CN206140516U - 水陆两栖救灾机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及水陆两栖救灾机器人，它包括微型处理器、图像传输模块、电机驱动电路、语音识别模块电路、传感器电路、行走动力装置、防撞避障机构、显示屏电路；所述的行走动力装置包括车轮和螺旋桨，由两个电机驱动完成，由蜗轮蜗杆来调整角度控制方向；所述的车轮和螺旋桨通过升降装置和水位系统可实现切换，本实用新型专利通过微处理器对各种电路和检测装置进行实时检测、传输和处理，通过设置可伸展的车轮和螺旋桨实现了水路两栖运行，通过设置红外避障装置，实现了自动避障，路面监测，兼具了自动避障，路面监测，有害气体监测，原地掉头，温湿度监测，语音播报等各项特色功能，具备了适应各种不同地形，不同灾害的能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种机器人，具体涉及水陆两栖救灾机器人。
背景技术
我国是一个自然灾害频发的国家，灾害种类多、频率高、季节性强；灾害发生时急需救援人员及物资第一时间到达现场，但泥石流、洪涝、地面冰冻及地震等灾害发生时极易导致道路受损，陆路无法通行等状况，这时如采用常规救援车辆会存在诸多的限制: ①无法实现水陆两用;②当遇车道狭窄且不得已原路返回时无法原地掉头；ƒ人员救灾时会产生二次灾害事故，对救灾人员安全构成威胁，严重影响救灾进程；针对救灾存在的一系列问题，本实用新型专利旨在研究一种结合了常见轮式车辆和快艇的特点，又兼具了自动避障，路面监测，有害气体监测，原地掉头，温湿度监测，语音播报等各项特色功能，再加上多样化搭载平台的理念，具备了适应各种不同地形，不同灾害的能力。该水陆两栖机器人具有很强的环境适应能力，可以执行陆地、湖泊、河流等灾情勘察和救援任务的水路两栖救灾机器人。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种水路两栖、自动避障、遥控指挥的水路两栖救灾机器人。
水陆两栖救灾机器人，包括微型处理器、图像传输模块、电机驱动电路、语音识别模块电路、传感器电路、行走动力装置、防撞避障机构、显示屏电路；所述的微型处理器分别与图像传输模块、电机驱动电路、语音识别模块电路、传感器电路、行走动力装置、防撞避障机构、显示屏电路连接。
所述的微型处理器采用STM32F103作为主控芯片，微型处理器是基于ARM Cortex-M3核的32位微型处理器；所述的图像传输模块包括摄像头，图像传输模块采用安防无线图传模块；所述的摄像头设置在机身顶部，采用安防微型AV摄像头；红外避障装置设置在机身头部两侧；超声波距离检测装置设置在摄像头下部；所述的电机驱动电路采用BTS7960芯片驱动电机，该芯片是应用于电机驱动的大电流半桥高集成芯片，使用4块芯片组成两路全桥以驱动两路电机正反转。
所述的语音识别模块电路使用LD3320语音识别芯片；所述的传感器电路与温湿度传感器、气压传感器、地磁场传感器、红外传感器连接，温湿度传感器、气压传感器、地磁场传感器、红外传感器的电路均采用模块化设计，其中温湿度传感器使用1-wire协议，气压传感器和地磁场传感器使用IIC协议，红外传感器使用NEC协议。
所述的行走动力装置包括车轮和螺旋桨，由两个电机驱动完成，由蜗轮蜗杆来调整角度控制方向；电机驱动螺旋桨和车轮工作；所述的车轮为伸展轮，通过多级齿轮转动，增加车轮扭矩；防撞避障机构包括超声波距离检测装置、红外避障装置，当红外避障装置检测到右/左存在障碍时，将信息传递给微型处理器，右/左边有障碍物，驱动右/左边车轮反转，救援车后退一定距离；电机驱动右/左边车轮正转，电机驱动左/右边车轮反转，救援车向左/右转弯；救援车向前走一段距离后，进行与第一次转弯过程相反的右/左转弯，回到原来的行进方向上来继续行进。
