CN112711251A - 一种地震救援机器人的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种地震救援机器人的控制方法及系统，所述地震救援机器人的主体为四轮电动车，所述控制系统包括：主控模块、分别与主控模块连接的超声波模块、人体红外感应模块、驱动模块、舵机、语音模块和蓝牙模块；所述蓝牙模块与远程终端通信连接；所述方法包括：在建立远程终端和蓝牙设备的通信连接后，主控模块根据远程终端向蓝牙模块发送的运动指令控制驱动模块驱使四轮电动车运行；在运行时，主控模块控制超声波模块测距，控制人体红外感应模块探测热红外；当测得距离值时，实时调整四轮电动车的运行方向；当确定探测到人体时，通过语音模块将安抚指令进行语音播报，本发明能更加安全高效的进行地震救援。

Description

一种地震救援机器人的控制方法及系统

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体涉及一种地震救援机器人的控制方法及系统。

背景技术

在地震频发的地区内，地震应急救援在震后情况下起着至关重要的作用，现有的地震应急救援工作，不能只是单纯依靠地震救援队，更多是以智能设备进行辅助，以提高救援的效率；并能在一些高危活动中，代替救援队员展开搜救工作。

然而，现有技术中，地震救援机器人的交互性较差，难以实时获取地震现场的情况，不便于准确快速地进行生命的搜救，救援期间被困人员容易消耗不必要的体力。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种地震救援机器人的控制方法及系统，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

为了实现上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种地震救援机器人的控制系统，所述地震救援机器人的主体为四轮电动车，所述控制系统包括：主控模块、超声波模块、人体红外感应模块、驱动模块、舵机、语音模块和蓝牙模块，所述主控模块分别与所述超声波模块、人体红外感应模块、驱动模块、舵机、语音模块和蓝牙模块电性连接；所述蓝牙模块与远程终端通信连接；

所述四轮电动车设有支撑架，所述超声波模块和所述人体红外感应模块设置于所述支撑架的前方，所述主控模块、驱动模块、舵机、语音模块和蓝牙模块均设置于所述四轮电动车的支撑架上；所述四轮电动车的支撑架上还设置有用于存放食物的储物盒；

所述舵机，用于控制所述超声波模块进行摆动，以使所述超声波模块对所述四轮电动车的左方、右方以及前方进行测距；

所述主控模块，用于获取通过所述蓝牙模块接收的运动指令，根据所述运动指令控制驱动模块驱使所述四轮电动车运行，所述运动指令由远程终端发送到所述蓝牙模块；并在所述四轮电动车运行时，根据所述超声波模块测得的距离值确定机器人的摆动角度，根据所述摆动角度控制所述驱动模块的运行，以使所述驱动模块根据所述摆动角度实时调整所述四轮电动车的运行方向；

以及用于在所述四轮电动车运行时，控制所述人体红外感应模块对所述四轮电动车的前方进行热红外探测，当确定探测到人体时，向所述语音模块发送安抚指令，以通过所述语音模块将所述安抚指令进行语音播报。

进一步，所述主控模块的型号为Arduino-UNO，所述人体红外感应模块的型号为HC-SR501，所述蓝牙模块的型号为HC-08，所述语音模块的型号为JQ-8400模块。

进一步，所述驱动模块包括：电机驱动器、以及与所述电机驱动器的输出端连接的电机，所述电机驱动器的输入端还与所述主控模块连接。

进一步，所述支撑架的前方还设置有第一LED灯，所述第一LED灯用于作为所述四轮电动车的车灯；所述储物盒上设置有第二LED灯，所述第二LED灯用于作为拿取食物的提醒指示灯，所述第一LED灯、所述第二LED灯分别与所述主控模块连接。

