CN101518900A - 超小型排爆机器人 - Google Patents
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Abstract
超小型排爆机器人，包括机器人本体和控制机箱两个部分，其中机器人本体由机械手、小臂、大臂、传动行走机构、3路视频传感器、车体以及各相关控制电路组成；控制机箱由控制面板、控制电路、液晶显示屏、机箱本体组成，机器人本体与控制机箱可通过有线或无线两种方式实现通讯。本发明通过利用视频传感器将危险区域的状况实时地传递给安防排爆人员，进行对危险可疑物体的排查，并且配置的机械手可以进行轻量级的抓取作业，必要时可利用高压水枪进行排爆工作。
Description
技术领域
本发明属于安防测控领域，特别涉及一种用于危险区域爆炸物的探测、排除作业的超小型排爆机器人。
背景技术
“9·11”事件后，恐怖活动已成为世界各国的热门话题，各种恐怖主义活动猖獗，对世界各国均构成威胁。因此，加强反恐装备的研发，提高高技术反恐装备水平，增强防范和处置恐怖袭击的能力，是世界各国的当务之急。
反恐排爆机器人主要用于代替人工，直接在案发现场进行侦察、排除和处置爆炸物以及其他危险物品，能够克服崎岖不平的地形环境，也能够在建筑物中进行搜索，并能够排除重量较轻的爆炸物。
目前，国际市场上多为大中型排爆机器人，其主要针对户外大型反恐排爆工作，不适合针对狭小环境以及车体下部等对机器人的产品外形尺寸有严格要求的场合工作，而对于城市安防排爆工作中出现狭小环境排爆的案例却渐与日俱增，这必然给军特警工作人员排爆工作带来了极大的不便，甚至因此而失去生命。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服某些特殊环境中对机器人尺寸有严格要求的，而大型机器人又无法进入工作所带来的不便，提供了一种超小型排爆机器人，主要针对狭小环境作业，特别是车体底部等区域，同时配置的机械手可以进行轻量级危险物品的抓取，必要时实施排爆。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：、超小型排爆机器人，它包括机器人本体和控制机箱两个部分，其特征在于：在机器人本体前端安装有机械手、小臂、大臂、抓取视频传感器、前视视频传感器；机器人本体两侧安装有传动行走机构；机器人本体后端装有后视视频传感器；机器人本体中部布置有各相关控制电路，控制电路包含模数转换电路、车体主控制器、串口通信电路、信号差分变换电路、电机驱动电路；
控制机箱由控制面板、控制电路、液晶显示屏、机箱本体四部分组成；控制面板由车体运动控制摇杆、机械手小臂运动控制摇杆、机械手大臂运动控制摇杆、电源开关按钮、视频切换按钮、照明开启按钮、激光开启按钮、机械手推杆、车体升降推杆组成，控制面板与机箱本体下部相接；控制电路安装在机箱本体下部内，包含车体运动控制电路、机械手大、小臂运动控制电路、照明灯控制电路、激光控制电路、数据处理电路；其中数据处理电路包括信号滤波电路、模数转换电路、机箱主控制器、串口通信电路、信号差分变换电路；液晶显示屏安装在机箱本体上部。
所述的机器人本体顶部距地面最低高度小于150mm。
所述的机器人本体具有升降功能，最大高度为36mm。
所述的机械手指的张开宽度≥130mm，最大抓取能力：≤2kg。
所述的传动行走机构为履带式行走机构。
所述的超小型排爆机器人行走速度不小于15mm/min，爬坡能力不小于30度。
所述的机器人本体安装有三套摄像机，包括抓取视频传感器、前视视频传感器和后视视频传感器分别于机械手末端、机器人本体前端、后端，实现抓取、前进、后退观察，可切换工作。
所述的控制机箱本体右侧开有充电、视频输出、屏蔽电缆接口。
所述的控制机箱控制电路包含的摇杆、推杆控制电路、按钮控制电路具体特征如下：