所述的车轮和螺旋桨通过升降装置和水位系统可实现切换，当水位系统检测到为陆地时，控制升降装置启动，车轮着陆，救援车进入陆上模式；当水位系统探测到河流、湖泊或洪水时，控制升降装置启动，车轮收起，启动螺旋桨旋转，救援车进入水上模式。
行进过程中，救援车前方会出现很多障碍物不能前进时，可以通过摄像头和超声波距离检测装置进行实时监测，通过舵机控制机械手臂对障碍物进行清理，使救援车继续前进。
本车搭载可燃气体检测和语音播报系统，当发现有可燃气体时，语音系统可以分危险等级播报，并且可以把相关数据实时传输到遥控显示器上，实现对检测数据的远距离传输。
本实用新型专利通过微处理器对各种电路和检测装置进行实时检测、传输和处理，通过设置可伸展的车轮和螺旋桨实现了水路两栖运行，通过设置红外避障装置，实现了自动避障，路面监测，兼具了自动避障，路面监测，有害气体监测，原地掉头，温湿度监测，语音播报等各项特色功能，再加上多样化搭载平台的理念，具备了适应各种不同地形，不同灾害的能力。该水陆两栖机器人具有很强的环境适应能力，可以执行陆地、湖泊、河流等灾情勘察和救援任务。
附图说明
图1：本实用新型专利结构框图。
具体实施方式
水陆两栖救灾机器人，包括微型处理器（1）、图像传输模块（4）、电机驱动电路（5）、语音识别模块电路（6）、传感器电路（7）、行走动力装置（11）、防撞避障机构（2）、显示屏电路（3）；所述的微型处理器（1）分别与图像传输模块（4）、电机驱动电路（5）、语音识别模块电路（6）、传感器电路（7）、行走动力装置（11）、防撞避障机构（2）、显示屏电路（3）连接。
所述的微型处理器（1）采用STM32F103作为主控芯片，微型处理器（1）是基于ARMCortex-M3核的32位微型处理器（1）；所述的图像传输模块（4）包括摄像头（10），图像传输模块（4）采用安防无线图传模块；所述的摄像头（10）设置在机身顶部，采用安防微型AV摄像头（10）；红外避障装置（9）设置在机身头部两侧；超声波距离检测装置（8）设置在摄像头（10）下部；所述的电机驱动电路（5）采用BTS7960芯片驱动电机，该芯片是应用于电机驱动的大电流半桥高集成芯片，使用4块芯片组成两路全桥以驱动两路电机正反转。
所述的语音识别模块电路（6）使用LD3320语音识别芯片；所述的传感器电路（7）与温湿度传感器（12）、气压传感器（13）、地磁场传感器（14）、红外传感器（15）连接，温湿度传感器（12）、气压传感器（13）、地磁场传感器（14）、红外传感器（15）的电路均采用模块化设计，其中温湿度传感器（12）使用1-wire协议，气压传感器（13）和地磁场传感器（14）使用IIC协议，红外传感器（15）使用NEC协议。
所述的行走动力装置（11）包括车轮和螺旋桨，由两个电机驱动完成，由蜗轮蜗杆来调整角度控制方向；电机驱动螺旋桨和车轮工作；所述的车轮为伸展轮，通过多级齿轮转动，增加车轮扭矩；防撞避障机构（2）包括超声波距离检测装置（8）、红外避障装置（9），当红外避障装置（9）检测到右/左存在障碍时，将信息传递给微型处理器（1），右/左边有障碍物，驱动右/左边车轮反转，救援车后退一定距离；电机驱动右/左边车轮正转，电机驱动左/右边车轮反转，救援车向左/右转弯；救援车向前走一段距离后，进行与第一次转弯过程相反的右/左转弯，回到原来的行进方向上来继续行进。
所述的车轮和螺旋桨通过升降装置和水位系统可实现切换，当水位系统检测到为陆地时，控制升降装置启动，车轮着陆，救援车进入陆上模式；当水位系统探测到河流、湖泊或洪水时，控制升降装置启动，车轮收起，启动螺旋桨旋转，救援车进入水上模式。
