CN213054844U - 基于串联式机械臂的小型救援机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于串联式机械臂的小型救援机器人，包括机器人本体和显控装置，机器人本体与显控装置通过无线通信系统进行通信；其中机器人本体包括：机器人运动装置，所述机器人运动装置包括麦克纳姆轮及其驱动电机；定位装置，所述定位装置包括卫星导航定位模块和姿态传感器；串联式机械臂，所述串联式机械臂安装于云台上，采用数字舵机控制；避障系统，所述避障系统采用超声波避障；图传系统，所述图传系统包括第一摄像头和图传模块，所述图传模块将第一摄像头获取的图像上传至显控装置；第一无线通信模块，用于机器人本体与显控装置通信。该机器人能够在废墟中进行避障行走，且实时定位自身位置，并获取现场图像辅助救援。

Description

基于串联式机械臂的小型救援机器人

技术领域

本实用新型属于救援机器人技术领域，具体涉及一种采用串联式机械臂的小型救援机器人。

背景技术

遇到灾难，如火灾，地震，救援人员面对废墟情景救援不仅要面临巨大生命危险，而且往往因为地形狭小对救援环境的未知而感到有心无力。受制于特殊地形与环境，现有的救援机器人很难在废墟当中安全行走，并给救援人员提供救援协助。

实用新型内容

实用新型目的：本实用新型旨在提供一种适用于废墟情境下辅助救援的机器人，该机器人能够在废墟中进行避障行走，且实时定位自身位置，并获取现场图像辅助救援。

技术方案：本实用新型采用如下技术方案：

基于串联式机械臂的小型救援机器人，所述救援机器人包括机器人本体和显控装置，所述机器人本体与显控装置通过无线通信系统进行通信；所述机器人本体包括：

机器人运动装置，所述机器人运动装置包括麦克纳姆轮及其驱动电机；

定位装置，所述定位装置包括卫星导航定位模块和姿态传感器；

串联式机械臂，所述串联式机械臂安装于云台上，采用数字舵机控制；

避障系统，所述避障系统采用超声波避障；

图传系统，所述图传系统包括第一摄像头、图传模块和辅助光源，所述图传模块将第一摄像头获取的图像上传至显控装置；

第一无线通信模块，所述第一无线通信模块用于机器人本体与显控装置通信。

具体地，所述卫星导航定位模块为北斗卫星定位模块。

所述姿态传感器为六轴传感器MUP6050。

所述串联式机械臂为六自由度串联式机械臂。

所述避障系统采用超声波测距模块测量机器人本体与障碍物的距离。

所述图传模块为TS5823L 5.8GHz图传发送模块；所述显控装置上设置有UVC接收机，用于接收图像。

所述机器人本体上还包括清障装置，所述清障装置包括第二摄像头和openmv模块，所述第二摄像头获取机器人本体周围环境图像，openmv模块对所述环境图像进行处理，识别并定位障碍物，串联式机械臂根据障碍物位置进行抓取清障。

所述显控装置上还包括图像处理模块，所述图像处理模块用于对图传系统上传的图像进行人脸检测，并将检测结果进行显示。

所述第一无线通信模块为zigbee通信模块。

还包括电源模块，所述电源模块包括锂电池和电压转换模块。

工作原理：将本实用新型公开的小型救援机器人本体放置在救援现场，机器人本体根据显控装置发送的命令行走，并通过第一无线通信模块发送定位装置获取的自身坐标位置，通过图传系统上传救援现场的图像；避障系统实时检测机器人本体与周围环境中障碍物的距离，当小于安全距离时调整运动方向，以此实现避障。

显控装置可以对图传系统上传的图像进行显示和处理，通过图像处理来发现待救援人员，结合机器人本体的定位坐标来定位待救援人员的位置。

有益效果：本实用新型公开的小型救援机器人能够在不适合救援人员进入的场景中获取救援现场的实时图像，以此协助救援，并通过避障提升了机器人本体的安全。

附图说明

图1是本实用新型公开的救援机器人中机器人本体的组成框图；

图2是机器人本体的示意图；

图3为本实用新型公开的救援机器人中显控装置的组成框图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型。

本实用新型公开了一种基于串联式机械臂的小型救援机器人，包括机器人本体1和显控装置2，机器人本体1与显控装置2通过无线通信系统进行通信；如图1和图2所示，机器人本体1包括：

机器人运动装置11，所述机器人运动装置包括麦克纳姆轮111及其驱动电机112；

定位装置12，所述定位装置包括卫星导航定位模块121和姿态传感器122；本实施例中卫星导航定位模块121为北斗卫星定位模块，姿态传感器为六轴传感器MUP6050。北斗卫星定位模块与姿态传感器结合，能够对机器人本体精确定位，从而获取救援现场精确的位置。

