本发明专利技术提供一种基于TRIZ理论的狭小空间探测救援机器人，机器人主体内安装有驱动电机，两侧壁上对称安装有驱动轮，履带板通过驱动轮安装在机器人主体上，机器人主体前侧壁上安装有若干个红外传感器；机器人主体前部的顶部并行安装有机械臂和红外摄像头，中部的顶部并行安装有线路拓展板和Arduino副控板，后部的顶部并行安装有WIFI模块和驱动板；红外摄像头的底部安装有驱动舵机。本发明专利技术便于在狭小区域采集现场信息与回传，通过自行搭建局域网，摆脱了对互联网的依赖，保证了数据传输的独立性与安全性，通过配备四自由度机械手臂来实现清除路障。本发明专利技术结构采用模块化设计，拆装方便，易于维护，具有数据传输稳定、适应性与实用性较强等优点。
Detection and rescue robot in narrow space based on TRIZ theory
【技术实现步骤摘要】
基于TRIZ理论的狭小空间探测救援机器人
本专利技术涉及一种信息探测机器人，尤其涉及一种基于TRIZ理论的狭小空间探测救援机器人，属于信息探测机器人
技术介绍
目前国内经过多年的准备和发展，不少的专业救援部门都已经配备了高效专业的救援设备，但由于这些设备高昂的价格和过高的控制技术门槛适用范围局限于个别专业的救援队伍，无法保证在发生诸如火灾，地震，建筑崩塌大型车祸时及时的到达事故现场进行处理。虽然当地消防等救援力量能够在极短时间内到达事故救援现场，但当事故现场出现缺氧、富氧、可燃气体、毒气或蒸汽等危险环境时救援人员往往会冒着自己的生命危险进入事故现场进行救援。使用车载的信息采集设备首先对事故现场进行勘察显得愈发重要，同时使用狭小空间探测救援设备可以到达救援人员无法到达的狭小地域，精准地采集现场信息，了解被困人员现状有着极大的优点。目前使用的很多救援探测机器人依靠互联网进行信息通讯，如果在没有互联网的情况下则不能进行信息回传，所以在上述问题亟待解决的背景下，运用TRIZ理论设计出了一种具有自组网、易操控、具有清障能力、适用性较强的信息探测机器人。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有技术存在的问题而提供一种基于TRIZ理论的狭小空间探测救援机器人。其便于在狭小区域采集现场信息与回传，通过自行搭建局域网，摆脱了对互联网的依赖，保证了数据传输的独立性与安全性，通过配备四自由度机械手臂来实现清除路障，通过采用模块化设计，拆装方便，易于维护，通过搭载多种传感器来实现获取现场环境数据，解决了现有救援设备不便于到达狭小地域，数据传输对互联网具有依赖性，对复杂环境通过性不足的问题。本专利技术的目的是这样实现的：基于TRIZ理论的狭小空间探测救援机器人，包括体机器人主体、履带板、机械臂、红外摄像头、驱动舵机、WIFI模块、驱动板、线路拓展板、Arduino副控板、驱动轮和红外传感器，机器人主体内安装有驱动电机；机器人主体的两侧壁上对称安装有驱动轮，且驱动轮与驱动电机的输出端通过联轴器电性连接，履带板通过驱动轮安装在机器人主体上，机器人主体前侧壁上沿直线均匀等距地安装有若干个红外传感器；机器人主体前部的顶部并行安装有机械臂和红外摄像头，机器人主体中部的顶部并行安装有线路拓展板和Arduino副控板，机器人主体后部的顶部并行安装有WIFI模块和驱动板；红外摄像头的底部安装有两个驱动舵机，驱动舵机的输出轴与红外摄像头连接，WIFI模块的输入端电性连接红外摄像头的输出端，红外传感器的输出端电性连接WIFI模块的输入端。本专利技术还具备以下特征：1、机械臂包括若干个995舵机、若干个长U型支架、若干个多功能舵机支架和铝合金机械爪。2、WIFI模块上安装有高通AR9331芯片，且WIFI模块靠近高通AR9331芯片一侧的位置安装有天线。