一种履带式机器人的控制系统技术方案

一种履带式机器人的控制系统，包括电源系统，驱动系统，控制电路板，传感器模块，通讯模块和上位机模块，传感器模块负责机器人内部和外部状态信息的采集，为控制电路板提供数据信息；所述的控制电路板负责所有的传感器数据采集、处理和执行机构的驱动；驱动系统执行控制电路板的指令；所述的通讯模块负责机器人与上位机之间的通讯，该通讯模块包括无线收发板和中继节点；电源系统负责为机器人内部的所有用电模块提供合适的电压，并提供电源保护；上位机模块为操作者提供人机接口。该控制系统使远端上位机的操作者能够准确获得机器人所在位置的环境信息，实现对机器人进行遥控的同时使机器人能够局部自主，满足机器人避障、定位和环境感知等要求。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于机器人领域，尤其是涉及一种履带式机器人的控制系统。
技术介绍
目前，移动机器人主要分为仿生腿式、轮式和履带式三种类型，其中腿式机器人虽然运动灵活但控制复杂，在高度非结构化的环境中还难以达到应用水平；轮式机器人结构简单，研究成熟，但是对地面适应能力较差，在松软地面上容易发生下陷现象；履带式机器人主要指的是单体形式的履带机器人，这种机器人具有良好的地面通过能力。履带式机器人需要完成特定的运动，并完成与上位机的通讯。现有技术中，履带式机器人的控制系统结构设计不合理，远端上位机的操作者无法准确获得机器人所在位置的环境信息，无法实现对机器人进行遥控的同时使机器人能够局部自主，不能满足机器人避障、定位和环境感知等要求。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种履带式机器人的控制系统，使远端上位机的操作者能够准确获得机器人所在位置的环境信息，实现对机器人进行遥控的同时使机器人能够局部自主，满足机器人避障、定位和环境感知等要求。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种履带式机器人的控制系统，包括电源系统，驱动系统，控制电路板，传感器模块，通讯模块和上位机模块，其中上位机模块与通讯模块连接，通讯模块与传感器模块和控制电路板分别连接，控制电路板与驱动系统和电源系统分别连接，电源系统还与驱动系统和传感器模块分别连接，所述的传感器模块负责机器人内部和外部状态信息的采集，为控制电路板提供数据信息；所述的控制电路板负责所有的传感器数据采集、处理和执行机构的驱动；所述的驱动系统执行控制电路板的指令；所述的通讯模块负责机器人与上位机之间的通讯，该通讯模块包括无线收发板和中继节点；所述的电源系统负责为机器人内部的所有用电模块提供合适的电压，并提供电源保护；所述的上位机模块为操作者提供人机接口。所述的传感器模块包括摄像头、位置传感器、超声传感器、气压传感器和气体传感器。所述的驱动系统包括所有的履带及关节驱动电机、通讯中继节点释放机构的舵机、正压防爆系统的电磁阀和红外照明灯。相对于现有技术，本技术所述的履带式机器人的控制系统具有以下优势：本技术所述的履带式机器人的控制系统使远端上位机的操作者能够准确获得机器人所在位置的环境信息，实现对机器人进行遥控的同时使机器人能够局部自主，满足机器人避障、定位和环境感知等要求。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是本技术的结构示意图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。如图1所示，一种履带式机器人的控制系统，包括电源系统，驱动系统，控制电路板，传感器模块，通讯模块和上位机模块，其中上位机模块与通讯模块连接，通讯模块与传感器模块和控制电路板分别连接，控制电路板与驱动系统和电源系统分别连接，电源系统还与驱动系统和传感器模块分别连接，所述的传感器模块负责机器人内部和外部状态信息的采集，为控制电路板提供数据信息；所述的控制电路板负责所有的传感器数据采集、处理和执行机构的驱动；所述的驱动系统执行控制电路板的指令；所述的通讯模块负责机器人与上位机之间的通讯，该通讯模块包括无线收发板和中继节点；所述的电源系统负责为机器人内部的所有用电模块提供合适的电压，并提供电源保护；所述的上位机模块为操作者提供人机接口。所述的传感器模块包括摄像头、位置传感器、超声传感器、气压传感器和气体传感器。所述的驱动系统包括所有的履带及关节驱动电机、通讯中继节点释放机构的舵机、正压防爆系统的电磁阀和红外照明灯。驱动系统通过控制履带及关节驱动电机从而实现履带式机器人的前进、后退以及转向。为了保证机器人在复杂环境中的的远距离通信，为机器人设计了通讯中继节点，通讯中继节点释放机构的舵机用于在机器人的前进道路上通过释放节点保持通讯系统的正常工作。正压防爆系统包括电磁阀和高压气瓶，高压气瓶内充满惰性气体或二氧化碳，驱动系统通过控制减压阀的开度进而释放高压气瓶内的气体从而保持机器人内部的气压高于外部200帕以上。这样可以阻止外部易燃气体进入壳体内部，从而实现防爆要求。由于传感器模块包括了摄像头、位置传感器、超声传感器、气压传感器和气体传感器，使得远端上位机的操作者能够准确获得机器人所在位置的环境信息，实现对机器人进行遥控；同时由于控制电路板能够接收所有的传感器的采集数据，并相应地发出指令由驱动系统执行，使机器人能够局部自主，满足机器人避障、定位和环境感知等要求。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种履带式机器人的控制系统，其特征在于：包括电源系统，驱动系统，控制电路板，传感器模块，通讯模块和上位机模块，其中上位机模块与通讯模块连接，通讯模块与传感器模块和控制电路板分别连接，控制电路板与驱动系统和电源系统分别连接，电源系统还与驱动系统和传感器模块分别连接，所述的传感器模块负责机器人内部和外部状态信息的采集，为控制电路板提供数据信息；所述的控制电路板负责所有的传感器数据采集、处理和执行机构的驱动；所述的驱动系统执行控制电路板的指令；所述的通讯模块负责机器人与上位机之间的通讯，该通讯模块包括无线收发板和中继节点；所述的电源系统负责为机器人内部的所有用电模块提供合适的电压，并提供电源保护；所述的上位机模块为操作者提供人机接口。

【技术特征摘要】
1.一种履带式机器人的控制系统，其特征在于：包括电源系统，驱动系统，控制电路板，传感器模块，通讯模块和上位机模块，其中上位机模块与通讯模块连接，通讯模块与传感器模块和控制电路板分别连接，控制电路板与驱动系统和电源系统分别连接，电源系统还与驱动系统和传感器模块分别连接，所述的传感器模块负责机器人内部和外部状态信息的采集，为控制电路板提供数据信息；所述的控制电路板负责所有的传感器数据采集、处理和执行机构的驱动；所述的驱动系统执行控制电路板的指令；所述的通讯模块负责机器人...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝志鹏，高天迎，
申请(专利权)人：天津城建大学，
类型：新型
国别省市：天津;12