进一步，所述四轮电动车的支撑架上还设置有用于供电的蓄电池，所述蓄电池的电压为12V，所述蓄电池的电源输出端还连接有开关。

进一步，所述远程终端设置有蓝牙交互界面，所述蓝牙交互界面用于显示蓝牙信号搜索开关、显示蓝牙连接选项框以及显示蓝牙连接状态。

进一步，所述远程终端还设置有运动控制界面，所述运动控制界面用于显示所述四轮电动车的控制选项，所述运动控制选项包括：前进、后退、左转、右转和暂停运行。

进一步，所述远程终端还设置有车灯控制界面，所述车灯控制界面用于向所述蓝牙模块发送车灯开关指令，以控制第一LED灯和/或第二LED灯的开关。

一种地震救援机器人的控制方法，应用于上述任一所述的地震救援机器人的控制系统，所述方法包括以下步骤：

步骤S100、远程终端读取用户选择的蓝牙设备，建立所述远程终端和该蓝牙设备的通信连接；

步骤S200、远程终端读取用户选择的运动指令，将所述运动指令发送到所述蓝牙模块；

其中，所述运动指令包括：前进、后退、左转、右转和暂停运行；

步骤S300、主控模块获取所述蓝牙模块接收的运动指令，根据所述运动指令控制驱动模块驱使所述四轮电动车运行；

步骤S400、在所述四轮电动车运行时，主控模块控制所述超声波模块对所述四轮电动车的左方、右方以及前方进行测距，并控制所述人体红外感应模块对所述四轮电动车的前方进行热红外探测；

步骤S500、当主控模块测得距离值时，根据所述距离值确定机器人的摆动角度，根据所述摆动角度控制所述舵机的运行，以使所述舵机根据所述摆动角度实时调整所述四轮电动车的运行方向；当主控模块确定探测到人体时，向所述语音模块发送安抚指令，以通过所述语音模块将所述安抚指令进行语音播报。

本发明的有益效果是：本发明申请一种地震救援机器人的控制方法及系统，本发明可应用于地震应急救援领域，通过提供一种结合机器人端和远程终端的救援控制方法，能够准确快速地进行生命的搜救，同时进行安抚和食物传送，以确保被困人员在没有得到救援时能够维持生命，为搜救队员工作提供更多的可支配时间。本发明提供了一种更加安全高效的控制方法来进行地震救援。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中一种地震救援机器人的控制系统的连接框图；

图2是本发明实施例中控制系统的电路连接图；

图3是本发明实施例中地震救援机器人的前视图；

图4是本发明实施例中地震救援机器人的俯视图；

图5是本发明实施例中地震救援机器人的右视图；

图6是本发明实施例中一种地震救援机器人的控制方法的流程示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本申请的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本申请的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

参考图1至图5，本申请实施例提供一种地震救援机器人的控制系统，所述地震救援机器人的主体为四轮电动车，所述控制系统包括：主控模块100、超声波模块210、人体红外感应模块220、驱动模块300、舵机400、语音模块500和蓝牙模块600，所述主控模块100分别与所述超声波模块210、人体红外感应模块220、驱动模块300、舵机400、语音模块500和蓝牙模块600电性连接；所述蓝牙模块600与远程终端通信连接；

所述四轮电动车设有支撑架，所述超声波模块210和所述人体红外感应模块220设置于所述支撑架的前方，所述主控模块100、驱动模块300、舵机400、语音模块500和蓝牙模块600均设置于所述四轮电动车的支撑架上；所述四轮电动车的支撑架上还设置有用于存放食物的储物盒700；

所述舵机400，用于在所述四轮电动车运行时，控制所述超声波模块210进行摆动，以使所述超声波模块210对所述四轮电动车的左方、右方以及前方进行测距；本实施例中，所述舵机400控制超声波模块210的摆动角度为0-180°；

所述主控模块100，用于获取通过所述蓝牙模块600接收的运动指令，根据所述运动指令控制驱动模块300驱使所述四轮电动车运行，所述运动指令由远程终端发送到所述蓝牙模块600；并在所述四轮电动车运行时，根据所述超声波模块210测得的距离值确定机器人的摆动角度，根据所述摆动角度控制所述驱动模块300的运行，以使所述驱动模块300根据所述摆动角度实时调整所述四轮电动车的运行方向；

以及用于在所述四轮电动车运行时，控制所述人体红外感应模块220对所述四轮电动车的前方进行热红外探测，当确定探测到人体时，向所述语音模块500发送安抚指令，以通过所述语音模块500将所述安抚指令进行语音播报。

本发明提供的实施例中，远程终端通过蓝牙网络将运动指令发送到所述蓝牙模块600；主控模块100根据所述运动指令控制驱动模块300工作，驱动模块300在主控模块100的控制下驱使所述四轮电动车运行；在所述四轮电动车运行过程中，控制所述超声波模块210对所述四轮电动车的左方、右方以及前方进行测距，以作为机器人自动避障的辅助；主控模块100根据所述人体红外感应模块220的电平值确定是否探测到人体，当人体红外感应模块220检测到存在被困人员时，提供语音播报安抚和食物，例如，播放“你好！我们是地震救援队，请不要慌张，保持镇定！”，从而在无法及时救援被困人员的情况下为被困人员提供食物以保障其生命的安全，同时给地震救援队提供更多的可支配时间。