控制机箱控制电路接收控制面板中的摇杆、推杆控制信号，首先经机箱控制电路中信号滤波电路进行信号滤波处理，再经模数转换电路至机箱主控制器，同时进行方向判断，机箱主控制器将控制信号及方向信号经串口通信电路，再经信号差分变换电路，经有线或无线传输至机器人本体信号差分变换电路变换，至串口通信电路，经由机器人本体主控制器电路将控制信号给电机驱动电路，电机驱动电路输出至机器人本体的终端电机。
控制机箱控制电路接收控制面板中的按钮控制信号，首先经机箱控制电路板中信号滤波电路进行信号滤波处理，再经机箱主控制器I/O端口判读电路至串口通信电路，再经信号差分变换电路，经有线或无线传输至机器人本体信号差分变换电路变换，传至串口通信电路，经由机器人本体主控制器电路中控制器相应端口输出高低电平至继电器切换电路，实现通断电功能。
所述的机器人本体和控制机箱之间有线通讯的最大距离为100米，无线通讯的最大距离为60米
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、本发明的特点主要表现在：具有危险狭小区域安全监测、侦查、搜索等功能，体积小，成本低廉，适于单兵携带，操作灵活，适合批量生产；
2、本发明可以推广应用于核电反应堆大修管道检查以及石油、考古、探矿、工程监测等一些危险或人无法进入的场合。
附图说明
图1是本发明的机器人本体外形示意图；
图2是本发明的控制机箱外形示意图；
图3是本发明的摇杆、推杆控制电路框图；
图4是本发明的按钮控制电路框图；
图中：1为机械手，2为抓取视频传感器，3为传动行走机构，4为机器人本体，5为后视视频传感器，6为前视视频传感器，7为大臂，8为小臂，9为液晶显示屏，10为机箱本体，11为控制面板。
具体实施方式
下面结合附图及具体实现方式对本发明作进一步详细说明。
本发明是一种超小型排爆机器人，由机器人本体和控制机箱两部分组成，两部分可通过有线或无线两种方式进行通讯。
如图1所示，在机器人本体4前端安装有机械手1、小臂8、大臂7、抓取视频传感器2、前视视频传感器6，机器人本体4两侧安装有传动行走机构3，其采用履带式机构，车体后端装有后视视频传感器5，车体中部布置有各相关控制电路；控制电路包含模数转换电路、车体主控制器、串口通信电路、信号差分变换电路、电机驱动电路。
如图2所示，控制机箱由控制面板11、控制电路、液晶显示屏9、机箱本体10四部分组成。控制面板11由机器人本体4运动控制摇杆、机械手小臂8运动控制摇杆、机械手大臂7运动控制摇杆、电源开关按钮、视频切换按钮、照明开启按钮、激光开启按钮、机械手1推杆、机器人本体4升降推杆组成，控制面板11与机箱本体10下部相接；控制电路安装在机箱本体10下部内，包含机器人本体4运动控制电路、机械手1、大臂7、小臂8运动控制电路、照明灯控制电路、激光控制电路、数据处理电路；其中数据处理电路包括信号滤波电路、模数转换电路、机箱主控制器、串口通信电路、信号差分变换电路；液晶显示屏9安装在机箱本体10上部。
如图3所示，控制机箱控制电路接收控制面板11中的摇杆、推杆控制信号，首先经机箱控制电路中信号滤波电路进行信号滤波处理，再经模数转换电路至机箱主控制器，同时进行方向判断，机箱主控制器将控制信号及方向信号经串口通信电路，再经信号差分变换电路，经有线或无线传输至机器人本体4信号差分变换电路变换，至串口通信电路，经由机器人本体4主控制器电路将控制信号给电机驱动电路，电机驱动电路输出至机器人本体4的终端电机，从而实现机器人本体4的运动及升降、机械手1的夹取及大臂7、小臂8的运动。
如图4所示，控制机箱控制电路接收控制面板11中的按钮控制信号，首先经机箱控制电路板中信号滤波电路进行信号滤波处理，再经机箱主控制器I/O端口判读电路至串口通信电路，再经信号差分变换电路，经有线或无线传输至机器人本体4信号差分变换电路变换，传至串口通信电路，经由机器人本体4主控制器电路中控制器相应端口输出高低电平至继电器切换电路，实现通断电功能。
Claims (10)
