CN107067702A - 排爆系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种排爆系统，用于排除待排除的爆炸物，包括红外遥控装置、红外信号转发网络，以及排爆机器人；其中，所述红外遥控装置，用于接收用户输入的操作指令，并根据所述操作指令发射红外信号；所述红外信号转发网络，用于接收并转发所述红外信号；所述排爆机器人，用于接收所述红外信号，并根据所述红外信号执行相应的操作指令，以排除所述待排除的爆炸物。本发明的技术方案，通过红外信号转发网络的设置，可以有效延长红外控制信号的传播距离，进而实现了排爆机器人基于红外信号的远距离控制。

Description

排爆系统

技术领域

本发明涉及排爆技术领域，特别涉及一种排爆系统。

背景技术

排爆机器人作为一种安全且有效的排除爆炸物的工具日益受到各国的重视，并有着越来越广阔的发展前景。

然而目前有一些爆炸物具有远程遥控功能，在排爆机器人接近爆炸物时恐怖分子就直接遥控引爆爆炸物。如果在爆炸物周围设置信号屏蔽设备阻止爆炸物通信，排爆机器人也会受屏蔽设备影响无法被遥控。

红外信号是一种具有良好的抗电磁干扰的控制信号，能有效避免爆炸物周围设置信号屏蔽设备的干扰，但红外信号的传播距离相对叫短，不能有效满足排爆机器人的远距离控制的需求。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种排爆系统，旨在实现排爆机器人基于红外信号的远距离控制。

为实现上述目的，本发明提出的排爆系统，用于排除待排除的爆炸物，包括红外遥控装置、红外信号转发网络，以及排爆机器人；其中，

所述红外遥控装置，用于接收用户输入的操作指令，并根据所述操作指令发射红外信号；

所述红外信号转发网络，用于接收并转发所述红外信号；

所述排爆机器人，用于接收所述红外信号，并根据所述红外信号执行相应的操作指令，以排除所述待排除的爆炸物。

可选的，所述红外遥控装置包括接收模块、处理模块，以及发射模块；其中，

所述接收模块，用于接收用户输入的操作指令；

所述处理模块，用于根据所述操作指令生成对应的红外信号；

所述发射模块，用于发射所述红外信号。

可选的，所述接收模块包括摇杆电位器与轻触开关。

可选的，所述处理模块包括微控制器与场效应管驱动器。

可选的，所述发射模块包括红外灯珠与聚光透镜。

可选的，所述红外信号转发网络包括间隔设置于所述红外遥控装置与所述待排除的爆炸物之间的数个红外节点。

可选的，数个所述红外节点交错排列。

可选的，所述排爆机器人包括本体以及安装于所述本体的红外通信模块、控制模块与驱动模块；其中，

所述红外通信模块，用于接收所述红外信号；

所述控制模块，用于解析所述红外信号中包含的操作指令；

所述驱动模块，用于根据所述操作指令驱动所述本体动作。

可选的，所述排爆机器人还包括安装于所述本体的保护模块；其中，

所述保护模块，用于对所述排爆机器人进行充电保护、过放保护、短路保护与过流保护。

可选的，所述排爆机器人还包括安装于所述本体的监测模块与屏蔽模块；其中，

所述监测模块，用于监测所述待排除的爆炸物与所述本体之间的实际距离；

所述屏蔽模块，用于在所述实际距离小于或等于预设距离时，以所述本体为中心生成信号屏蔽区域；所述信号屏蔽区域的直径大于所述实际距离， 用于屏蔽20MHz～3000MHz频段的电磁波信号。

本发明的技术方案，通过红外信号转发网络的设置，可以有效延长红外控制信号的传播距离，进而实现了排爆机器人基于红外信号的远距离控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明排爆系统一实施例的构架示意图；

图2为图1中红外遥控装置一实施例的模块示意图；

图3为图2所示的红外遥控装置一实施例的构架示意图；

图4为图1中红外节点一实施例的模块示意图；

图5为图1中排爆机器人一实施例的模块示意图；

图6为图5所示的排爆机器人一实施例的构架示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

现在将参考附图描述实现本发明各个实施例的移动终端。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。

本发明提出一种排爆系统。

如图1所示，图1为本发明排爆系统一实施例的构架示意图。

本实施的排爆系统，用于排除待排除的爆炸物100，包括红外遥控装置200、红外信号转发网络300，以及排爆机器人400。其中，所述红外遥控装置200用于接收用户输入的操作指令，并根据所述操作指令发射红外信号。所述红外信号转发网络300，用于接收并转发所述红外信号。所述排爆机器人400，用于接收所述红外信号，并根据所述红外信号执行相应的操作指令，以排除所述待排除的爆炸物100。