具体地，所述超声波模块210对机器人的左方、右方以及前方进行超声波探测，当接收到返回的超声波时，主控模块100确定有障碍物，主控模块100根据超声波的方向确定障碍物的方向，根据超声波从发射到接收的时间确定机器人与障碍物的距离；接着，主控模块100根据测得的四轮电动车距离左方障碍物的距离值、距离右方障碍物的距离值以及距离前方障碍物的距离值确定所述四轮电动车的摆动角度，根据所述摆动角度实时调整所述四轮电动车的运行方向，所述摆动角度的取值范围为0至180°；通过计算比较所述四轮电动车左右距离的大小，指引所述四轮电动车往距离较大的一边行走，从而避免碰撞到障碍物。

作为改进，本实施例通过多次测距求算平均值，将该平均值作为机器人与障碍物的距离；优选的，所述主控模块100通过三次测距求算平均值。

在一个优选的实施例中，所述主控模块100的型号为Arduino-UNO，所述人体红外感应模块220的型号为HC-SR501，所述蓝牙模块600的型号为HC-08，所述语音模块500的型号为JQ-8400模块。

在一个改进的实施例中，电机驱动器310、以及与所述电机驱动器310的输出端连接的电机320，所述电机驱动器310的输入端还与所述主控模块100连接。

为便于对所述四轮电动车的四轮进行驱动，所述电机驱动器310采用四路驱动电机，优选的，所述电机驱动器310的型号为L293D。

在一个改进的实施例中，所述支撑架的前方还设置有第一LED灯710，所述第一LED灯710用于作为所述四轮电动车的车灯；所述储物盒700上设置有第二LED灯720，所述第二LED灯720用于作为拿取食物的提醒指示灯，所述第一LED灯710、所述第二LED灯720分别与所述主控模块100连接。

具体地，第一LED灯710以白色作为指示灯颜色；第二LED灯720以红色作为指示颜色；当搜索到被困人员时，闪烁白色指示灯提醒被困人员和救援人员，并闪烁以位于储物盒700上的红色LED灯闪烁，以提醒被困人员提取食物。

在一个改进的实施例中，所述四轮电动车的支撑架上还设置有用于供电的蓄电池810，所述蓄电池810的电压为12V，所述蓄电池810的电源输出端还连接有开关800。

通过开关800控制所述蓄电池810的电源输出，作为所述控制系统的总开关800,控制所述四轮电动车的启动与熄火。

在一个改进的实施例中，所述远程终端设置有蓝牙交互界面，所述蓝牙交互界面用于显示蓝牙信号搜索开关、显示蓝牙连接选项框以及显示蓝牙连接状态。

可以理解，所述远程终端通过蓝牙连接选项框读取所选择的蓝牙设备，从而建立所述远程终端和该蓝牙设备的通信连接。

在一个改进的实施例中，所述远程终端还设置有运动控制界面，所述运动控制界面用于显示所述四轮电动车的控制选项，所述运动控制选项包括：前进、后退、左转、右转和暂停运行。

在一个改进的实施例中，所述远程终端还设置有车灯控制界面，所述车灯控制界面用于向所述蓝牙模块600发送车灯开关指令；以控制第一LED灯710和/或第二LED灯720的开关。从而在搜索过程中解决电量，并在搜索到被困人员时更好的保证搜救工作的正常进行。

参考图6，本申请实施例提供一种地震救援机器人的控制方法，应用于上述任一实施例所述的地震救援机器人的控制系统，所述方法包括以下步骤：

步骤S100、远程终端读取用户选择的蓝牙设备，建立所述远程终端和该蓝牙设备的通信连接；

步骤S200、远程终端读取用户选择的运动指令，将所述运动指令发送到所述蓝牙模块；

其中，所述运动指令包括：前进、后退、左转、右转和暂停运行；

步骤S300、主控模块获取所述蓝牙模块接收的运动指令，根据所述运动指令控制驱动模块驱使所述四轮电动车运行；

步骤S400、在所述四轮电动车运行时，主控模块控制所述超声波模块对所述四轮电动车的左方、右方以及前方进行测距，并控制所述人体红外感应模块对所述四轮电动车的前方进行热红外探测；

步骤S500、当主控模块测得距离值时，根据所述距离值确定机器人的摆动角度，根据所述摆动角度控制所述舵机的运行，以使所述舵机根据所述摆动角度实时调整所述四轮电动车的运行方向；当主控模块确定探测到人体时，向所述语音模块发送安抚指令，以通过所述语音模块将所述安抚指令进行语音播报。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (9)