串联式机械臂13，所述串联式机械臂安装于云台131上，采用数字舵机132控制；本实施例中串联式机械臂为六自由度串联式机械臂。采用机械臂串联式组装，能够压缩机械臂空间，同时提升抓取半径。置放在云台上的串联式机械臂更适合在狭小区域前后伸缩，也更适合随云盘在控制与相对位置下的坐标移动，适合在狭小区域乃至是救援场景下应用。

避障系统14，所述避障系统采用超声波避障；本实施例中避障系统采用超声波测距模块测量机器人本体与障碍物的距离。

图传系统15，所述图传系统包括第一摄像头151和图传模块152，所述图传模块将第一摄像头获取的图像上传至显控装置；所述图传模块为TS5823L5.8GHz图传发送模块；本实施例中，图传系统还带有辅助光源153，当救援现场亮度较低时打开辅助光源，第一摄像头能够拍摄到亮度合适的救援场景图像；

第一无线通信模块16，所述第一无线通信模块用于机器人本体与显控装置通信。

清障装置17，包括第二摄像头171和openmv模块，所述第二摄像头获取机器人本体周围环境图像，openmv模块对所述环境图像进行处理，识别并定位障碍物，串联式机械臂根据障碍物位置进行抓取清障。将用于障碍物识别和定位的openmv模块设置于机器人本体上，可以减少机器人本体与显控装置之间的通信，并降低显控装置的负载。

电源模块18，所述电源模块包括锂电池和电压转换模块，用于机器人本体上各组成部分的供电。

显控装置2上包括UVC接收机21、显示屏22、图像处理模块23、第二无线通信模块24，其中UVC接收机用于接收图传系统15上传的图像，该图像在显示屏22上显示，同时图像处理模块23对该图像进行人脸检测，以发现待救援人员，并将检测结果显示在显示屏上。本实施例中，图像处理模块采用opencv进行人脸检测。第二无线通信模块24用于与机器人本体进行通信，接收机器人位置坐标，以此来获取机器人的运动轨迹并在显示屏上。操作人员还可以通过第二无线通信模块向机器人本体发送控制命令，如：前进、停止、转向、抓取等。

第一无线通信模块和第二无线通信模块组成了机器人本体1与显控装置2之间的无线通信系统，可以采用蓝牙、ZigBee、LORA、Wifi等无线通信，本实施例中采用zigbee通信模块。

Claims (10)

1.基于串联式机械臂的小型救援机器人，所述救援机器人包括机器人本体和显控装置，所述机器人本体与显控装置通过无线通信系统进行通信；其特征在于，所述机器人本体包括：

机器人运动装置，所述机器人运动装置包括麦克纳姆轮及其驱动电机；

定位装置，所述定位装置包括卫星导航定位模块和姿态传感器；

串联式机械臂，所述串联式机械臂安装于云台上，采用数字舵机控制；

避障系统，所述避障系统采用超声波避障；

图传系统，所述图传系统包括第一摄像头、图传模块和辅助光源，所述图传模块将第一摄像头获取的图像上传至显控装置；

第一无线通信模块，所述第一无线通信模块用于机器人本体与显控装置通信。

2.根据权利要求1所述的小型救援机器人，其特征在于，所述卫星导航定位模块为北斗卫星定位模块。

3.根据权利要求1所述的小型救援机器人，其特征在于，所述姿态传感器为六轴传感器MUP6050。

4.根据权利要求1所述的小型救援机器人，其特征在于，所述串联式机械臂为六自由度串联式机械臂。

5.根据权利要求1所述的小型救援机器人，其特征在于，所述避障系统采用超声波测距模块测量机器人本体与障碍物的距离。

6.根据权利要求1所述的小型救援机器人，其特征在于，所述图传模块为TS5823L5.8GHz图传发送模块；所述显控装置上设置有UVC接收机，用于接收图像。

7.根据权利要求1所述的小型救援机器人，其特征在于，所述机器人本体上还包括清障装置，所述清障装置包括第二摄像头和openmv模块，所述第二摄像头获取机器人本体周围环境图像，openmv模块对所述环境图像进行处理，识别并定位障碍物，串联式机械臂根据障碍物位置进行抓取清障。

8.根据权利要求1所述的小型救援机器人，其特征在于，所述显控装置上还包括图像处理模块，所述图像处理模块用于对图传系统上传的图像进行人脸检测，并将检测结果进行显示。

9.根据权利要求1所述的小型救援机器人，其特征在于，所述第一无线通信模块为zigbee通信模块。

10.根据权利要求1所述的小型救援机器人，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块包括锂电池和电压转换模块。

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