[發(fā)明專利]危險場所探測機器人工作站

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110291949.8
• 申請日: 2011-09-30
• 公開（公告）號: CN103029117A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田義恒
• 申請（專利權(quán)）人: 田義恒
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J9/16;B25J13/08;B25J19/04
• 代理公司: 太原同圓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 14107
• 代理人: 王金鎖

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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機電一體化技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種危險場所探測機器人工作站。

背景技術(shù)

隨著人類生產(chǎn)活動與社會活動的迅速發(fā)展，許多需求與矛盾也相應(yīng)地產(chǎn)生與激化起來。各種災(zāi)難事故的發(fā)生，往往使人類本身處于危險環(huán)境之中，然而人們采取相對策應(yīng)的能力卻極其有限，有時甚至是情況不明、束手無策。為此人們千方百計地研發(fā)各種專門設(shè)備、各種智能機器人，以求在災(zāi)難面前有所知曉、有所作為。從目前研發(fā)所達到的實際情況來看，大都還是功能固定、單一運作的個體。在千變?nèi)f化、復雜多變的突發(fā)事件面前往往也是勢單力孤、不相適應(yīng)、少有作為甚至是無能為力的。由幾臺配置靈活的機器人分工合作、相互配合，集群作業(yè)的機器人工作站應(yīng)該出現(xiàn)。目前在控制通訊與作息傳輸上也往往是采用；要么是有線、要么是無線的方式，沒有將兩者優(yōu)點相結(jié)合，也就沒有將有線與無線通訊各自存在的缺陷加以避免。人們操縱機器人進入的危險場所，不可避免得要克服復雜的地形，因此機器人本身必須具備很強的越障能力。從現(xiàn)有技術(shù)制作的機器人來看，能迅速、穩(wěn)妥攀爬城市居民樓梯的還不多見。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明用于反恐怖襲擊、礦井搜救、化工搶險、輻射源探測等非生存環(huán)境下替代人類進入危險場所，從事作業(yè)的機器人工作站。是由多臺可遠程遙控行走與作業(yè)的防腐蝕、隔爆型機器人與便攜式后置控制平臺組成的集散控制與集群運作的系統(tǒng)。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種危險場所探測工作站，其基本單元是由具有防腐蝕、全密閉、充有惰性氣體的正壓型、隔爆的鋼質(zhì)車廂與采用橡膠雙面齒履帶后驅(qū)動輪、前引導輪、前承載輪、后承載輪、張力輪組合成的行走機構(gòu)。輪距的特殊安排與履帶張力的控制使其更加具有攀爬階梯的能力。車輛由蓄電池組為動力，分別驅(qū)動左驅(qū)動調(diào)速電機、右驅(qū)動電機，車輛控制由PLC可編程控制器完成，運行由可調(diào)速的無刷電機驅(qū)動模塊執(zhí)行。

本發(fā)明的有益效果是：將多臺機器人車輛，依據(jù)各自不同的功能綜合在一起，在整體上協(xié)調(diào)一致，形成機器人工作站。使用透視機先進的輻射成像技術(shù)，借助于X射線的穿透能力，不用打開箱包，就可以觀察到內(nèi)部裝置的物品，這在某些特殊場合往往是事半功倍的。在這里，微型透視機同樣是作為視頻監(jiān)控的前端“眼睛”的。但是與常規(guī)的攝像機不同的是：它必須在被檢查物品的兩端相互對應(yīng)的位置上，一邊有一個安全低能量的X光光源，另一邊的透視攝像機的CCD方能完整地獲取圖像資料。我們可以在一臺子車上裝置X光發(fā)射模塊，在另一臺子車上裝置透視攝像機，遠程操控、經(jīng)由母車發(fā)出無線遙控指令，操控“X光源發(fā)射探測車”與“X光透視圖像探測車”兩輛了車迅速運行到指定位置進行作業(yè)，無線傳輸回來攝取的X透視視頻圖像。此時還可以調(diào)動“機械手探測車”協(xié)助翻動或取回被檢查的物品。可以調(diào)動“精確作業(yè)車”擊毀危險物品中的核心部位。

