一种基于多传感器融合检测的智能探索机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及一种基于多传感器融合检测的智能探索机器人，其包括支座，支座两侧分别设置有履带底盘和减震机构，减震机构位于履带底盘上；支座两侧还设置有热敏电阻、火焰传感器、超声波传感器和红外传感器，热敏电阻平均分布在支座两侧；红外传感器和超声波传感器设置在支座前方无遮挡位置处；火焰传感器设置在支座上能接触空气面积较大较为空旷的位置；支座内部设置有单片机、减速电机、信号接收站和碰撞传感器，单片机用于接收碰撞传感器、热敏电阻、火焰传感器、超声波传感器和红外传感器传输至的信号，并控制减速电机动作；信号站与单片机进行信息交互；位于支座顶部设置有机械臂，机械臂由单片机控制工作；在支座内部还设置有电源。

An intelligent exploration robot based on multi-sensor fusion detection

The utility model relates to an intelligent exploration robot based on multi sensor fusion detection, which includes a bearing, a caterpillar chassis and a damping mechanism on both sides of the support. The damping mechanism is located on the caterpillar chassis, and the two sides of the support are also equipped with a thermistor, a flame sensor, a supersonic sensor and an infrared sensor. The resistance is evenly distributed on both sides of the bearing, and the infrared sensor and ultrasonic sensor are set at the position of no occlusion in front of the support. The flame sensor is set on the support to contact the larger air space. The single chip microcomputer, the deceleration motor, the signal receiving station and the collision sensor are set up in the support, and the single chip microcomputer is used. It receives the signal from the collision sensor, the thermistor, the flame sensor, the ultrasonic sensor and the infrared sensor, and controls the action of the deceleration motor; the signal station is interacted with the single chip computer; the arm is located at the top of the support, the manipulator is controlled by the single chip computer, and the power supply is also set in the support.

