体感远程控制人形消防机器人制造技术

体感远程控制人形消防机器人，涉及机器人领域，尤其是一种使用方便，控制灵敏，能够代替人类进行灭火救援的体感远程控制人形消防机器人。本实用新型专利技术包括机器人本体和体感控制设备，体感控制设备佩戴在控制人员身上，机器人本体通过无线信号与体感控制设备连接。本实用新型专利技术的体感远程控制人形消防机器人，使用远程体感控制，操作者只需按平时训练如同自己进入火场一样进行控制，可作为一个万能装备平台使用各类现有器材装备，使得机器人可以用于灭火救援各个环节。

Somatosensory remote control humanoid fire fighting robot

The remote control of human shape fire robot, which involves the field of robot, is especially a kind of remote control humanoid fire control robot, which is convenient and sensitive and can replace the human being to fire and rescue. The utility model includes a robot body and a somatosensory control device. The body sense control device is worn on the control personnel, and the robot body is connected with a somatosensory control device through a wireless signal. The humanoid fire robot with long distance control of the utility model is controlled by remote sense of body sense. The operator only needs to control it as he enters the fire field at normal time. It can be used as a universal equipment platform to use all kinds of existing equipment and equipment, so that the robot can be used in all aspects of fire fighting and rescue.

【技术实现步骤摘要】
体感远程控制人形消防机器人
本技术涉及机器人领域，尤其是一种使用方便，控制灵敏，能够代替人类进行灭火救援的体感远程控制人形消防机器人。
技术介绍
近年来，随着社会经济的迅猛发展，建筑和企业生产的特殊性，导致危险化学品、放射性物质泄漏、隧道火灾、矿难等处置难度极大，危险性极高的事故时有发生。根据《中国消防年鉴2014》统计得出，2000年以来，全国发生火灾169万起，在应急救援一线上牺牲的消防员达200余名，700余名消防员伤残。在大型灾害面前，尤其是在有二次爆炸、坍塌等潜在危险的场合，单靠人类血肉之躯灭火和救援，力量十分薄弱，还可能在救援过程中造成二次伤亡，“火场换人”需求与日俱增。各消防部队现已陆续配备消防机器人到应急救援一线，但消防机器人真正参与灭火救援的次数却很少，实战应用程度远未达到预期值，现有消防机器人主要存在性能单一、价格奇高等问题，各类救灾机器人功能还不完善，多数为一个履带底盘加摄像头、排烟机、水炮等构成的履带车，只能完成整个消防救灾过程中的某一环节，体积庞大，运输存在一定困难。为解决这一问题，使消防机器人方便投入实战，美国波士顿动力公司和海军研究室研究出了可以用于消防各环节的智能人形机器人Atlas和SAFFiR，这两款机器人可以实现直立行走、翻越障碍物、爬梯、操作复杂器材等功能，基本可以代替人类使用。以上机器人都是利用程序控制和传感器反馈的智能机器人，价格及为昂贵，编程和调试需要较高专业知识，难以大规模推广应用。
技术实现思路
本技术所要解决的就是现有消防机器人功能单一，应用效果差，智能人形机器人造价贵，编程调试困难，难以大规模应用的问题，提供一种使用方便，控制灵敏，能够代替人类进行灭火救援的体感远程控制人形消防机器人。本技术的体感远程控制人形消防机器人，其特征在于该消防机器人包括机器人本体和体感控制设备，体感控制设备佩戴在控制人员身上，机器人本体通过无线信号与体感控制设备连接，其中：机器人本体包括有机器人躯干、机器人手臂、机器人头部以及机器人控制器四个部分组成，机器人头部安装在机器人躯干顶部，机器人手臂为两个，分别安装在机器人躯干两侧上部，机器人躯干底部安装有履带底盘，机器人控制器安装在机器人躯干内，机器人控制器通过无线信号与体感控制设备连接；机器人手臂包括活动关节、大臂、小臂以及手掌，大臂与机器人躯干、小臂与大臂、手掌与小臂之间均通过活动关节连接，大臂与小臂均用U型钢板制作；活动关节由舵机和舵盘连接组成，机器人躯干与大臂之间连接的活动关节的舵机固定在机器人躯干上，舵盘安装在大臂顶部；大臂与小臂之间连接的活动关节的舵机固定在大臂下部，舵盘安装在小臂顶部；小臂与手掌连接的活动关节的舵机固定在小臂下部，舵盘安装在手掌顶部，每个舵机均与机器人控制器连接；机器人头部上设置有无线摄像头图传设备以及两组活动关节，第一组活动关节控制无线摄像头图传设备左、右转动，该活动关节的舵机固定在机器人头部，舵盘固定在机器人躯干上，舵盘与舵机连接；第二组活动关节控制无线摄像头图传设备上、下转动，该活动关节的舵机横向连接在无线摄像头图传设备上，舵盘通过三角架与第一组活动关节的舵机连接；无线摄像头图传设备以及两组活动关节的舵机均与机器人控制器连接；体感控制设备包括有VR视频眼镜、控制手套、姿态采集外骨骼以及体感控制器，VR视频眼镜与控制手套内部均安装有陀螺仪，VR视频眼镜设置在姿态采集外骨骼上方，佩戴在控制人员头部；姿态采集外骨骼穿在控制人员上半身，包括肩部和手臂，姿态采集外骨骼的关节部位设置有位置传感器；VR视频眼镜、陀螺仪以及位置传感器均与体感控制器连接；机器人控制器通过无线信号与体感控制器连接。