具体的，用户通过所述红外遥控装置200输入操作指令；所述红外遥控装置200根据所述操作指令生成并发射红外信号。所述红外信号转发网络300接收所述红外信号，并将所述红外信号转发出去，以延长红外信号的传播距离。所述排爆机器人400接收所述红外信号，并根据所述红外信号执行相应的操作指令，以实现对所述待排除的爆炸物100的排除。

本实施例的技术方案，通过红外信号转发网络300的设置，可以有效延长红外控制信号的传播距离，进而实现了基于红外信号的远距离控制。

进一步的，如图2及图3所示，图2为图1中红外遥控装置一实施例的模块示意图；图3为图2所示的红外遥控装置一实施例的构架示意图。

在本实施例中，所述红外遥控装置200包括接收模块210、处理模块220，以及发射模块230。所述接收模块210，用于接收用户输入的操作指令；所述处理模块220，用于根据所述操作指令生成对应的红外信号；所述发射模块230，用于发射所述红外信号。

具体的，所述接收模块210包括摇杆电位器212与轻触开关214；所述轻触开关214用于接收用户输入的开机或关机操作指令；所述摇杆电位器212为二路阻值为10k的可变电阻，用于接收用户输入的用于控制所述排爆机器人400的行动的操作指令。所述处理模块220包括微控制器(Microprogrammed Control Unit，MCU)222与场效应(metal oxidesemiconductor，MOS)管驱动器224；所述微控制器222用于将接收到的用户输入的操作指令进行解调，以控制所述场效应管驱动器224。所述场效应管驱动器224优选为N沟道场效应管驱动器，其驱动电流大于3A，用于驱动所述发射模块230发射红外线。所述发射模块230包括红外灯珠232与聚光透镜234；所述红外灯珠232的功 率优选大于3W，发射的红外光的波长为940nm；所述聚光透镜234的聚光角度为60°。

所述红外遥控装置200的工作原理为：所述摇杆电位器212的阻值随着摇杆的拨动位置而变换；所述微控制器222通过输入/输出(I/O)端口检测所述轻触开关214的状态，通过内部的模/数(A/D)转换装置判断摇杆电位器212的位置，以实现对用户输入的操作指令的采集；所述操作指令采集完成后，用二进制信号的编码乘以频率为38KHz的脉冲信号得到间断脉冲串。所述场效应管驱动器224根据所述间断脉冲串驱动所述红外灯珠232，以生成并发射红外信号。

进一步的，如图1所示，所述红外信号转发网络300包括间隔设置于所述红外遥控装置200与所述待排除的爆炸物100之间的数个红外节点320。优选的，数个所述红外节点320交错排列于所述排爆机器人400的四周，以便于从各个角度实现红外信号的转发。

具体的，如图4所示，图4为图1中红外节点一实施例的模块示意图。

在本实施例中，每一所述红外节点320均包括红外接收头322、红外发射头324与微控制单元236。每一所述红外节点320有唯一的地址码；相邻两红外节点320之间通过半双工方式进行通信。一所述红外节点320的红外接收头322接收上一红外发射头324或红外遥控装置200发送的红外信号，然后通过通过该红外节点320的红外发射头324发送至下一所述红外节点320或排爆机器人400。

所述红外转发网络的工作原理为：距离所述红外遥控装置200最近的红外节点320接收到红外遥控装置200发送的红外信号后，通过NEC协议(包括同步码头、地址码、地址反码、控制码、控制反码。同步码由一个9ms的低电平和一个4.5ms的高电平组成；地址码、地址反码、控制码、控制反码均是8位数据格式；按照低位在前，高位在后的顺序接收)对所述红外信号进行解调后，再将所述红外信号转发给下一所述红外节点320。所述红外信号经过数个所述红外节点320的转发后，并最终传递止所述排爆机器人400。

