一种无线控制的六足搜救机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种无线控制的六足搜救机器人，包括六足机器人机身以及腿部控制模块、传感器模块、电源管理模块；电源管理模块为双电源电路，主电源与六足腿部控制模块上的舵机相连供电，辅助电源与主控制器、摄像头、传输模块、传感器控制系统相连供电；六足腿部控制模块包括位于机架内部主控制器、传感器模块，平面等间隔设置六个腿部，每个腿部为三级足节，每个足节由舵机控制。本实用新型专利技术每一足采用三级足节的设置，构成三个自由度的旋转机构，增加每个足摆动距离的同时使整个平台具有较强的平稳性，能够越过中小型障碍并可进行爬楼梯，有效提升了搜救效率。

A wireless controlled six foot search and rescue robot

The utility model discloses a wireless-controlled hexapod search and rescue robot, which comprises a hexapod robot fuselage and a leg control module, a sensor module and a power management module; a power management module is a dual-power circuit, the main power supply is connected with the steering gear on the Hexapod leg control module, and the auxiliary power supply is connected with the main controller and the camera. The head, the transmission module and the sensor control system are connected to each other to supply power; the Hexapod leg control module includes the main controller and the sensor module located in the frame, and six legs are arranged at equal intervals in the plane, each leg is a three-level foot, and each foot is controlled by the steering gear. Each foot of the utility model adopts a three-level foot joint to form a three-degree-of-freedom rotating mechanism, which increases the swing distance of each foot and makes the whole platform more stable, and can cross small and medium-sized obstacles and climb stairs, thus effectively improving the search and rescue efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种无线控制的六足搜救机器人
本技术涉及一种六足型机器人装置，特别是一种采用无线控制的六足搜救机器人。
技术介绍
目前主流的搜救移动平台有四种：轮式、履带式、蛇形以及多足仿生形。在断层、离散空间等复杂区域内，轮式、履带式、蛇形机器人的移动受到限制。四足机器人的稳定性稍显不足，而六足移动平台是一种双三角结构，使整个平台具有较强的稳定性，同时能够越过障碍并可以爬楼梯。在机器人的控制系统上通常采用有线电缆的通信方式，机器人的活动区域收到地形以及电缆长度的限制。
技术实现思路