具體實施方式

一種危險場所探測工作站，其基本單元是由具有防腐蝕、全密閉、充有惰性氣體的正壓型、隔爆的鋼質(zhì)車廂與采用橡膠雙面齒履帶后驅(qū)動輪、前引導輪、前承載輪、后承載輪、張力輪組合成的行走機構(gòu)。輪距的特殊安排與履帶張力的控制使其更加具有攀爬階梯的能力。車輛由蓄電池組為動力，分別驅(qū)動左驅(qū)動調(diào)速電機、右驅(qū)動電機，車輛控制由PLC可編程控制器完成，運行由可調(diào)速的無刷電機驅(qū)動模塊執(zhí)行。

將機器人工作站的控制與監(jiān)控兩個復雜的網(wǎng)絡(luò)整合在一起運作，再加上眾多電機的頻繁啟動、急停，出現(xiàn)干擾是難免的。但是；擔負著重要任務(wù)的機器人車輛群組，又是不可以出現(xiàn)任何錯誤動作的！要保證系統(tǒng)可靠正常地工作，所有由于自身原因產(chǎn)生的干擾，必須事先就克服與排除掉。而由于工作現(xiàn)場環(huán)境惡劣所形成的外界干擾；必須有所防范，有所保障。車輛廂（箱）體鋼板的厚度；邊側(cè)為5毫米、底與蓋為3毫米。采用如此厚度的鋼板一方面是車廂（箱）強度的需要，另一個考慮就是防止外界的強電磁干擾。用于無線發(fā)射與接收的模塊，都采取單獨供電方式。易產(chǎn)生大電流、壓降的電器件與其他需要穩(wěn)流、穩(wěn)壓的電器件分開供電。在廂（箱）內(nèi)部；高頻電器件與產(chǎn)生電磁脈沖的電器件之間再進一步作屏蔽處理。

本發(fā)明基于光纖線纜有線通迅與無線遙控混合的工業(yè)自動化控制系統(tǒng)，基于光纖線纜與無線收發(fā)混合傳輸?shù)囊曨l監(jiān)控系統(tǒng)，兩類傳輸信號的上傳下達實現(xiàn)了機器人的各項功能，執(zhí)行著機器人工作站的所有任務(wù)。在便攜式后置控制平臺，設(shè)有一臺上位計算機（工控機）其顯示屏可以顯示前方機器人車輛的相關(guān)信息。操控人員手持手掌式操縱器，不斷地給上位計算機發(fā)出遙控指令。上位計算機與母車隨車攜帶的可編程控制器PLC之間，控制信號與數(shù)據(jù)信號的傳輸是雙工的。是通過連接兩端的485通訊模塊，再連接兩端的光端機，又經(jīng)由光纖線纜溝通的。上位計算機與母車攜帶的智能圖像處理器之間的視頻信號，也是通過連接兩端的光端機傳送的。工業(yè)程序器PLC接收上位計算機指令，在其輸出端（Y）口中、輸出信號至電機驅(qū)動模塊，從而轉(zhuǎn)動電機做出各種相應(yīng)的動作。PLC信號輸入AD模塊、具有8路信號通道，可以將8種不同功能的傳感器檢測數(shù)據(jù)信號上傳。母車攜載的智能圖像處理器可以同時接入16路視頻信號，四臺子車的視頻信號由無線方式分成四個信道分別傳來。母車本身的攝像機視頻信號，采用有線方式接入。畫面的選擇、放大與縮小、多畫面的組合等編輯功能；則由PLC輸出控制信號，經(jīng)由智能圖像處理器實現(xiàn)。選擇后的畫面后傳上位計算機，在顯示屏上顯示。操控人員手持手掌式控制器，可以按壓開關(guān)隨意調(diào)看其中任何一個畫面，或者是組合畫面。