3、驱动板包括Arduino主控板和电源板，Arduino主控板和电源板相焊接。4、Arduino主控板的输出端电性连接驱动电机、机械臂和驱动舵机的输入端。5、电源板包括电池、电机驱动模块和舵机驱动模块，电源板的输出端依次电性连接WIFI模块、Arduino主控板、驱动电机、机械臂、红外摄像头、驱动舵机和红外传感器的输入端。6、拓展板上安装有传感器，线路拓展板的输出端与Arduino副控板的输入端电性连接，线路拓展板与电源板的输出端电性连接。7、Arduino副控板的输出端与WIFI模块的输入端电性连接，Arduino副控板的输入端与电源板的输出端电性连接。8、机器人主体和机械臂上涂有防锈漆。9、履带板上设有防滑纹。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该基于TRIZ理论的狭小空间探测救援机器人，通过设置机器人主体、履带板、机械臂、红外摄像头、驱动舵机、WIFI模块、驱动板、高通AR9331芯片、5dB天线、Arduino主控板、Arduino副控板、线路拓展板、传感器、电源板，由于体积较小，进而便于在狭小空间进行救援，利用WIFI模块将信号传输给上位机，把来自WIFI信道的指令转到串口输出，与WIFI模块通信，WIFI模块将命令输送给Arduino主控板，Arduino主控板对发过来的指令进行解析，通过判断指令，控制某个引脚电平拉高或拉低，进而驱动机器人主体内驱动电机运转，从而实现机器人的前进、后退和左右转向。WIFI模块上运行的程序可将USB摄像头的视频进行编码，然后通过WIFI返回给上位机，这样我们就可以看到来自机器人的视频，自行搭建局域网，摆脱了对互联网的依赖，保证了数据传输的独立性，具有数据传输稳定、适应性与实用性较强。摄像头下方安装两个舵机，使得摄像头可以上下移动和左右旋转。灵敏度和灵活度得到了大大增加，视频拍摄范围也增加，机器人采用履带式驱动方式，接近角和离去角都很大，对事故现场复杂地形具有良好的通过性。并且机器人配备了四自由度的机器臂，模拟人的手臂可以对救援现场的障碍进行清除，保障机器人顺利通行。在线路拓展板上安装各种传感器(如温度、火焰、一氧化碳含量、烟雾浓度等)和人体红外传感器，不但可以采集现场环境参数，还可以发现救援现场的生命体，更有助于了解救援现场的情况，为后续救援的展开提供有力保障，可自行搭建局域网，摆脱了对互联网的依赖，保证了数据传输的独立性，进而在恶劣环境下的适应能力强。附图说明图1是本专利技术提出的基于TRIZ理论的狭小空间探测救援机器人的俯视示意图；图2是本专利技术提出的基于TRIZ理论的狭小空间探测救援机器人的主视示意图；图3是本专利技术提出的基于TRIZ理论的狭小空间探测救援机器人WIFI模块的结构示意图；图4是本专利技术提出的基于TRIZ理论的狭小空间探测救援机器人的驱动板的结构示意图；图5是本专利技术提出的基于TRIZ理论的狭小空间探测救援机器人红外摄像头与驱动舵机的连接机构示意图。图中：1机器人主体、2履带板、3机械臂、4红外摄像头、5驱动舵机、6WIFI模块、7驱动板、8高通AR9331芯片、95dB天线、10Arduino主控板、11电源板、12995舵机、13长U型支架、14多功能舵机支架、15铝合金机械爪、16线路拓展板、17Arduino副控板、18驱动轮、19红外传感器。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。