、技术目的。本技术为了解决灾后复杂地形及存在潜在二次伤害等情况的现场救援问题。机器人进入搜救现场后，利用高清摄像头传回的视频和传感器系统检测的现场信息，远程控制中心可以控制机器人准确快速的找到幸存者的位置，了解救灾现场的环境状况，把受伤人员位置，路线规划，危险信号等重要信息发送给正在现场搜救的救援人员。、本技术所采用的技术方案。本技术公开了一种无线控制的六足搜救机器人，包括六足机器人机身以及腿部控制模块、传感器模块、电源管理模块；电源管理模块为双电源电路，主电源与六足腿部控制模块上的舵机相连供电，辅助电源与主控制器、摄像头、传输模块、传感器控制系统相连供电；六足腿部控制模块包括位于机架内部主控制器、传感器模块，平面等间隔设置六个腿部，每个腿部为三级足节，每个足节由舵机控制，安装在机架上的第一级足节水平旋转控制水平运动；第二级足节上下旋转控制抬起高度，第三极足节起落旋转控制微小动作。三级足节的设置，可以使小幅度的作业更加精细化，且由于动作幅度不大，更加节能。更进一步具体实施方式中，所述的主控制器采用ATmega128单片机控制器，六足腿部控制模块还包括风扇、摄像头、LED灯、机架、齿条、位于机架内部的传感器模块；风扇通过支架安装在机架顶部；摄像头通过贯穿于机架的齿条顶端卡住固定，齿条下端卡在机架上，上下可调节，通过此种结构，摄像头可以更换和调节高度，并且结构设计简单，成本低，易于更换；LED灯位于机架上部。更进一步具体实施方式中，传感器模块包括热释红外传感器、火焰传感器、烟雾及可燃气体传感器以及光敏传感器。更进一步具体实施方式中，主电源为舵机提供电源采用7.4V2200mah30C的动力锂电池；辅助电源为单片机及其他集成电路提供电源采用7.2V1200mah的锂电池。更进一步具体实施方式中，双网络无线通信模块；蓝牙通信采用FBT-06蓝牙串口模块，功耗小，传输距离长。WiFi无线通信用于视频信号传输。更进一步具体实施方式中，主电源电路为VD1-VD6二极管连接三极管基极，电池电压大于二极管管压降时，射极连接发光二极管指示电池供电正常；电池电压小于等于二极管管压降时，VT1关断，工作开关S2导通，通过大功率降压芯片转换为预设电压，给舵机M供电；三端稳压集成芯片LM7805输出电压给舵机工作指示灯VD8提供电源。更进一步具体实施方式中，主控制器电路中PEN正常使用时接5V电源；18个舵机中1-6号舵机接单片机PA0-PA5引脚；7-12号舵机接单片机PB0-PB5引脚；13-18号舵机接PC0-PC5引脚；俯仰舵机接单片机PA6引脚，方位舵机接PA7引脚；单片机PF端口作为传感器输入端口使用，其中PF0引脚接光敏传感器输出；PF1接烟雾传感器输出；PF2接热释电人体红外传感器输出；PF3接火焰传感器输出。更进一步具体实施方式中，红外感应检测电路，热释电红外感应传感器采用LHI778探头设计的HC-SR501模块。更进一步具体实施方式中，六足搜救机器人烟雾传感器检测电路采用QM-2烟雾检测模块。更进一步具体实施方式中，所述的火焰传感器是4线制火源探测模块，光敏检测电路采用4线制光敏传感模块。、本技术所产生的技术效果。（1）相对于现有技术中的左右对称设置的六足机器人容易在移动过程中，产生倾向一侧的倾斜度，无法实现整个平台的平稳运行；本技术采用机器人仿照蜘蛛机身采用了正六边形设计，即一个平面等间隔分布六足，每一足采用三级足节的设置，即每一足采用三个舵机控制，构成三个自由度的旋转机构，增加每个足摆动距离的同时使整个平台具有较强的平稳性，能够越过中小型障碍并可进行爬楼梯，有效提升了机器人的搜救效率，可以使小幅度的作业更加精细化，且由于动作幅度不大，更加节能，适应不同现场环境。（2）本技术的摄像头通过贯穿于机架的齿条顶端卡住固定，齿条下端卡在机架上，上下可调节，通过此种结构，摄像头可以更换和调节高度，并且结构设计简单，成本低，易于更换。（3）本技术具有良好的人机界面，能够实时反映现场图像、红外探测、火焰、烟雾等检测信息，为救援人员决策提供全方位支持。（4）本技术机身上安装有LED灯、基于双轴云台的风扇和高清摄像头，提高了机器人在昏暗、烟雾等环境中视频采集信息的效果。（5）本技术机器人控制电路、电源电路安装在机身内部，整个机器人系统的采用双电源供电方式，主电源给18个舵机供电，辅助电源给控制电路供电，避免了舵机供电电流过大导致的单片机烧毁及干扰问题。（6）本技术控制及数据传输采用了无线分离式双数据传输方式，WiFi用于传输高清摄像头采集的视频信息；蓝牙用于传输传感器系统采集信息和对机器人发出控制指令。