1、所述数据检测装置的PCB底板设计成八边形，每隔一个边放置一个所述的人体红外传感器模块，保证对被困人员位置全方位、无死角检测。2、所述数据检测装置可以工作于两种工作模式，一种工作于传感器模式，所有的传感器数据输出引脚全部引出，可以供机器人的主控单元采集；另一种工作模式下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种搜救机器人数据检测装置，其特征在于：包括微控制器、传感器单元以及通信输出接口，所述微控制器、传感器单元、通信输出接口之间通过线路连接，所述通信输出接口通过排线与机器人的主控单元连接，所述传感器单元包括4个对称分布的人体红外传感器、1个温度湿度传感器、1个一氧化碳传感器和1个烟雾传感器，所述通信输出接口包括角度高度调节控制端口和传感器数据输出端口。

【技术特征摘要】
1.一种搜救机器人数据检测装置，其特征在于：包括微控制器、传感器单元以及通信输
出接口，所述微控制器、传感器单元、通信输出接口之间通过线路连接，所述通信输出接口
通过排线与机器人的主控单元连接，所述传感器单元包括4个对称分布的人体红外传感器、1
个温度湿度传感器、1个一氧化碳传感器和1个烟雾传感器，所述通信输出接口包括角度高
度调节控制端口和传感器数据输出端口。
2.根据权利要求1所述的搜救机器人数据检测装置，其特征在于：所述微控制器采用
STM32系列单片机。
3.根据权利要求1所述的搜救机器人数据检测装置，其特征在于：所述红外人体传感器
采用HC-SR501芯片；所述温度湿度传感器包括温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和
湿度传感器集成在一个单元上，所述温度传感器采用A...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆礼，李世光，许焕奇，雷倩，吴娆，王海霞，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：新型
国别省市：山东;37