所述的机器人手臂部分的大臂与小臂之间设置有两个活动关节，两个活动关节之间通过U型扣连接，第一个活动关节的舵机固定在大臂下部，舵盘安装在U型扣上，第二个活动关节的舵机固定在U型扣内，舵盘安装在小臂顶部，第一个活动关节实现小臂的转动，第二个活动关节实现小臂的抬起和放下。在使用时，控制人员首先佩戴上VR视频眼镜，将姿态采集外骨骼穿上，然后启动体感控制器，将体感控制器与机器人控制器进行配对连接，之后通过控制骨骼上的位置传感器将控制人员手臂的转动、抬起等各种活动角度，传递至体感控制器，通过体感控制器根据各角度参数，控制多个活动关节的舵机进行转动，以此实现机器人手臂的同步运动，在机器人进行工作时，无线摄像头图传设备将图像信息通过机器人控制器传递给体感控制器，再通过体感控制器传递至VR视频眼镜，供给控制人员实时观察机器人的工作情况；当控制人员转头时，VR视频眼镜跟随转动，其上的陀螺仪将转动角度传送至机器人控制器，控制机器人头部的舵机驱动无线摄像头图传设备跟随转动。本技术的体感远程控制人形消防机器人，具有以下优点：1）操作简单：机器人使用远程体感控制，操作者只需按平时训练如同自己进入火场一样进行控制，利用现有战斗编程将机器人投入灭火救援战斗即可，可以使操作者远离危险，达到减少伤亡目的；2）通用性高：由于是人形外型，机器人可作为一个万能装备平台使用各类现有器材装备，使得机器人可以用于灭火救援各个环节，克服传统消防机器人只能用于排烟、侦查、出水等单个环节的不足；3）专家远程控制实现第一时间处置：如同医用手术机器人一般，在地球一端的专家可以操作地球另一端的医用机器人为患者做手术。体感控制机器人一样可以实现类似的主-仆式远距离操作模式，在各危化品单位和重点单位配备一定量体感机器人，当发生事故时，远在他乡的灭火救援专家可第一时间穿戴外骨骼控制器接入控制事故单位的体感机器人进行灾害处置，免去乘飞机到现场指导工作的时间。同样，未受过专业消防训练，没有应急避险能力的事故单位技术人员，也可远程控制体感机器人进入事故现场协助处置，可使技术人员免受生命危险；4）模块化换装实现不同应用：体感机器人可结合其他类型消防机器人模块进一步升级为模块化机器人，针对不同灾害场合加装不同模块，例如装上红外摄像头模块或火焰传感器可探测火源位置；装上有害气体检测传感器进行气体检测；进入楼内内攻时可于前部加装超声波测距传感器探测地面坑洞，实现消防员前虚后实探步功能；在障碍物较多的场合底盘可更换摆臂履带底盘或四足机器人底盘提高越障能力；若用于深井救援可直接去掉底盘，利用绳子牵引机器人腰部，将机器人放入深井中，救援人员利用机器人在被困人员身上打上绳结，拖出深井。附图说明图1为本技术机器人结构示意图。图2为本技术机器人手臂结构示意图。图3为本技术体感控制设备结构示意图。其中，机器人躯干1，机器人手臂2，大臂3，小臂4，手掌5，舵机6，舵盘7，无线摄像头图传设备8，体感控制器9，位置传感器10，U型扣11。具体实施方式实施例1：一种体感远程控制人形消防机器人，包括机器人本体和体感控制设备，体感控制设备佩戴在控制人员身上，机器人本体通过无线信号与体感控制设备连接，其中：机器人本体包括有机器人躯干1、机器人手臂2、机器人头部以及机器人控制器四个部分组成，机器人头部安装在机器人躯干1顶部，机器人手臂2为两个，分别安装在机器人躯干1两侧上部，机器人躯干1底部安装有履带底盘，机器人控制器安装在机器人躯干1内，机器人控制器通过无线信号与体感控制设备连接；机器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种体感远程控制人形消防机器人，其特征在于该消防机器人包括机器人本体和体感控制设备，体感控制设备佩戴在控制人员身上，机器人本体通过无线信号与体感控制设备连接，其中：机器人本体包括有机器人躯干（1）、机器人手臂（2）、机器人头部以及机器人控制器四个部分组成，机器人头部安装在机器人躯干（1）顶部，机器人手臂（2）为两个，分别安装在机器人躯干（1）两侧上部，机器人躯干（1）底部安装有履带底盘，机器人控制器安装在机器人躯干（1）内，机器人控制器通过无线信号与体感控制设备连接；机器人手臂（2）包括活动关节、大臂（3）、小臂（4）以及手掌（5），大臂（3）与机器人躯干（1）、小臂（4）与大臂（3）、手掌（5）与小臂（4）之间均通过活动关节连接，大臂（3）与小臂（4）均用U型钢板制作；活动关节由舵机（6）和舵盘（7）连接组成，机器人躯干（1）与大臂（3）之间连接的活动关节的舵机（6）固定在机器人躯干（1）上，舵盘（7）安装在大臂（3）顶部；大臂（3）与小臂（4）之间连接的活动关节的舵机（6）固定在大臂（3）下部，舵盘（7）安装在小臂（4）顶部；小臂（4）与手掌（5）连接的活动关节的舵机（6）固定在小臂（4）下部，舵盘（7）安装在手掌（5）顶部，每个舵机（6）均与机器人控制器连接；机器人头部上设置有无线摄像头图传设备（8）以及两组活动关节，第一组活动关节控制无线摄像头图传设备（8）左、右转动，该活动关节的舵机（6）固定在机器人头部，舵盘（7）固定在机器人躯干（1）上，舵盘（7）与舵机（6）连接；第二组活动关节控制无线摄像头图传设备（8）上、下转动；无线摄像头图传设备（8）以及两组活动关节的舵机（6）均与机器人控制器连接；体感控制设备包括有VR视频眼镜、控制手套、姿态采集外骨骼以及体感控制器（9），VR视频眼镜与控制手套内部均安装有陀螺仪，VR视频眼镜设置在姿态采集外骨骼上方，佩戴在控制人员头部；姿态采集外骨骼穿在控制人员上半身，包括肩部和手臂，姿态采集外骨骼的关节部位设置有位置传感器（10）；VR视频眼镜、陀螺仪以及位置传感器（10）均与体感控制器（9）连接；机器人控制器通过无线信号与体感控制器（9）连接。...