两路数据传输独立进行，提高了数据传输和控制的可靠性。附图说明图1是六足搜救机器人控制系统总体方案。图2是六足搜救机器人总体机械结构。1.风扇2.高清摄像头3.LED灯4.机架5.齿条6.传感器模块（内部）7.舵机。图3六足搜救机器人腿部构造。8.第1足节9.第2足节10.第3足节。图4是六足搜救机器人主电源电路。图5是六足搜救机器人主控制器电路。图6是六足搜救机器人红外感应检测电路。图7是六足搜救机器人烟雾传感器检测电路。图8是六足搜救机器人火焰检测电路。图9是六足搜救机器人光敏检测电路。图10是六足搜救机器人上位机控制软件。具体实施方式六足搜救机器人主要包括机械结构、硬件控制电路和上位机监控软件三个部分。硬件控制电路主要包括四个模块：（1）六足机器人机身以及腿部控制模块。基于ATmega128单片机实现对18个舵机的控制。（2）传感器模块。搜救机器人搭载了热释红外传感器、火焰传感器、烟雾及可燃气体传感器以及光敏传感器构成了一个完善的现场环境参数采集系统。（3）电源管理模块。本系统采用双电源供电系统，主电源为舵机提供电源采用7.4V2200mah30C的动力锂电池；辅助电源为单片机及其他集成电路提供电源采用7.2V1200mah的锂电池。（4）双网络无线通信模块。蓝牙通信采用FBT-06蓝牙串口模块，功耗小，传输距离长。WiFi无线通信用于视频信号传输。如图10，上位机监控软件以微软VisualBasic6.0为编程环境，主要有视频采集，串口设置以及远程监测与控制三大部分，其主要功能是信息显示以及给机器人发送控制指令。视频采集部分利用WebBrowser控件进行设计，通过WebBrowser的网页访问功能将IP摄像头传在网络站点上的图像显示在界面上；串口设置主要是利用MSComm控件进行设计，并且可以进行COM口和波特率的设置，适应不同的PC设备；远程监测与控制部分主要是利用一些基本的控件，通过光强本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线控制的六足搜救机器人，其特征在于：包括六足机器人机身以及腿部控制模块、传感器模块、电源管理模块；电源管理模块为双电源电路，主电源与六足腿部控制模块上的舵机相连供电，辅助电源与主控制器、摄像头、传输模块、传感器控制系统相连供电；六足腿部控制模块包括位于机架内部主控制器、传感器模块，平面等间隔设置六个腿部，每个腿部为三级足节，每个足节由舵机控制，安装在机架上的第一级足节水平旋转控制水平运动；第二级足节上下旋转控制抬起高度，第三极足节起落旋转控制微小动作。

【技术特征摘要】
1.一种无线控制的六足搜救机器人，其特征在于：包括六足机器人机身以及腿部控制模块、传感器模块、电源管理模块；电源管理模块为双电源电路，主电源与六足腿部控制模块上的舵机相连供电，辅助电源与主控制器、摄像头、传输模块、传感器控制系统相连供电；六足腿部控制模块包括位于机架内部主控制器、传感器模块，平面等间隔设置六个腿部，每个腿部为三级足节，每个足节由舵机控制，安装在机架上的第一级足节水平旋转控制水平运动；第二级足节上下旋转控制抬起高度，第三极足节起落旋转控制微小动作。2.根据权利要求1所述无线控制的六足搜救机器人，其特征在于：所述的主控制器采用ATmega128单片机控制器，六足腿部控制模块还包括风扇、摄像头、LED灯、机架、齿条、位于机架内部的传感器模块；风扇通过支架安装在机架顶部；摄像头通过贯穿于机架的齿条顶端卡住固定，齿条下端卡在机架上，上下可调节；LED灯位于机架上部。3.根据权利要求1所述的无线控制的六足搜救机器人，其特征在于：传感器模块包括热释红外传感器、火焰传感器、烟雾及可燃气体传感器以及光敏传感器。4.根据权利要求1所述的无线控制的六足搜救机器人，其特征在于：所述的主电源为舵机提供电源采用7.4V2200mah30C的动力锂电池；辅助电源采用7.2V1200mah的锂电池。5.根据权利要求1所述的无线控制的六足搜救机器人，其特征在于：还包括双无线通信模块，为蓝牙通信模块和...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕庭，段志国，王彬，邹萍，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：新型
国别省市：江苏,32