进一步的，如图5及图6所示，并参考图1，图5为图1中排爆机器人一 实施例的模块示意图；图6为图5所示的排爆机器人一实施例的构架示意图。

在本实施例中，所述排爆机器人400包括本体410以及安装于所述本体410的红外通信模块420、控制模块430、驱动模块440、保护模块450、监测模块460与屏蔽模块470。所述红外通信模块420，用于接收所述红外信号。所述控制模块430，用于解析所述红外信号中包含的操作指令。所述驱动模块440，用于根据所述操作指令驱动所述本体410动作。所述保护模块450，用于对所述排爆机器人400进行充电保护、过放保护、短路保护与过流保护。所述监测模块460，用于监测所述待排除的爆炸物100与所述本体410之间的实际距离；所述屏蔽模块470，用于在所述实际距离小于或等于预设距离时，以所述本体410为中心生成信号屏蔽区域401；所述信号屏蔽区域401的直径大于所述实际距离，用于屏蔽20MHz～3000MHz频段的电磁波信号。

具体的，所述红外通信模块420可为HS0038B红外接收管422。所述控制模块430可为嵌入式STM32单片机432，具有I/O端口、IIC(Inter-Integrated Circuit，集成电路总线)接口、A/D转换和PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)输出等硬件资源。所述驱动模块440可为PWM控制方式的电机442，驱动电流大于20A。所述保护模块450可为BMS(Battery Management System，电池管理系统)452，与电池454连接，实时对电池454的电流与电压进行监控，以实现对排爆机器人400进行充电保护、过放保护、短路保护与过流保护等。所述检测模块460可为距离传感器462。所述屏蔽模块470可为信号屏蔽器472，在所述排爆机器人400接近所述待排除的爆炸物100时，产生一个信号屏蔽区域401，以阻止该信号屏蔽区域401内20MHz～3000MHz频段的电磁波信号的传输。优选的，所述信号屏蔽区域401的直径(比如，200m)大于所述待排除的爆炸物100与所述本体410之间的实际距离，以防止所述待排除的爆炸物100的启动信号传递至所述待排除的爆炸物100。所述控制模块430通过内部的PWM控制电机的输出电压，以实现对排爆机器人400的速度进行控制；通过I/O端口对电机驱动使能，以实现对排爆机器人400的运动方向进行控制；通过六路50Hz的PWM信号，实现对排爆机器人400的机械手412的控制。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在 涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种排爆系统，用于排除待排除的爆炸物，其特征在于，包括红外遥控装置、红外信号转发网络，以及排爆机器人；其中，

所述红外遥控装置，用于接收用户输入的操作指令，并根据所述操作指令发射红外信号；

所述红外信号转发网络，用于接收并转发所述红外信号；

所述排爆机器人，用于接收所述红外信号，并根据所述红外信号执行相应的操作指令，以排除所述待排除的爆炸物。

2.如权利要求1所述的排爆系统，其特征在于，所述红外遥控装置包括接收模块、处理模块，以及发射模块；其中，

所述接收模块，用于接收用户输入的操作指令；

所述处理模块，用于根据所述操作指令生成对应的红外信号；

所述发射模块，用于发射所述红外信号。

3.如权利要求2所述的排爆系统，其特征在于，所述接收模块包括摇杆电位器与轻触开关。

4.如权利要求2所述的排爆系统，其特征在于，所述处理模块包括微控制器与场效应管驱动器。

5.如权利要求2所述的排爆系统，其特征在于，所述发射模块包括红外灯珠与聚光透镜。

6.如权利要求1所述的排爆系统，其特征在于，所述红外信号转发网络包括间隔设置于所述红外遥控装置与所述待排除的爆炸物之间的数个红外节点。

7.如权利要求6所述的排爆系统，其特征在于，数个所述红外节点交错排列。

8.如权利要求1所述的排爆系统，其特征在于，所述排爆机器人包括本体以及安装于所述本体的红外通信模块、控制模块与驱动模块；其中，

所述红外通信模块，用于接收所述红外信号；

所述控制模块，用于解析所述红外信号中包含的操作指令；

所述驱动模块，用于根据所述操作指令驱动所述本体动作。

9.如权利要求8所述的排爆系统，其特征在于，所述排爆机器人还包括安装于所述本体的保护模块；其中，

所述保护模块，用于对所述排爆机器人进行充电保护、过放保护、短路保护与过流保护。

10.如权利要求8所述的排爆系统，其特征在于，所述排爆机器人还包括安装于所述本体的监测模块与屏蔽模块；其中，

所述监测模块，用于监测所述待排除的爆炸物与所述本体之间的实际距离；

所述屏蔽模块，用于在所述实际距离小于或等于预设距离时，以所述本体为中心生成信号屏蔽区域；所述信号屏蔽区域的直径大于所述实际距离，用于屏蔽20MHz～3000MHz频段的电磁波信号。