【技术特征摘要】
1.一种体感远程控制人形消防机器人，其特征在于该消防机器人包括机器人本体和体感控制设备，体感控制设备佩戴在控制人员身上，机器人本体通过无线信号与体感控制设备连接，其中：机器人本体包括有机器人躯干（1）、机器人手臂（2）、机器人头部以及机器人控制器四个部分组成，机器人头部安装在机器人躯干（1）顶部，机器人手臂（2）为两个，分别安装在机器人躯干（1）两侧上部，机器人躯干（1）底部安装有履带底盘，机器人控制器安装在机器人躯干（1）内，机器人控制器通过无线信号与体感控制设备连接；机器人手臂（2）包括活动关节、大臂（3）、小臂（4）以及手掌（5），大臂（3）与机器人躯干（1）、小臂（4）与大臂（3）、手掌（5）与小臂（4）之间均通过活动关节连接，大臂（3）与小臂（4）均用U型钢板制作；活动关节由舵机（6）和舵盘（7）连接组成，机器人躯干（1）与大臂（3）之间连接的活动关节的舵机（6）固定在机器人躯干（1）上，舵盘（7）安装在大臂（3）顶部；大臂（3）与小臂（4）之间连接的活动关节的舵机（6）固定在大臂（3）下部，舵盘（7）安装在小臂（4）顶部；小臂（4）与手掌（5）连接的活动关节的舵机（6）固定在小臂（4）下部，舵盘（7）安装在手掌（5）顶部，每个舵机（6）均与机器人控制器连接；机器人头部上设置有无线摄像头图传设...

【专利技术属性】
技术研发人员：蓝恺，
申请(专利权)人：蓝恺，
类型：新型
国别省市：云南,53