CN214772018U - 一种ar交互排爆机器人 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种AR交互排爆机器人，包括结构部分和系统部分，结构部分包括履带底盘、四自由度机械臂和夹持机械手，系统部分包括位于履带底盘上的主控制器，主控制器连接后台控制模块，所述四自由度机械臂包括第一驱动臂、第二驱动臂、第三驱动臂和第四驱动臂，第一驱动臂转动安装在履带底盘顶面，第一驱动臂和第二驱动臂之间连接有转动调节杆组，第二驱动臂位于第一驱动臂上方，在第二驱动臂前侧设有与其通过角度调节杆转动连接的第三驱动臂，第三驱动臂顶面设有与其转动连接的第四驱动臂；本机器人整体通过远程控制进行工作，十分安全，且主要通过体感、AR交互等进行控制，控制方式简单，无需大量培训即能准确使用。
Description
技术领域
本实用新型涉及机器人，具体是一种AR交互排爆机器人。
背景技术
如今社会上依旧存在着的很多的危险场合需要进行处理，比如爆炸物的处理等，这些场合的处理人员是不能直接进入的，所以需要机器人进行处理，目前这类机器人主要是靠履带式底盘搭载着一个机械臂进行作业。操控方式采用复杂的旋钮遥控器，操作非常复杂，一般人难以驾驭。
在电视上经常看到各种拆弹机器人执行任务，其操作方式非常复杂，需要专业的操控人员进行操控，因此任务执行的效率非常低，而且由于操作复杂，操作人员操作难度较大，所以容易出现操作失误的情况，增大了任务失败的概率。而且操作人员的培养成本较高周期较长。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种AR交互排爆机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种AR交互排爆机器人，包括结构部分和系统部分，结构部分包括履带底盘、四自由度机械臂和夹持机械手，系统部分包括位于履带底盘上的主控制器，主控制器连接后台控制模块，所述四自由度机械臂包括第一驱动臂、第二驱动臂、第三驱动臂和第四驱动臂，第一驱动臂转动安装在履带底盘顶面，第一驱动臂和第二驱动臂之间连接有转动调节杆组，第二驱动臂位于第一驱动臂上方，在第二驱动臂前侧设有与其通过角度调节杆转动连接的第三驱动臂，第三驱动臂顶面设有与其转动连接的第四驱动臂，所述夹持机械手与第四驱动臂内的机械手驱动结构传动连接，所述第一驱动臂、第二驱动臂和第三驱动臂均具有独立的驱动电机；所述系统部分还设有影像模块和VR交互模块。
所述系统部分还具有体感控制模块和机械臂驱动模块，机械臂驱动模块包括多个驱动臂内的驱动电机，体感控制膜块包括手臂带，手臂带上有两个陀螺仪，陀螺仪具有GY重力加速度传感器，手臂带上还具有通讯器，所述通讯器具有无线模块；所述VR交互模块包括VR播放装置和同步控制模块，所述影像模块包括摄像头云台，摄像头云台具有驱动电机，驱动电机用于驱动摄像头云台进行角度调节移动，在摄像头云台内设有摄像头，VR交互模块中的VR播放装置和同步控制模块均与主控制器相连接，同步控制模块同样具有陀螺仪；所述结构部分和系统部分还分别包括机器人运动模块和手柄控制模块，手柄控制模块具有机械手控制按钮和摇杆，机器人运动模块包括履带驱动电机，机器人运动模块和手柄控制模块均与主控制器相连接。所述主控制器采用arduino控制器。
作为本实用新型的优选方案：所述主控制器还连接有智能控制模块，智能控制模块包括储存器和无线模块，智能控制模块通过无线方式连接主控制器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本机器人整体通过远程控制进行工作，十分安全，且主要通过体感、AR交互等进行控制，控制方式简单，无需大量培训即能准确使用。