1.一种地震救援机器人的控制系统，其特征在于，所述地震救援机器人的主体为四轮电动车，所述控制系统包括：主控模块、超声波模块、人体红外感应模块、驱动模块、舵机、语音模块和蓝牙模块，所述主控模块分别与所述超声波模块、人体红外感应模块、驱动模块、舵机、语音模块和蓝牙模块电性连接；所述蓝牙模块与远程终端通信连接；

所述四轮电动车设有支撑架，所述超声波模块和所述人体红外感应模块设置于所述支撑架的前方，

所述主控模块、驱动模块、舵机、语音模块和蓝牙模块均设置于所述四轮电动车的支撑架上；所述四轮电动车的支撑架上还设置有用于存放食物的储物盒；

所述舵机，用于控制所述超声波模块进行摆动，以使所述超声波模块对所述四轮电动车的左方、右方以及前方进行测距；

所述主控模块，用于获取通过所述蓝牙模块接收的运动指令，根据所述运动指令控制驱动模块驱使所述四轮电动车运行，所述运动指令由远程终端发送到所述蓝牙模块；并在所述四轮电动车运行时，根据所述超声波模块测得的距离值确定机器人的摆动角度，根据所述摆动角度控制所述驱动模块的运行，以使所述驱动模块根据所述摆动角度实时调整所述四轮电动车的运行方向；

以及用于在所述四轮电动车运行时，控制所述人体红外感应模块对所述四轮电动车的前方进行热红外探测，当确定探测到人体时，向所述语音模块发送安抚指令，以通过所述语音模块将所述安抚指令进行语音播报。

2.根据权利要求1所述的地震救援机器人的控制系统，其特征在于，所述主控模块的型号为Arduino-UNO，所述人体红外感应模块的型号为HC-SR501，所述蓝牙模块的型号为HC-08，所述语音模块的型号为JQ-8400模块。

3.根据权利要求2所述的地震救援机器人的控制系统，其特征在于，所述驱动模块包括：电机驱动器、以及与所述电机驱动器的输出端连接的电机，所述电机驱动器的输入端还与所述主控模块连接。

4.根据权利要求1所述的地震救援机器人的控制系统，其特征在于，所述支撑架的前方还设置有第一LED灯，所述第一LED灯用于作为所述四轮电动车的车灯；所述储物盒上设置有第二LED灯，所述第二LED灯用于作为拿取食物的提醒指示灯，所述第一LED灯、所述第二LED灯分别与所述主控模块连接。

5.根据权利要求1所述的地震救援机器人的控制系统，其特征在于，所述四轮电动车的支撑架上还设置有用于供电的蓄电池，所述蓄电池的电压为12V，所述蓄电池的电源输出端还连接有开关。

6.根据权利要求1所述的地震救援机器人的控制系统，其特征在于，所述远程终端设置有蓝牙交互界面，所述蓝牙交互界面用于显示蓝牙信号搜索开关、显示蓝牙连接选项框以及显示蓝牙连接状态。

7.根据权利要求6所述的地震救援机器人的控制系统，其特征在于，所述远程终端还设置有运动控制界面，所述运动控制界面用于显示所述四轮电动车的控制选项，所述运动控制选项包括：前进、后退、左转、右转和暂停运行。

8.根据权利要求6所述的地震救援机器人的控制系统，其特征在于，所述远程终端还设置有车灯控制界面，所述车灯控制界面用于向所述蓝牙模块发送车灯开关指令，以控制第一LED灯和/或第二LED灯的开关。

9.一种地震救援机器人的控制方法，应用于权利要求1至8任一所述的地震救援机器人的控制系统，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S100、远程终端读取用户选择的蓝牙设备，建立所述远程终端和该蓝牙设备的通信连接；

步骤S200、远程终端读取用户选择的运动指令，将所述运动指令发送到所述蓝牙模块；

其中，所述运动指令包括：前进、后退、左转、右转和暂停运行；

步骤S300、主控模块获取所述蓝牙模块接收的运动指令，根据所述运动指令控制驱动模块驱使所述四轮电动车运行；

步骤S400、在所述四轮电动车运行时，主控模块控制所述超声波模块对所述四轮电动车的左方、右方以及前方进行测距，并控制所述人体红外感应模块对所述四轮电动车的前方进行热红外探测；

步骤S500、当主控模块测得距离值时，根据所述距离值确定机器人的摆动角度，根据所述摆动角度控制所述舵机的运行，以使所述舵机根据所述摆动角度实时调整所述四轮电动车的运行方向；当主控模块确定探测到人体时，向所述语音模块发送安抚指令，以通过所述语音模块将所述安抚指令进行语音播报。

Images