CN107775656A - 一种无线控制救援机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线控制救援机器人，包括车体和控制模块，所述车体包括车架和分别安装在车架两侧的行驶机构，每一组行驶机构包括前动力轮、后动力轮、爬坡支撑轮和安装在前动力轮与后动力轮之间的平地支撑轮，各爬坡支撑轮通过活动轴安装在前动力轮的前端，活动轴连接有舵机，在车架上通过支撑杆安装有广角摄像机。本发明设置的爬坡支撑轮，在舵机的驱动下可进行提升、左右转等动作，能够攀爬楼梯、障碍物等复杂地形，机动性能高，提高了救援机器人的适用范围；本发明设置的广角摄像机，使得操作者即使在远距离范围内也能够作出准确的判断，提高了救援效率、并避免了因操作失误出现机器人碰撞损坏、失灵、失控等情况的发生。

Description

一种无线控制救援机器人

技术领域

本发明涉及一种机器人，具体涉及一种无线控制救援机器人。

背景技术

面对发生的自然灾害和人为灾害，单纯依靠消防员或专门的救援人员来开展救援工作已经无法满足快速救援的要求。因为复杂危险的灾害现场不仅给救援人员的人身安全带来了巨大的威胁，也会大大地阻碍救援工作。因此使用救援机器人进行辅助搜救是解决这一难题的有效手段。

救援机器人在工作时，一般是通过对遥控器的操作来对救援机器人的动作，而当遇到障碍物、机器人所处环境较复杂或是操作者与机器人的距离较远导致操作者不能准确地作出判断，极易出现机器人碰撞损坏、失灵、失控等不良后果。因此，研究出一种反应灵敏、能够实时高空采集到机器人当前位置信息、环境信息提供给远程操作者，将会有效地避免操作错误、机器人失灵损坏等情况，从而达到提高救援效率的目的。

发明内容

针对上述的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种机动性高、反应灵活、运行稳定的无线控制救援机器人。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种无线控制救援机器人，包括车体和控制模块，所述车体包括车架、分别安装在车架两侧的行驶机构和用于驱动行驶机构的电机，在各行驶机构上均包覆有覆带，每一组行驶机构包括前动力轮、后动力轮和安装在前动力轮与后动力轮之间的平地支撑轮，所述前动力轮和后动力轮上的转轴均与电机的输出轴连接，所不同的是：

所述行驶机构还包括两个爬坡支撑轮，各爬坡支撑轮通过活动轴安装在前动力轮的前端，所述活动轴连接有舵机且活动轴与车架的水平倾角呈0°～60°，在车架上通过支撑杆安装有广角摄像机。

上述方案中，所述控制模块可包括遥控器、中央控制器、电机驱动器、摄像舵机、显示器和图传装置，所述遥控器通过无线通信模块与中央控制器连接，所述电机驱动器的输入端与中央控制器连接、其输出端与电机连接，所述摄像舵机的信号输入端与中央控制器连接、其输出轴与支撑杆轴接，所述显示器安装在遥控器上并与中央控制器无线连接，所述图传装置安装在广角摄像机上并与中央控制器无线连接。

上述方案中，进一步地，所述图传装置包括5.8G图传芯片、存储模块和无线通信模块，5.8G图传芯片的接收端口与广角摄像机连接、其发送端口通过无线通信模块与中央控制器连接，所述存储模块与5.8G图传芯片连接。

上述方案中，所述电机可以为无刷减速电机，所述电机驱动器为PID控制器且所述PID控制器连接有用于供电的电池。

上述方案中，所述中央控制器选用型号为STM32F405RGT6的系统板。

上述方案中，所述活动轴与车架的水平倾角呈0°～60°。

本发明的有益效果为：

1)本发明通过在车架的前端安装爬坡支撑轮，所述爬坡支撑轮在舵机的驱动下可进行提升、左右转等动作，能够攀爬楼梯、障碍物等复杂地形，机动性能高，提高了救援机器人的适用范围。

2)本发明在车架上安装广角摄像机，并且所述广角摄像机连接有图传装置，通过广角摄像机实时采集当前救援机器人周围环境的图像信息，然后通过图传装置实时传输至中央控制器上、并在显示器上显示，使得操作者即使在远距离范围内也能够作出准确的判断，提高了救援效率、并避免了因操作失误出现机器人碰撞损坏、失灵、失控等情况的发生。

附图说明

图1本无线控制救援机器人的侧面结构示意图。

图2为图1的底部结构示意图。

图3为图1中的左视图的结构示意图。

图4为本无线控制救援机器人的控制模块的组成框图。

图中标号为：1、爬坡支撑轮，2、前动力轮，3、平地支撑轮，4、后动力轮，5、覆带，6、广角摄像机，7、中央控制器，8、电机驱动器，9、电池，10、电机，11、支撑杆，12、活动轴。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，一种无线控制救援机器人，包括车体和控制模块，所述车体包括车架、分别安装在车架两侧的行驶机构和用于驱动行驶机构的电机10。在各行驶机构上均包覆有覆带5。每一组行驶机构主要由前动力轮2、后动力轮4、爬坡支撑轮1和安装在前动力轮2与后动力轮4之间的平地支撑轮3构成。所述前动力轮2和后动力轮4上的转轴均与电机10的输出轴连接。所述爬坡支撑轮1通过活动轴12安装在前动力轮2的前端。所述活动轴12连接有舵机，即通过舵机来控制活动轴12的转动。在车架上通过支撑杆11安装有广角摄像机6。本实施例中，所述活动轴12与车架的水平倾角呈0°～60°，通过将活动轴12限制一定范围内使得爬坡支撑轮1能够快速进行工作。所述支撑杆11可以为具有伸缩结构的立杆，以针对不同环境情况来调整拍摄的高度。