本装置的主要贡献有三点，第一点是通过让机械臂随着人手的动作而动作实现随动操控；第二点是通过将视频画面回传到VR眼镜中，同时通过头部的运动来控制摄像头的运动，实现随动监视，具有很强的代入感；第三点是将复杂的运动控制直接继承到左手中的手柄中，直接通过手柄来操控，大大简化了操作流程。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的主体结构立体图。
图3为本实用新型的电路原理图。
图4为体感控制模块的原理图。
图中1-履带底盘，2-四自由度机械臂，3-摄像头云台，4-夹持机械手，5-第一驱动臂，6-第二驱动臂，7-第三驱动臂，8-第四驱动臂，9-转动调节杆组，10-角度调节杆。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-3，一种AR交互排爆机器人，包括结构部分和系统部分，结构部分包括履带底盘1、四自由度机械臂2和夹持机械手4，系统部分包括位于履带底盘1上的主控制器，主控制器连接后台控制模块，通过后台控制模块发出控制指令，主控制器接收控制信号后，对结构部分进行驱动，远程控制机器人进行排爆任务，所述四自由度机械臂2包括第一驱动臂5、第二驱动臂6、第三驱动臂7和第四驱动臂8，第一驱动臂5转动安装在履带底盘1顶面，第一驱动臂5和第二驱动臂6之间连接有转动调节杆组9，第二驱动臂6位于第一驱动臂5上方，在第二驱动臂6前侧设有与其通过角度调节杆10转动连接的第三驱动臂7，第三驱动臂7顶面设有与其转动连接的第四驱动臂8，所述夹持机械手4与第四驱动臂8内的机械手驱动结构传动连接，所述第一驱动臂5、第二驱动臂6和第三驱动臂7均具有独立的驱动电机，能够对夹持机械手4进行多角度的控制调节；所述系统部分还设有影像模块和VR交互模块，影像模块用于同步将夹持机械手4的工作画面反馈给主控制器，并通过主控制器反馈给VR交互模块，同步影像信号的传递，能够更为精准的实行排爆任务。
参阅图4，具体的，所述系统部分还具有体感控制模块和机械臂驱动模块，机械臂驱动模块包括多个驱动臂内的驱动电机，体感控制膜块包括手臂带，手臂带上有两个陀螺仪，陀螺仪具有GY25重力加速度传感器，手臂带上还具有通讯器，所述通讯器具有无线模块，用于实现与主控制器的信号连接，在使用本装置时，将手臂带与使用者手臂贴合，通过陀螺仪感应手臂移动方式，并通过通讯器将移动的信号传递给主控制器，通过主控制器进行计算，使得四自由度机械臂2模拟使用者手臂的运动方式，控制方式简便，不需要进行培训即可进行装置的使用，且提高了工作的精准度。
进一步的，所述VR交互模块包括VR播放装置和同步控制模块，所述影像模块包括摄像头云台3，摄像头云台3具有驱动电机，驱动电机用于驱动摄像头云台3进行角度调节移动，在摄像头云台3内设有摄像头，VR交互模块中的VR播放装置和同步控制模块均与主控制器相连接，同步控制模块同样具有陀螺仪，工作时，先将摄像头固定在摄像头云台3内，通过摄像头片拍摄夹持机械手4前方的画面，并通过主控制器反馈给VR交互模块中的VR播放装置，使用者穿戴VR播放装置，能够直观的看到夹持机械手4上的实时画面，在使用者头部移动时，通过同步控制模块，能够控制摄像头云台3的转动角度，从而方便对夹持机械手4周围的情况进行获取，更为方便进行装置整体的控制；实际情况下，VR播放装置可采用智能手机和VR眼睛配合，将智能手机与摄像头通过同一无线网络进行连接，可直接进行视频图像的传递。
所述结构部分和系统部分还分别包括机器人运动模块和手柄控制模块，手柄控制模块具有机械手控制按钮和摇杆，机器人运动模块包括履带驱动电机，机器人运动模块和手柄控制模块均与主控制器相连接，摇杆晃动时，发出信号，控制履带驱动电机工作，装置整体能够进行前后左右的移动，机械手控制按钮用于进行夹持机械手4的工作控制。
装置整体通过远程控制进行工作，十分安全，且主要通过体感、AR交互等进行控制，控制方式简单，无需大量培训即能准确使用。
