CN107972045A - 基于wifi控制的智能抢险救灾机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于wifi控制的智能抢险救灾机器人，所述机器人包括摄像头、wifi模块、主控板、电池以及连接线，所述摄像头、wifi模块、主控板和电池通过连接线依次连接，所述摄像头记录的图像实时通过所述wifi模块传送至操作人员的手机APP或个人PC端，本发明同时采用多个不同传感器使得机器人进行高效、准确，最大限度的避免施用人力去冒险，在摸清楚被困者附近情况后派机器人人施救将会大大降低不必要的惨痛牺牲以及节省大量的救援时间，尽最大限度可能地去挽救当地的财产损失及人生安全等资产。
Description
技术领域
本发明属于机器人技术领域，特别涉及一种基于wifi控制的智能抢险救灾机 器人。
背景技术
近年来，全球地震处于多发趋势，我国近些年来也多有发生地震，众所周知， 地震带来的损失和危害很大，更会产生可怕的次声波伤害以及余震的风险，在地 震发生后第一时间赶到现场救援的往往是哪些英勇奋战在前线的解放军、武警、 消防队士兵们，虽然他们的英勇奔赴前线的气势以及他们的精神非常让人们感 动，然而人终究是抵不过大自然可怕的破坏力，每一次的搜救都有可能意味着牺 牲与对被困者的二次伤害。
基于上述事件，我们急需要一款能够自动监测受害者生命体征，尽可能减少 搜救人员不必要的二次牺牲，大范围的减少人力搜救以及能够代替武警官兵去极 其危险地带去搜救的机器人，但同时由于地震现场的惨烈以及丧失通讯的情景， 给机器人的通讯和操控也带来了一定困难。
发明内容
本发明的目的旨在解决现有技术中灾害如地震现场机器人的通讯控制不便 以及在废墟或复杂不利地形中精准行进和操控困难的问题，提出了一种基于wifi 控制的智能抢险救灾机器人，能够很好的解决上述问题。
实现本发明目的的技术解决方案为：
一种基于wifi控制的智能抢险救灾机器人，其特征在于，所述机器人包括摄 像头、wifi模块、主控板、电池以及连接线，所述摄像头、wifi模块、主控板和 电池通过连接线依次连接，所述摄像头记录的图像实时通过所述wifi模块传送至 操作人员的手机APP或个人PC端。
优选地，所述摄像头为高清摄像头，通过云台和舵机设置在所述机器人顶部 的后端，能够实现360°全方位环视。
优选地，在所述机器人的前端设置有通过舵机连接和控制的四轴机械臂，所 述四轴机械臂有四个自由度的伸展，能够进行抓取，释放，回收的基本操作。
优选地，在所述机器人两侧设置有用于行进的履带。
优选地，在所述机器人两侧内部各设置一台十二伏的直流电机，最大转速 180r/min。
优选地，在所述机器人的前端金属端盖上方设置有超声波避障传感器。
优选地，在所述机器人前端金属端盖上方设置两个光电传感器，能够进行人 体跟随或红外避障模式。
优选地，在所述机器人的前端金属端盖底端两边各设置有两个可连续对地面 发射红外光的红外光电传感器。
优选地，所述机器人采用蓝牙通信。
优选地，所述连接线为USB2.0转MicroUSB线。
本发明与现有技术相比，其显著优点：
本发明采用wifi实现对机器人的通信控制，并实现视觉、音频传输，实时控 制和图像采集，并采用多个不同传感器使得进行高效、准确，本发明机器人的I/O 接口完全开放，可以很方便地拓展传感器。
本发明机器人可用于地震现场的搜救，同时也可用于煤矿井、山洞以及非常 复杂的实体环境的探测与搜救等，最大限度的避免施用人力去冒险，在摸清楚被 困者附近情况后派机器人施救将会大大降低不必要的惨痛牺牲以及节省大量的 救援时间，尽最大限度可能地去挽救当地的财产损失及人生安全等资产。
下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
附图说明
图1为本发明机器人整体示意图。
图2为本发明控制线路连接图。
图3为本发明机械臂和摄像头控制连接图。
图4为本发明主控板示意图。
具体实施方式
为了更好的了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图说明如 下。
参见图1，为本发明机器人优选整体图，包括车体，位于车体两侧的履带， 位于前端的机械臂，位于顶端后部的摄像头。