如图4所示，所述控制模块包括遥控器、中央控制器7、电机驱动器8、摄像舵机、显示器和图传装置。本实施例中，所述中央控制器7具体选用型号为STM32F405RGT6的系统板，并连接有一电源。所述遥控器通过无线通信模块与中央控制器7连接，即遥控器可向中央控制器7发出控制指令，同时也接收中央控制器7发来的相关信号。

所述电机驱动器8的输入端与中央控制器7连接、其输出端与电机10连接。本实施例中，所述电机10选用无刷减速电机，所述电机驱动器8选用PID控制器且所述PID控制器连接有用于供电的电池9。通过采用增量式PID控制器能向中央控制器7反馈电机10的实时运行参数并能实时处理，从而保证前、后动力轮4的转速一致，确保了行走机构的机动性能。

本实施例中，所述无线通信模块具体为蓝牙模块、WIFI无线连接网络、zigbee无线通信模块等现有较为成熟的无线通信连接技术。

所述摄像舵机的信号输入端与中央控制器7连接、其输出轴与支撑杆11轴接。即通过中央控制器7来控制摄像舵机的转动以达到控制支撑杆11旋转的目的。安装在支撑杆11上的广角摄像机6可在支撑杆11的带动下，旋转360⁰。所述显示器安装在遥控器上并与中央控制器7无线连接，即操作者通过观察显示器即了解到救援机器人当前的环境。所述图传装置安装在广角摄像机6上并与中央控制器7无线连接。

所述图传装置包括5.8G图传芯片、存储模块和无线通信模块，5.8G图传芯片的接收端口与广角摄像机6连接、其发送端口通过无线通信模块与中央控制器7连接，所述存储模块与5.8G图传芯片连接。

本发明在工作时，通过广角摄像机6实时抓拍当前救援机器人所处位置的环境信息，并通过图传装置发送给中央控制器7，中央控制器7在发送至显示器上显示，操作者根据显示器上的图像信息即可知晓救援机器人的周围是否有障碍物或危险物，从而准确地控制救援机器人下一步的动作。当操作者需要获得更多的图像信息时，通过控制摄像舵机的工作使得广角摄像机6在一定角度上进行旋转，即可获得不同方位的图像信息，对救援机器人的控制精准，大大提高了救援效率。

以上仅为说明本发明的实施方式，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种无线控制救援机器人，包括车体和控制模块，所述车体包括车架、分别安装在车架两侧的行驶机构和用于驱动行驶机构的电机(10)，在各行驶机构上均包覆有覆带(5)，每一组行驶机构包括前动力轮(2)、后动力轮(4)和安装在前动力轮(2)与后动力轮(4)之间的平地支撑轮(3)，所述前动力轮(2)和后动力轮(4)上的转轴均与电机(10)的输出轴连接，其特征在于：

所述行驶机构还包括两个爬坡支撑轮(1)，各爬坡支撑轮(1)通过活动轴(12)安装在前动力轮(2)的前端，所述活动轴(12)连接有舵机，在车架上通过支撑杆(11)安装有广角摄像机(6)。

2.根据权利要求1所述的无线控制救援机器人，其特征在于：所述控制模块包括遥控器、中央控制器(7)、电机驱动器(8)、摄像舵机、显示器和图传装置，所述遥控器通过无线通信模块与中央控制器(7)连接，所述电机驱动器(8)的输入端与中央控制器(7)连接、其输出端与电机(10)连接，所述摄像舵机的信号输入端与中央控制器(7)连接、其输出轴与支撑杆(11)轴接，所述显示器安装在遥控器上并与中央控制器(7)无线连接，所述图传装置安装在广角摄像机(6)上并与中央控制器(7)无线连接。

3.根据权利要求2所述的无线控制救援机器人，其特征在于：所述图传装置包括5.8G图传芯片、存储模块和无线通信模块，5.8G图传芯片的接收端口与广角摄像机(6)连接、其发送端口通过无线通信模块与中央控制器(7)连接，所述存储模块与5.8G图传芯片连接。

4.根据权利要求2所述的无线控制救援机器人，其特征在于：所述电机(10)为无刷减速电机，所述电机驱动器(8)为PID控制器且所述PID控制器连接有用于供电的电池(9)。

5.根据权利要求2所述的无线控制救援机器人，其特征在于：所述中央控制器(7)选用型号为STM32F405RGT6的系统板。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的无线控制救援机器人，其特征在于：所述活动轴(12)与车架的水平倾角呈0°～60°。