【技术实现步骤摘要】
一种基于多传感器融合检测的智能探索机器人
本技术涉及一种探索机器人，特别是关于一种基于多传感器融合检测的智能探索机器人。
技术介绍
随着社会的不断发展，人类生活水平在不断进步的同时，对于自身的安全和对于未知领域的探索也越来越重视，越来越多的人开始考虑用机器人来代替人类从事危险地区的工作，比如隧道施工，地震救援，未知地区的探查，军事侦测，甚至星球探测等等，这些工作常常与复杂而危险的环境脱不了干系，如果机器人的性能不够强大，探测不够精确，行动范围不够时，是无法完成这些困难的工作的，这一切都要求机器人要有很高的环境侦测与适应能力，对于多地形的适应能力和精确的探测危险的能力，否则，机器人就不能取代人类完成这方面的任务。当对于危险区域进行检测或者对受灾场进行救援时，对于危险信号的检测显得尤为重要，从常见的光线，声波，到危险气体(一氧化碳，甲烷，氮气等)的检验，在火灾场所对于温度的测量等等，这些数据常常能够帮助我们了解受灾情况亦或者是施工信息，对于现场的情况有一个全局的把握，从而确定救援策略和施工方向。然而事实却是大量的人员进入危险地区常常造成二次受灾以及二次伤亡，因此，机器人就可以代替人类，在时间尽可能短，精度尽可能高的情况下，完成探测任务。在工程中，如操作人员在隧道施工时，探测机器人可以先于人进入施工现场，先行检验温度，气体等危险性因素，以此来保证施工人员的安全，这对于许多大型施工项目来说是很有必要的。目前，探测机器人在世界范围内是一个非常热门的课题，许多国家都着手从事这方面的研究，在国外，最出名的便是波士顿动力公司(BostonDynamics),它们研究开发的如Spotmini和Atlas等系列的机器人，在移动方式，行动稳定性上都有着非常杰出的表现，依靠着高精度的传感器，使得其在完成特定任务时也得心应手。在我国，探测机器人也了显著的突破，在运动方式上有许多类别。比如轮式探测机器人，依靠着超声波，红外等传感器对于环境进行检测，然而其轮式不适合复杂的地形是其致命的缺点，而履带式探测机器人虽然在探测环境和适应地形上有着不俗的能力，但是其缓慢的速度却是他在完成探测任务时一个最大的障碍。针对这些问题，国内的一些公司推出了仿生机器人，如蛇形机器，其有着运动速度快，摩擦力较小的优点，但是它是适合于特定的环境，而且功能比较单一；六足机器人类似于一个蜘蛛，对于地形的适应能力很强，但是其在平地上的速度和运行时的反应速度不如轮式机器人。在功能上，现在的探测机器人主要以探测环境，侦察危险，反馈信息为主，但是现在市场上的机器人的大多以单一的传感器探测为主，很少将多传感器融合起来进行综合判断的，因此其抗干扰能力和精度能力都比较差，无法适应恶劣环境，其工作范围大多在平稳的地形和人员密集度不高的地方。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的是提供一种基于多传感器融合检测的智能探索机器人，其能适应恶劣环境，在复杂变工况环境下实现无死角探测。为实现上述目的，本技术采取以下技术方案：一种基于多传感器融合检测的智能探索机器人，其特征在于：该机器人包括支座，所述支座两侧分别设置有履带底盘和减震机构，所述减震机构位于所述履带底盘上；所述支座两侧还设置有热敏电阻、火焰传感器、超声波传感器和红外传感器，所述热敏电阻平均分布在所述支座两侧；所述红外传感器和超声波传感器设置在所述支座前方无遮挡位置处；所述火焰传感器设置在所述支座上能接触空气面积较大较为空旷的位置；所述支座内部设置有单片机、减速电机、信号接收站和碰撞传感器，所述单片机用于接收所述碰撞传感器、热敏电阻、火焰传感器、超声波传感器和红外传感器传输至的信号，并控制所述减速电机动作；所述信号站与所述单片机进行信息交互；位于所述支座顶部设置有所述机械臂，所述机械臂由所述单片机控制工作；在所述支座内部还设置有电源。进一步，所述支座内设置有若干信号站，每一所述信号站上都设置有磁铁装置；所述机械臂前端设置有一个由所述单片机控制的微型电磁铁吸盘，通过所述微型电磁铁吸盘吸住所述信号站上固定的所述磁铁装置，以放置或取走所述信号站。进一步，每一所述履带底盘都包括导向轮、履带、托带轮、驱动轮、传动轴、支重轮、驱动轴、带齿皮带和同步带轮；所述减速电机的输出轴与所述同步带轮同轴连接，所述同步带轮通过所述带齿皮带与所述传动轴连接；所述传动轴通过同步带轮传动机构与所述驱动轴连接，所述驱动轴上设置有所述驱动轮；所述导向轮、托带轮、驱动轮和支重轮均设置在所述支座上，并构成履带底盘的框架，所述履带位于该框架外侧，由所述驱动轮带动运动；所述导向轮位于所述支座前方，所述驱动轮位于所述支座后方，且所述导向轮的中心位置距离地面的高度大于所述驱动轮中心位置距离地面的高度；所述托带轮位于所述导向轮和驱动轮之间，且所述托带轮的中心位置距离地面的高度大于所述导向轮的中心位置距离地面的高度；所述支重轮设置在所述减震机构上。进一步，所述同步带轮传动机构包括所述同步带轮和皮带；所述传动轴上同轴设置有所述同步带轮，所述驱动轴上也设置有所述同步带轮，两所述同步带轮通过所述皮带传动连接。进一步，每一所述减震机构都包括缓冲弹簧和减震臂；所述减震臂采用两个，两所述减震臂呈交叉设置，且交叉点活动连接在所述支座侧壁，位于上方的所述减震臂两端部均滑动设置在轨道内，所述轨道固定在所述支座侧壁上；位于下方的所述减震臂两端部分别与所述支重轮连接；在交叉点上方还设置有与每一所述减震臂一体成型的弧形臂，两所述弧形臂呈对应设置构成半圆弧，位于两所述弧形臂端部设置有所述缓冲弹簧。进一步，所述支座采用碳纤维板制成。进一步，所述支座上设置有多种环境传感器，所述多种环境传感器紧贴所述支座顶部平均分布；位于所述支座两侧边缘处还设置有用于监测机器人位置的激光测距传感器，环境传感器和激光测距传感器采集到的数据均传输至所述单片机。本技术由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本技术采用多种不同类型传感器，利用多核函数支持向量机融合算法，对机器人的行进路径最优化处理，使机器人在复杂变工况环境下实现无死角探测。2、本技术采用闭环控制，对机器人的行进路径有着错误调整机制，避免机器人进入死循环。3、本技术采用信号基站的方式，避免了在特殊工况下丢失信号与外界失去联系的情况。4、本技术在完成探索的同时输出探索环境评估报告，为用户提供危险值。5、本技术采用的钢履带具有足够的强度和刚度，耐磨性能良好，与地面有良好的附着性能，并且具有减震弹簧，能够隔离地形对传感器(尤其是碰撞传感器)的影响。同时机器人配置有GPS模块，能够随时反馈当前机器人所处的位置信息。附图说明图1是本技术的机器人结构示意图；图2是本技术的机器人的侧视图；图3是本技术的检测方法流程示意图；图4是本技术的算法融合处理示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术进行详细的描述。如图1、图2所示，本技术提供一种基于多传感器融合检测的智能探索机器人，该智能探索机器人是在现有机器人基础上做的改进。该智能探索机器人包括支座1，支座1两侧分别设置有履带底盘和减震机构2，减震机构2位于履带底盘上。支座1两侧还设置有热敏电阻(即温度传感器)、火焰传感器、超声波传感器和红外传感器3；热敏电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多传感器融合检测的智能探索机器人，其特征在于：该机器人包括支座，所述支座两侧分别设置有履带底盘和减震机构，所述减震机构位于所述履带底盘上；所述支座两侧还设置有热敏电阻、火焰传感器、超声波传感器和红外传感器，所述热敏电阻平均分布在所述支座两侧；所述红外传感器和超声波传感器设置在所述支座前方无遮挡位置处；所述火焰传感器设置在所述支座上能接触空气面积较大较为空旷的位置；所述支座内部设置有单片机、减速电机、信号接收站和碰撞传感器，所述单片机用于接收所述碰撞传感器、热敏电阻、火焰传感器、超声波传感器和红外传感器传输至的信号，并控制所述减速电机动作；所述信号站与所述单片机进行信息交互；位于所述支座顶部设置有机械臂，所述机械臂由所述单片机控制工作；在所述支座内部还设置有电源。