参见图2，所述机器人还包括wifi模块、主控板、电池以及连接线，所述摄 像头、wifi模块、主控板和电池通过连接线依次连接，所述摄像头记录的图像实 时通过所述wifi模块传送至操作人员的手机APP或个人PC端。
优选地，所述摄像头为高清摄像头，通过云台和舵机设置在所述机器人顶部 的后端，能够实现360°全方位环视。
参见图3，机械臂采用四轴机械臂，所述四轴机械臂有四个自由度的伸展， 能够进行抓取，释放，回收的基本操作。
优选地，在所述机器人两侧设置有用于行进的履带。
优选地，在所述机器人两侧内部各设置一台十二伏的直流电机，最大转速 180r/min。
优选地，在所述机器人的前端金属端盖上方设置有超声波避障传感器。
优选地，在所述机器人前端金属端盖上方设置两个光电传感器，能够进行人 体跟随或红外避障模式。
优选地，在所述机器人的前端金属端盖底端两边各设置有两个可连续对地面 发射红外光的红外光电传感器。
优选地，所述机器人采用蓝牙通信。
优选地，所述连接线为USB2.0转MicroUSB线。
参见图4，为本发明主控板示意图。
本发明工作过程和原理：本发明机器人的能够通过手机专用APP以及个人 PC端的无线连接实现二十四小时不间断操控搜救，具有夜视功能，设置在机器 人的后端的高清摄像头，能够进行三百六十度度全方位环视，用于当地救援情景 的实时监测，摄像头所记录的图像实时通过Robot—Linkwifi无线视频数传模块 传送至操作人员的手机APP或个人PC端上用以监视发生的情况以及便于操控前 端四轴机械臂的动作，LCD12864液晶显示屏能够通过主板单片机的控制显示当 前机器人的运行状况，方便操作人员掌控当前机器人内部数据，前端机械手有四 个自由度的伸展，能够进行抓取，释放，回收基本操作。
设计理念来源于地震现场复杂多变的环境，尽管机器人两端设置有履带行 进，但仍不排除复杂的救援现场有较大的障碍物阻挡机器人前进从而耽误最佳的 搜救时间，故此机械手的主要目的用来移开机器人前端无法避开障碍物，以及为 被发现还有生命体征等待救援的人员递送基本的能够维持其生命的给养、物资 等；方便机器人前进进行相关的搜救操作，机器人金属带轮两端内部设置有两台 十二伏的直流电机，最大转速180r/min,最大转速可以驱动机器人行进速度基本 与人体正常行进的速度相当，甚至快过于人体行进速度，避免在搜救路途中耽误 最佳救援时间，机器人前端设置有两个光电传感器可以进行人体跟随或红外避障 模式，即无需人力操控，机器人通过红外光感探测人体热源所在位置从而进行跟 随或红外避障模式，当需要机器人进入工作模式时，通过遥控手机APP上“手动操作”按钮解除跟随或红外避障模式即可，机器人前端金属端盖上方设置有超 声波避障传感器，及当机器人碰到机械手也无法移动的超重障碍物时，通过开启 避障模式绕开障碍物继续进行时搜救。
本发明的主要涉及技术：
传感器技术
(1)光敏传感器
光敏传感器是最常见的传感器之一，它的种类繁多，主要有：光电管、光电 倍增管、光敏电阻、光敏三极管、太阳能电池、红外线传感器、紫外线传感器、 光纤式光电传感器、色彩传感器、CCD和CMOS图像传感器等。它的敏感波长在 可见光波长附近，包括红外线波长和紫外线波长；光传感器不只局限于对光的探 测，它还可以作为探测元件组成其他传感器，对许多非电量进行检测，只要将这 些非电量转换为光信号的变化即可；光传感器是目前产量最多、应用最广的传感 器之一，它在自动控制和非电量电测技术引中占有非常重要的地位。
最简单的光敏传感器是光敏电阻，当光子冲击接合处就会产生电流。
(2)超声波测距离传感器
超声波测距离传感器，采用超声波回波测距原理，运用精确的时差测量技术， 检测传感器与目标物之间的距离，采用小角度，小盲区超声波传感器，具有测量 准确，无接触，防水，防腐蚀，低成本等优点，可应于液位，物位检测，特有的 液位，料位检测方式，可保证在液面有泡沫或大的晃动，不易检测到回波的情况 下有稳定的输出，应用行业：液位，物位，料位检测，工业过程控制等。
无线通信技术
无线通信技术包括红外通信技术、RF通信技术、WLAN通信技术、蓝牙通信 技术；基于wifi控制的智能抢险救灾机器人主要采用WLAN通信技术和蓝牙通信 技术。