1、超小型排爆机器人，它包括机器人本体和控制机箱两个部分，其特征在于：在机器人本体(4)前端安装有机械手(1)、小臂(8)、大臂(7)、抓取视频传感器(2)、前视视频传感器(6)；机器人本体(4)两侧安装有传动行走机构(3)；机器人本体(4)后端装有后视视频传感器(5)；机器人本体(4)中部布置有各相关控制电路，控制电路包含模数转换电路、车体主控制器、串口通信电路、信号差分变换电路、电机驱动电路；
控制机箱由控制面板(11)、控制电路、液晶显示屏(9)、机箱本体(10)四部分组成；控制面板(11)由车体运动控制摇杆、机械手小臂运动控制摇杆、机械手大臂运动控制摇杆、电源开关按钮、视频切换按钮、照明开启按钮、激光开启按钮、机械手推杆、车体升降推杆组成，控制面板(11)与机箱本体(10)下部相接；控制电路安装在机箱本体(10)下部内，包含车体运动控制电路、机械手大、小臂运动控制电路、照明灯控制电路、激光控制电路、数据处理电路；其中数据处理电路包括信号滤波电路、模数转换电路、机箱主控制器、串口通信电路、信号差分变换电路；液晶显示屏(9)安装在机箱本体(10)上部。
2、根据权利要求1所述的超小型排爆机器人，其特征在于：所述的机器人本体(4)顶部距地面最低高度小于150mm。
3、根据权利要求1所述的超小型排爆机器人，其特征在于：所述的机器人本体(4)具有升降功能，最大高度为36mm。
4、根据权利要求1所述的超小型排爆机器人，其特征在于：所述的机械手(1)指的张开宽度≥130mm，最大抓取能力：≤2kg。
5、根据权利要求1所述的超小型排爆机器人，其特征在于：所述的传动行走机构(3)为履带式行走机构。
6、根据权利要求1所述的超小型排爆机器人，其特征在于：所述的超小型排爆机器人行走速度不小于15mm/min，爬坡能力不小于30度。
7、根据权利要求1所述的超小型排爆机器人，其特征在于：所述的机器人本体(4)安装有三套摄像机，包括抓取视频传感器(2)、前视视频传感器(6)和后视视频传感器(5)分别于机械手(1)末端、机器人本体(4)前端、后端，实现抓取、前进、后退观察，可切换工作。
8、根据权利要求1所述的超小型排爆机器人，其特征在于：所述的控制机箱本体(10)右侧开有充电、视频输出、屏蔽电缆接口。
9、根据权利要求1所述的超小型排爆机器人，其特征在于：所述的控制机箱控制电路包含的摇杆、推杆控制电路、按钮控制电路具体特征如下：
控制机箱控制电路接收控制面板(11)中的摇杆、推杆控制信号，首先经机箱控制电路中信号滤波电路进行信号滤波处理，再经模数转换电路至机箱主控制器，同时进行方向判断，机箱主控制器将控制信号及方向信号经串口通信电路，再经信号差分变换电路，经有线或无线传输至机器人本体(4)信号差分变换电路变换，至串口通信电路，经由机器人本体(4)主控制器电路将控制信号给电机驱动电路，电机驱动电路输出至机器人本体(4)的终端电机。
控制机箱控制电路接收控制面板(11)中的按钮控制信号，首先经机箱控制电路板中信号滤波电路进行信号滤波处理，再经机箱主控制器I/O端口判读电路至串口通信电路，再经信号差分变换电路，经有线或无线传输至机器人本体(4)信号差分变换电路变换，传至串口通信电路，经由机器人本体(4)主控制器电路中控制器相应端口输出高低电平至继电器切换电路，实现通断电功能。
10、根据权利要求1所述的超小型排爆机器人，其特征在于：所述的机器人本体(4)和控制机箱之间有线通讯的最大距离为100米，无线通讯的最大距离为60米。
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| CN200910081525A CN101518900A (zh) | 2009-04-10 | 2009-04-10 | 超小型排爆机器人 |
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Legal Events
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090902 |