所述主控制器采用arduino控制器，能够准确的进行图形化编程，并且能够进行同时间大批量的控制计算。
实施例2：
在实施例1的基础之上，所述主控制器还连接有智能控制模块，智能控制模块包括储存器和无线模块，智能控制模块通过无线方式连接主控制器，储存器用于存储不同的程序系统，减少主控制器的内存占用，当需要多种程序应对不同的工作情况时，能够进行程序的传递切换，且减少主控制器的内存占用，提高运算效率。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.一种AR交互排爆机器人，包括结构部分和系统部分，其特征在于，结构部分包括履带底盘(1)、四自由度机械臂(2)和夹持机械手(4)，系统部分包括位于履带底盘(1)上的主控制器，主控制器连接后台控制模块，所述四自由度机械臂(2)包括第一驱动臂(5)、第二驱动臂(6)、第三驱动臂(7)和第四驱动臂(8)，第一驱动臂(5)转动安装在履带底盘(1)顶面，第一驱动臂(5)和第二驱动臂(6)之间连接有转动调节杆组(9)，第二驱动臂(6)位于第一驱动臂(5)上方，在第二驱动臂(6)前侧设有与其通过角度调节杆(10)转动连接的第三驱动臂(7)，第三驱动臂(7)顶面设有与其转动连接的第四驱动臂(8)，所述夹持机械手(4)与第四驱动臂(8)内的机械手驱动结构传动连接，所述第一驱动臂(5)、第二驱动臂(6)和第三驱动臂(7)均具有独立的驱动电机；所述系统部分还设有影像模块和VR交互模块。
2.根据权利要求1所述的一种AR交互排爆机器人，其特征在于，所述系统部分还具有体感控制模块和机械臂驱动模块，机械臂驱动模块包括多个驱动臂内的驱动电机，体感控制膜块包括手臂带，手臂带上有两个陀螺仪，陀螺仪具有GY(25)重力加速度传感器，手臂带上还具有通讯器，所述通讯器具有无线模块。
3.根据权利要求2所述的一种AR交互排爆机器人，其特征在于，所述VR交互模块包括VR播放装置和同步控制模块，所述影像模块包括摄像头云台(3)，摄像头云台(3)具有驱动电机，在摄像头云台(3)内设有摄像头，VR交互模块中的VR播放装置和同步控制模块均与主控制器相连接，同步控制模块同样具有陀螺仪。
4.根据权利要求3所述的一种AR交互排爆机器人，其特征在于，所述结构部分和系统部分还分别包括机器人运动模块和手柄控制模块，手柄控制模块具有机械手控制按钮和摇杆，机器人运动模块包括履带驱动电机，机器人运动模块和手柄控制模块均与主控制器相连接。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种AR交互排爆机器人，其特征在于，所述主控制器采用arduino控制器。
6.根据权利要求5所述的一种AR交互排爆机器人，其特征在于，所述主控制器还连接有智能控制模块，智能控制模块包括储存器和无线模块，智能控制模块通过无线方式连接主控制器。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114909955A (zh) * | 2022-05-17 | 2022-08-16 | 王泽宇 | 一种清障和搏斗射击履带机器人 |
| CN115464636A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-12-13 | 武汉科技大学 | 变电站机器人挂/摘接地线的遥操作控制系统与控制方法 |
| CN116372954A (zh) * | 2023-05-26 | 2023-07-04 | 苏州融萃特种机器人有限公司 | Ar沉浸式遥操作排爆机器人系统、控制方法和存储介质 |
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2021
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