一种基于无线通信的侦察机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于无线通信的侦察机器人，旨在提供一种具有良好的运动性能，在煤矿井下的复杂环境中可以爬楼梯，还可以翻越障碍，跨越壕沟，涉过积水，自适应非结构地形。本实用新型专利技术是由中央处理控制模块，光电传感模块，超声波测距模块，摄像头采集模块，无线传输模块，显示模块，电机控制模块、遥控器和机器人机械体组成。本实用新型专利技术的主要用途是在煤矿井下发生瓦斯、粉尘等爆炸事故后，能及时代替人进入事故现场，实时将现场信息通过无线传输发送给总部的基于无线通信的侦察机器人。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

Reconnaissance robot based on wireless communication

The utility model discloses a reconnaissance robot based on wireless communication, aimed to provide a good performance in a complex environment, the mine can climb stairs, can also climb over obstacles, crossing the ditch, wading through water, adaptive unstructured terrain. The utility model is composed of a central processing control module, photoelectric sensor module, ultrasonic ranging module, camera module, wireless transmission module, display module, motor control module, the remote controller and the robot body. The utility model is mainly used in coal mine gas, dust explosion accident, and age who enter the scene of the accident, the real-time field information through wireless transmission sent to the reconnaissance robot based on wireless communication headquarters.