【技术特征摘要】
1.一种基于多传感器融合检测的智能探索机器人，其特征在于：该机器人包括支座，所述支座两侧分别设置有履带底盘和减震机构，所述减震机构位于所述履带底盘上；所述支座两侧还设置有热敏电阻、火焰传感器、超声波传感器和红外传感器，所述热敏电阻平均分布在所述支座两侧；所述红外传感器和超声波传感器设置在所述支座前方无遮挡位置处；所述火焰传感器设置在所述支座上能接触空气面积较大较为空旷的位置；所述支座内部设置有单片机、减速电机、信号接收站和碰撞传感器，所述单片机用于接收所述碰撞传感器、热敏电阻、火焰传感器、超声波传感器和红外传感器传输至的信号，并控制所述减速电机动作；所述信号站与所述单片机进行信息交互；位于所述支座顶部设置有机械臂，所述机械臂由所述单片机控制工作；在所述支座内部还设置有电源。2.如权利要求1所述的一种基于多传感器融合检测的智能探索机器人，其特征在于：所述支座内设置有若干信号站，每一所述信号站上都设置有磁铁装置；所述机械臂前端设置有一个由所述单片机控制的微型电磁铁吸盘，通过所述微型电磁铁吸盘吸住所述信号站上固定的所述磁铁装置，以放置或取走所述信号站。3.如权利要求1所述的一种基于多传感器融合检测的智能探索机器人，其特征在于：每一所述履带底盘都包括导向轮、履带、托带轮、驱动轮、传动轴、支重轮、驱动轴、带齿皮带和同步带轮；所述减速电机的输出轴与所述同步带轮同轴连接，所述同步带轮通过所述带齿皮带与所述传动轴连接；所述传动轴通过同步带轮传动机构与所述驱动轴连接，所述驱动轴上设置有所述驱动轮；所述导向轮、托带轮、驱动轮和支重轮均设置在所述支座上，并构成履带底盘的框...

【专利技术属性】
技术研发人员：于佳明，黄政林，王林洁，李星帅，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：新型
国别省市：河北,13