为了实现机器人的智能化，智能抢险救灾机器人设计中采用了多种传感器， 其中，红外、光电和超声波传感器为机器人的智能控制提供决策信息，视觉摄像 头为救援人员远程决策提供重要信息；为了实现更好的智能控制，本设计采用了 多传感器信息融合技术，把各种类型的传感器获取的信息进行融合，供机器人决 策；同时，由于采用了视觉传感器，通过视频采集卡，可以采集到双目立体视觉， 现场的实时图像可以传送到后方，提供更直接的决策信息。
巡线遁迹
机器人前金属端盖底端两边各设置有两个红外光电传感器，可以连续对地面 发射红外光，即光电传感器碰到黑色区域地段时，会控制机器人寻着黑色地段一 直走下去，因为红外同上电源后，会连续不断对地面发射红外光，通过调节光电 传感器后端的旋钮可以对其灵敏度进行操作，黑色地段吸收红外光，故光电传感 器会得到低电平信号，通过安卓2560主板控制小车寻着黑色地段一直走下去， 若要结束巡线遁迹功能，通过手机APP或者个人PC端软件按下手动控制即可。
超声波避障
当机器人开启超声波避障模式时，安装在机器人右端结束端盖上的超声波模 块会连续不断的向超声波端头所指的方向发射超声波，碰撞到物体的时候会反射 回波被超声波接收模块所接收，随即命令机器人停下，当障碍物消失，小车恢复 控制。
红外避障
装在机器人前端盖上方两根光电传感器通过检测前方障碍物来控制机器人 行进的方向，即光电传感器检测到前方障碍物后，会命令机器人避开，没有障碍 物时，会控制机器人一直走下去。
人体跟随
装在机器人前端盖中部的光电开关控制着机器人跟踪的方向，即当中部光电 传感器检测到物体后会随着被检测物体前进的方向而前进，实现人体跟随功能， 免去手动控制机器人的麻烦，非常的方便，其原理同巡线遁迹类似。
多种控制方法
机器人具备普通的手机APP软件控制、个人PC端控制以及重力感应等控制 功能，手机APP控制支持安卓和苹果两个系统的版本，电脑PC端控制需要安装 开发的应用软件，手机APP控制可以实现手动按钮控制或者重力感应控制，并 可以可视化监控下车行进的踪迹，PC端控制能够实现手机APP所控制的所有功 能，同时可对机器人进行二次开发，设置在机器人前端的四段180自由度的机械 臂，可对机器人前方的物体进行抓取、移动、采样等功能，方便人们应对危险地 带的工作，同时我们的机器人可以实现两端直流电机的调速，方便地越过复杂的 地段环境及障碍物。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域 的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)
1.一种基于wifi控制的智能抢险救灾机器人，其特征在于，所述机器人包括摄像头、wifi模块、主控板、电池以及连接线，所述摄像头、wifi模块、主控板和电池通过连接线依次连接，所述摄像头记录的图像实时通过所述wifi模块传送至操作人员的手机APP或个人PC端。
2.如权利要求1所述的一种机器人，其特征在于，所述摄像头为高清摄像头，通过云台和舵机设置在所述机器人顶部的后端，能够实现360°全方位环视。
3.如权利要求2所述的一种机器人，其特征在于，在所述机器人的前端设置有通过舵机连接和控制的四轴机械臂，所述四轴机械臂有四个自由度的伸展，能够进行抓取，释放，回收的基本操作。
4.如权利要求3所述的一种机器人，其特征在于，在所述机器人两侧设置有用于行进的履带。
5.如权利要求4所述的一种机器人，其特征在于，在所述机器人两侧内部各设置一台十二伏的直流电机，最大转速180r/min。
6.如权利要求1-5中任一项所述的一种机器人，其特征在于，在所述机器人的前端金属端盖上方设置有超声波避障传感器。
7.如权利要求1-5中任一项所述的一种机器人，其特征在于，在所述机器人前端金属端盖上方设置两个光电传感器，能够进行人体跟随或红外避障模式。
8.如权利要求1-5中任一项所述的一种机器人，其特征在于，在所述机器人的前端金属端盖底端两边各设置有两个可连续对地面发射红外光的红外光电传感器。
9.如权利要求1-5中任一项所述的一种机器人，其特征在于，所述机器人采用蓝牙通信。
10.如权利要求1-5中任一项所述的一种机器人，其特征在于，所述连接线为USB 2.0转Micro USB线。
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