行进过程中，救援车前方会出现很多障碍物不能前进时，可以通过摄像头（10）和超声波距离检测装置（8）进行实时监测，通过舵机控制机械手臂对障碍物进行清理，使救援车继续前进。
本车搭载可燃气体检测和语音播报系统，当发现有可燃气体时，语音系统可以分危险等级播报，并且可以把相关数据实时传输到遥控显示器上，实现对检测数据的远距离传输。
本实用新型专利通过微处理器对各种电路和检测装置进行实时检测、传输和处理，通过设置可伸展的车轮和螺旋桨实现了水路两栖运行，通过设置红外避障装置（9），实现了自动避障，路面监测，兼具了自动避障，路面监测，有害气体监测，原地掉头，温湿度监测，语音播报等各项特色功能，再加上多样化搭载平台的理念，具备了适应各种不同地形，不同灾害的能力。该水陆两栖机器人具有很强的环境适应能力，可以执行陆地、湖泊、河流等灾情勘察和救援任务。
Claims (5)
1.水陆两栖救灾机器人，包括微型处理器（1）、图像传输模块（4）、电机驱动电路（5）、语音识别模块电路（6）、传感器电路（7）、行走动力装置（11）、防撞避障机构（2）、显示屏电路（3）；其特征是：所述的微型处理器（1）分别与图像传输模块（4）、电机驱动电路（5）、语音识别模块电路（6）、传感器电路（7）、行走动力装置（11）、防撞避障机构（2）、显示屏电路（3）连接。
2.根据权利要求1所述的水陆两栖救灾机器人，其特征在于：所述的微型处理器（1）采用STM32F103作为主控芯片，微型处理器（1）是基于ARM Cortex-M3核的32位微型处理器（1）；所述的图像传输模块（4）包括摄像头（10），图像传输模块（4）采用安防无线图传模块；所述的摄像头（10）设置在机身顶部，采用安防微型AV摄像头（10）；红外避障装置（9）设置在机身头部两侧；超声波距离检测装置（8）设置在摄像头（10）下部；所述的电机驱动电路（5）采用BTS7960芯片驱动电机，该芯片是应用于电机驱动的大电流半桥高集成芯片，使用4块芯片组成两路全桥以驱动两路电机正反转。
3.根据权利要求1所述的水陆两栖救灾机器人，其特征在于：所述的语音识别模块电路（6）使用LD3320语音识别芯片；所述的传感器电路（7）与温湿度传感器（12）、气压传感器（13）、地磁场传感器（14）、红外传感器（15）连接，温湿度传感器（12）、气压传感器（13）、地磁场传感器（14）、红外传感器（15）的电路均采用模块化设计，其中温湿度传感器（12）使用1-wire协议，气压传感器（13）和地磁场传感器（14）使用IIC协议，红外传感器（15）使用NEC协议。
4.根据权利要求1所述的水陆两栖救灾机器人，其特征在于：所述的行走动力装置（11）包括车轮和螺旋桨，由两个电机驱动完成，由蜗轮蜗杆来调整角度控制方向；电机驱动螺旋桨和车轮工作；所述的车轮为伸展轮，通过多级齿轮转动，增加车轮扭矩；防撞避障机构（2）包括超声波距离检测装置（8）、红外避障装置（9），当红外避障装置（9）检测到右/左存在障碍时，将信息传递给微型处理器（1），右/左边有障碍物，驱动右/左边车轮反转，救援车后退一定距离；电机驱动右/左边车轮正转，电机驱动左/右边车轮反转，救援车向左/右转弯；救援车向前走一段距离后，进行与第一次转弯过程相反的右/左转弯，回到原来的行进方向上来继续行进。
5.根据权利要求4所述的水陆两栖救灾机器人，其特征在于：所述的车轮和螺旋桨通过升降装置和水位系统可实现切换，当水位系统检测到为陆地时，控制升降装置启动，车轮着陆，救援车进入陆上模式；当水位系统探测到河流、湖泊或洪水时，控制升降装置启动，车轮收起，启动螺旋桨旋转，救援车进入水上模式。
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