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种机器人，尤其涉及一种用于煤矿井下发生瓦斯、粉尘等爆炸事故后，能及时代替人进入事故现场，实时将现场信息通过无线传输发送给总部的基于无线通信的侦察机器人。
技术介绍
近年来，随着许多严重事故的发生，消防，抢险，防爆，检测等
中的许多任务包含着其相应的危险性，已经不适合人们亲身去完成这些任务。在我国，煤炭行业的伤亡事故，尤其是重特大伤亡事故的频频发生，其中该类事故的发生约有76%都是由于瓦斯、火灾的爆炸造成的，事故发生后，煤矿井下巷道内的一氧化碳和瓦斯浓度很高，烟雾大，能见度低，随时还会发生二次爆炸，给救护工作和侦察工作带来了很大的困难和危险。针对上述问题，开发设计一种用于煤矿井下发生瓦斯、粉尘等爆炸事故后能代替人，及时地进入事故现场，实时的将现场信息通过无线传输发送给总部的侦察机器人就成为一种必要。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术是通过以下技术方案实现的:一种基于无线通信的侦察机器人，它是由中央处理控制模块，光电传感模块，超声波测距模块，摄像头采集模块，无线传输模块，显示模块，电机控制模块、遥控器和机器人机械体组成，所述机器人机械体带有四肢，其上装有电机控制模块负责驱动车身及四肢的运动；所述的中央处理控制模块是控制中心负责接受和处理信息，并向各个模块发出指令信息；所述的超声波测距模块负责测距并通过所述的光电传感模块将信息输入到中央处理控制模块；摄像头采集模块采集信息，并将采集到的信号数据通过无线传输模块的发送端，实时地将信息发送到中央控制系统的无线模块接收端，接收端将数据通过中央控制系统处理判断，并实时地将侦查机器人接收到的信息用显示模块显示；遥控器通过无线通讯向无线模块发送信息指令，通过中央处理控制模块对机器人进行实时控制，使侦查机器人完成预定任务。附图说明图1是本技术的结构框图；图2是本技术的程序软件流程图；图3是本技术实施例中光传感器发射电路原理图；图4是本技术实施例中光传感器接收电路原理图；图5是本技术实施例中超声波发送电路图；图6是本技术实施例中超声波接收电路图；图7是本技术实施例中ccllOO无线控制模块原理图；图8是本技术实施例中电机控制电路原理图；图9是本技术实施例中电源模块电路图；图10是本技术的机械设计分析图-前支撑臂与车身铰接处测得的受力情况；图11是本技术的机械设计分析图-后支撑臂与车身铰接处测得的受力情况；图12是本技术的机械设计分析图-前支撑臂与车身铰接处测得的扭矩变化；图13是本技术的机械设计分析图-后支撑臂与车身铰接处测得的扭矩变化。具体实施方式:以下结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细描述:如图1所示，一种基于无线通信的侦察机器人，是由中央处理控制模块，光电传感模块，超声波测距模块，摄像头采集模块，无线传输模块，显示模块，电机控制模块、遥控器和机器人机械体组成，所述的机器人机械体带有四肢，其上装有电机控制模块负责驱动车身及四肢的运动；所述的中央处理控制模块是控制中心负责接受和处理信息，并向各个模块发出指令信息；所述的超声波测距模块负责测距并通过所述的光电传感模块将信息输入到中央处理控制模块；摄像头采集模块采集信息，并将采集到的信号数据通过无线传输模块的发送端，实时地将信息发送到中央控制系统的无线模块接收端，接收端将数据通过中央控制系统处理判断，并实时地将侦查机器人接收到的信息用显示模块显示。遥控器通过无线通讯向无线模块发送信息指令，通过中央处理控制模块对机器人进行实时控制，使侦查机器人完成预定任务。操作人员可通过遥控器控制机器人运动，能够自由活动并完成任务，控制人员可以通过控制遥控器，通过观察，分析传回来的信息，对其实施控制及监测。在机器人跑出控制范围时，他可以根据任务自己寻找目标，完成任务后沿路返回以达到可控范围内，同时发出请求信号通知操作员对其进行控制。其可以搭载各种检测装置以完成不同任务，使机器人能够接替人完成危险，特殊的任务。如图3-4所示，光电传感模块采用⑶4081、红外调制管和激光发射管等器件组成，目的实现激光发射管远距离发射。为了使机器人能够有效地避开障碍物，在本技术中，为其安置了 5MW激光管，使机器人能够探测前方是否存在障碍物，以便及时地做出判断，实时地对调整自身的运动速度与方向。激光的发射原理及产生过程的特殊性决定了激光具有普通光所不具有的单色性好、相干性好、方向性好、亮度高等特点。超声波测距模块包括发射和解调两部分，均以CT40-16R/T(直径16MM)型号的超声波传感器为核心，发射部分由传感器和图5中的74LS04整形电路组成，接收部分由传感器和图6中CX20106为核心的电路组成。该模块在40KHZ的频率下能够正常地工作，随时进行测距，实时地将信号传给中央处理控制模块，中央处理控制模块对其进行分析、处理，将控制信号传输给电机与舵机，控制机器人判断障碍物的位置，并对其进行及时的躲避，改变其运动的方向。摄像头采集模块采用0V7620 CMOS型号摄像头。摄像头工作的主要原理是:按一定的分辨率，以隔行扫描的方式采样图像上的点，当扫描到某点时，就通过图像传感芯片将该点处图像的灰度转换成与灰度成一一对应关系的电压值，然后将此电压值通过视频信号端输出。如图7所示，无线传输模块采用CCllOO及外围器件组成的无线控制模块，用于对机器人的远程控制，避免用导线对其进行控制，使机器人能够适应更多的地形。在实施本专利技术时，曾尝试采用2401进行控制，但发现2401的传输距离比较小，不利于控制，容易失去采集信号。经过大量的实验及精细的筛选，最后决定采用CCllOO作为无线传输模块，从而实现了传输距离的提高。CCllOO是一种低成本真正单片的UHF收发器，为低功耗无线应用而设计。电路主要设定为在315、433、868和915MHZ的ISM (工业，科学和医学)和SRD (短距离设备)频率波段，可以容易地设置为300-348MHZ、400-464MHZ和800-928MHZ的其他频率。RF收发器集成了一个高度可配置的调制解调器。这个调制解调器支持不同的调制格式，其数据传输率可达500KBPS。通过开启集成在调制解调器上的前向误差校正选项，能使性能得到提升。CCllOO为数据包处理、数据缓冲、突发数据传输、清晰信道评估、连接质量指示和电磁波激发提供广泛的硬件支持。CCllOO的主要操作参数和64位传输/接收FIFO(先进先出堆栈)可通过SPI接口控制。如图8所示，在电机控制模块中，其控制原理与履带式机器人不同，在本技术中，将轮胎与四肢同时安置。当机器人行进路况好时，四肢收起，只需用轮胎与导航舵机行进。电机的控制采用了 H桥电路实现:控制臂I置高电平(U=VCC),控制臂2置为低电平(U=O)时，Q1、Q4截止，Q2、Q3导通，电机左端低电平，右端高电平，所以电流沿着箭头方向流动。设电机正转；控制臂I置为低电平、控制臂2置高电平时，Q2、Q3截止，Q1、Q4导通，电机左端为高电平，右端低电平，所以电流沿箭头方向流动。设电机反转。当置控制臂1、2均为低电平时，QU Q2导通，Q3 、Q4截止，电机两端均为高电平，电机不转；当置控制臂1、2均为高电平时，Ql、Q本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无线通信的侦察机器人，其特征在于：它是由中央处理控制模块，光电传感模块，超声波测距模块，摄像头采集模块，无线传输模块，显示模块，电机控制模块、遥控器和机器人机械体组成，所述机器人机械体带有四肢，其上装有电机控制模块负责驱动车身及四肢的运动；所述的中央处理控制模块是控制中心负责接受和处理信息，并向各个模块发出指令信息；所述的超声波测距模块负责测距并通过所述的光电传感模块将信息输入到中央处理控制模块；摄像头采集模块采集信息，并将采集到的信号数据通过无线传输模块的发送端，实时地将信息发送到中央控制系统的无线模块接收端，接收端将数据通过中央控制系统处理判断，并实时地将侦查机器人接收到的信息用显示模块显示；遥控器通过无线通讯向无线模块发送信息指令，通过中央处理控制模块对机器人进行实时控制，使侦查机器人完成预定任务。

【技术特征摘要】
1.一种基于无线通信的侦察机器人，其特征在于:它是由中央处理控制模块，光电传感模块，超声波测距模块，摄像头采集模块，无线传输模块，显示模块，电机控制模块、遥控器和机器人机械体组成，所述机器人机械体带有四肢，其上装有电机控制模块负责驱动车身及四肢的运动；所述的中央处理控制模块是控制中心负责接受和处理信息，并向各个模块发出指令信息；所述的超声波测距模块负责测距并通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈兴文，姚亚澜，马浩东，于洋，刘燕，
申请(专利权)人：大连民族学院，
类型：实用新型
国别省市：