结合图1-5，基于TRIZ理论的狭小空间探测救援机器人，包括体积较小的机器人主体1，机器人主体1内安装有驱动电机(图中未示)，机器人主体1的相背侧壁上对称安装有履带板2，机器人主体1靠近一侧的顶部安装有机械臂3和红外摄像头4，且机械臂3位于红外摄像头4的一侧，红外摄像头4的底部安装有两个驱动舵机5，驱动舵机5的输出轴与红外摄像头4连接，机器人主体1远离机械臂3的顶部安装有WIFI模块6和驱动板7，且WIFI模块6位于驱动板7的一侧，WIFI模块6上安装有高通AR9331芯片8，且WIFI模块6靠近高通AR9331芯片8一侧的位置安装有5dB天线9，驱动板7包括Ardu本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于TRIZ理论的狭小空间探测救援机器人，包括体机器人主体(1)、履带板(2)、机械臂(3)、红外摄像头(4)、驱动舵机(5)、WIFI模块(6)、驱动板(7)、线路拓展板(16)、Arduino副控板(17)、驱动轮(18)和红外传感器(19)，其特征在于：机器人主体(1)内安装有驱动电机；机器人主体(1)的两侧壁上对称安装有驱动轮(18)，且驱动轮(18)与驱动电机的输出端通过联轴器电性连接，履带板(2)通过驱动轮(18)安装在机器人主体(1)上，机器人主体(1)前侧壁上沿直线均匀等距地安装有若干个红外传感器(19)；机器人主体(1)前部的顶部并行安装有机械臂(3)和红外摄像头(4)，机器人主体(1)中部的顶部并行安装有线路拓展板(16)和Arduino副控板(17)，机器人主体(1)后部的顶部并行安装有WIFI模块(6)和驱动板(7)；红外摄像头(4)的底部安装有两个驱动舵机(5)，驱动舵机(5)的输出轴与红外摄像头(4)连接，WIFI模块(6)的输入端电性连接红外摄像头(4)的输出端，红外传感器(19)的输出端电性连接WIFI模块(6)的输入端。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于TRIZ理论的狭小空间探测救援机器人，包括体机器人主体(1)、履带板(2)、机械臂(3)、红外摄像头(4)、驱动舵机(5)、WIFI模块(6)、驱动板(7)、线路拓展板(16)、Arduino副控板(17)、驱动轮(18)和红外传感器(19)，其特征在于：机器人主体(1)内安装有驱动电机；机器人主体(1)的两侧壁上对称安装有驱动轮(18)，且驱动轮(18)与驱动电机的输出端通过联轴器电性连接，履带板(2)通过驱动轮(18)安装在机器人主体(1)上，机器人主体(1)前侧壁上沿直线均匀等距地安装有若干个红外传感器(19)；机器人主体(1)前部的顶部并行安装有机械臂(3)和红外摄像头(4)，机器人主体(1)中部的顶部并行安装有线路拓展板(16)和Arduino副控板(17)，机器人主体(1)后部的顶部并行安装有WIFI模块(6)和驱动板(7)；红外摄像头(4)的底部安装有两个驱动舵机(5)，驱动舵机(5)的输出轴与红外摄像头(4)连接，WIFI模块(6)的输入端电性连接红外摄像头(4)的输出端，红外传感器(19)的输出端电性连接WIFI模块(6)的输入端。
2.根据权利要求1所述的基于TRIZ理论的狭小空间探测救援机器人，其特征在于：所述的机械臂(3)包括若干个995舵机(12)、若干个长U型支架(13)、若干个多功能舵机支架(14)和铝合金机械爪(15)。
3.根据权利要求1所述的基于TRIZ理论的狭小空间探测救援机器人，其特征在于：所述的WIFI模块(6)上安装有高通AR9331芯片(8)，且WIFI模块(6)靠近高通AR9331芯片(8)一侧的位置安装有天线(9)。
4.根据权利要求1所述的基于TRI...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晋，马超，张驰，王明，程建华，白玉，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23
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