[實用新型]挖掘機器人實驗模型

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320063663.9
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN203102735U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設計）人: 王福斌;陳至坤;王文慧
• 申請（專利權）人: 河北聯(lián)合大學
• 主分類號: G09B25/02
• 分類號: G09B25/02
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所 13103
• 代理人: 張云和

本實用新型涉及機器人實驗模型，具體是一種實現(xiàn)無人視覺伺服控制的挖掘機器人實驗模型。

目前，挖掘機挖掘作業(yè)時，需要司機進行操作控制。挖掘機的工作環(huán)境一般相對惡劣，存在一定的危險性，可能危及司機的人身安全。另外，挖掘作業(yè)是一種長期重復性的工作，容易導致司機疲勞駕駛，也容易引發(fā)安全事故。挖掘機器人則可以解決前述問題，但傳統(tǒng)的機器人系統(tǒng)尚需人員視覺控制，不能完全脫離挖掘作業(yè)現(xiàn)場。

本實用新型旨在探索、解決挖掘機無人智能化挖掘作業(yè)的動作控制問題，而提供一種采用機器視覺技術識別鏟斗，判斷其相距地面的距離，為無人智能挖掘作業(yè)的研究提供平臺的挖掘機器人實驗模型。

本實用新型解決所述問題采用的技術方案是：

一種挖掘機器人實驗模型，包括挖掘機模型、攝像機、工業(yè)計算機，所述攝像機安置在挖掘機模型一側(cè)，相距挖掘機模型一定距離，可以完整地拍攝到整個挖掘機模型，在挖掘機模型上加裝有與工業(yè)計算機進行藍牙通信的單片機控制器，所述單片機控制器包括調(diào)節(jié)挖掘機模型上的機械臂位姿的直流電機驅(qū)動模塊。

進一步地，所述單片機控制器還包括藍牙模塊接線端子、電機驅(qū)動模塊接線端子、單片機、以及穩(wěn)壓電源電路。

進一步地，所述控制芯片為AT89S52，其RXD和?TXD接口連接藍牙模塊接線端子，該藍牙模塊接線端子安裝有與工業(yè)計算機的藍牙通信發(fā)送模塊進行通信的藍牙通信接收模塊；AT89S52的P2.0、P2.1接口連接電機驅(qū)動模塊接線端子，該電機驅(qū)動模塊接線端子安裝有調(diào)節(jié)挖掘機模型上的機械臂位姿的直流電機驅(qū)動模塊。

本實用新型的原理是：攝像機將采集到圖像傳輸?shù)焦I(yè)計算機中，經(jīng)機器視覺算法處理識別出鏟斗，獲得其相對地面的工作距離。然后，工業(yè)計算機通過判斷工作距離的大小，利用藍牙無線通信技術將控制指令發(fā)送給挖掘機模型的接收模塊。最后，挖掘機模型上的控制器接受到控制指令，控制直流電機驅(qū)動模塊調(diào)節(jié)挖掘機模型機械臂的位姿，實現(xiàn)無人自動化挖掘作業(yè)動作。

本實用新型的原理是：攝像機將采集到圖像傳輸?shù)焦I(yè)計算機中，經(jīng)機器視覺算法處理識別出鏟斗，獲得其相對地面的工作距離。然后，工業(yè)計算機通過判斷工作距離的大小，利用藍牙無線通信技術將控制指令發(fā)送給挖掘機模型的接收模塊。最后，挖掘機模型上的控制器接受到控制指令，控制直流電機驅(qū)動模塊調(diào)節(jié)挖掘機模型機械臂的位姿，實現(xiàn)無人自動化挖掘作業(yè)動作。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：為無人智能化挖掘作業(yè)的控制研究提供了實驗平臺，有助于開發(fā)無人視覺伺服控制的挖掘機器人產(chǎn)品。

圖1是本實用新型的系統(tǒng)框圖。

圖2是本實用新型的單片機控制器電路結(jié)構圖。

圖中：1?藍牙模塊接線端子，2?電機驅(qū)動模塊接線端子，3?AT89S52控制器，4?穩(wěn)壓電源電路。

下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，目的僅在于更好地理解本實用新型內(nèi)容。因此，所舉之例并不限制本實用新型的保護范圍。

參見圖1，挖掘機器人實驗模型由挖掘機模型、攝像機、工業(yè)計算機、單片機控制器組成，攝像機安置在挖掘機模型一側(cè)，相距挖掘機模型一定距離，可以完整地拍攝到整個挖掘機模型，在挖掘機模型上加裝有與工業(yè)計算機進行藍牙通信的單片機控制器。

參見圖2，單片機控制器由藍牙模塊接線端子1、電機驅(qū)動模塊接線端子2、控制芯片3、穩(wěn)壓電源電路4組成，控制芯片3采用AT89S52，AT89S52的RXD和?TXD接口連接藍牙模塊接線端子1，該藍牙模塊接線端子1安裝有與工業(yè)計算機的藍牙通信發(fā)送模塊進行通信的藍牙通信接收模塊；AT89S52的P20、P21接口連接電機驅(qū)動模塊接線端子2，該電機驅(qū)動模塊接線端子2安裝有調(diào)節(jié)挖掘機模型上的機械臂位姿的直流電機驅(qū)動模塊。

AT89S52控制芯片3接收到藍牙通信接受模塊傳送的控制指令，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理之后發(fā)送指令給直流電機驅(qū)動模塊，以調(diào)節(jié)挖掘機模型的機械臂的位姿，完成自主挖掘作業(yè)動作。