[實用新型]一種進行復雜環境探測的機器系統

有效

• 申請號: 201420819230.6
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN204331465U
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 發明（設計）人: 盧曉;王海霞;陳婧;吳帆;李玉霞;樊炳輝;欒賽;程晟;劉詩;慕文靜
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 王連君

技術領域

本實用新型屬于探測機器技術領域，涉及一種可遠程控制的救援機器人，特別是一種進行復雜環境探測的機器系統。

背景技術

我國是世界上自然災害頻繁發生的國家之一。地震，火災，以及各種人為事故，如石油泄漏，管道爆炸等時有發生，嚴重危害了人們日常的生產與生活。尤其是在最近的幾年中，我國多災并發，各種災害接踵而至，強度大，范圍廣，傷亡重，損失大，給國家和人民帶了無法挽回的巨大損失。目前，各種災害中，僅依靠現有設備和技術裝備已經遠遠落后，緊急救援工作急不可待。由于災害過后，現場情況復雜，救援人員受到有害物、灰塵、一氧化碳等有害氣體的侵害而很難進入現場進行救援工作，此外，廢墟中復雜的地形和所形成的狹小空間也使得救援人員無法進入。對于環境探測，尤其是在事故中的環境探測對于救援工作能起到很大的作用。如使用工控機作為其機器人載體核心控制系統，雖然可以在惡劣的環境中使用，但是其數據安全性低，存儲選擇性小，且價格較高，使得其使用價值降低，還有待進一步的發展。

通過大量調研我們了解到現有的探測機器人在功能上存在以下不足：

1.有害氣體、溫度、濕度等傳感器采集事故現場的信息很難傳送到非事故地帶，對進行人員救援造成極大的不便。例如：ZL：20100514583.1是用光纖通訊，雖然速度很快，但是對于傳輸距離有著一定的限制，這樣對于一些特殊場合如井下，或者有大量有害氣體以及其他人員不能靠近的情況下，光纖通訊是有一定的缺陷存在的。

2.很多救援機器人自身越障能力有限，導致對救援環境的地理環境也有很多的要求，在實地探測的實用性不高。例如：ZL：201210011981.0具有無線控制機器人的功能，但是對于機器人的移動避障和越障有所欠缺，這就致使機器人的應用范圍和環境有了很大的局限性。

3.在現有的探測機器人中，雖然大多能得到準確的探測數據，但是由于無法確定機器人的位置，使救援工作增添了很大的難度。例如：ZL：201310247123.0具有傳遞災難現場的視頻信息和語音信息的功能，讓我們能清楚了解災難現場的狀況，但是由于其沒有定位功能，致使我們在開展救援時無法確定具體的方位，不能提升救援速度。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種越障能力強、遠距離信息無線傳輸、定位準確，其實現有效救援的進行復雜環境探測的機器系統。

本實用新型的目的可通過下列技術方案來實現：一種進行復雜環境探測的機器系統，包括行走機器人，所述行走機器人由后臺服務器遠程控制，其特征在于，所述行走機器人包括下箱體與上箱體，所述下箱體的兩側設置履帶車輪組，所述履帶車輪組的前端設置前擺臂，所述下箱體內設置蓄電池、越障電機和驅動桿，所述越障電機連接驅動桿，所述驅動桿的端部伸出下箱體連接上述前擺臂，所述上箱體上鉸接有攝像頭和機械手臂，所述上箱體內設置控制主板和感測器組件，所述攝像頭、機械手臂、履帶車輪組、越障電機和感測器組件均通過電路連接控制主板，所述控制主板上設置用于聯系后臺服務器的信號收發器，所述蓄電池通過電路連接履帶車輪組、越障電機、攝像頭、機械手臂和感測器組件。

本進行復雜環境探測的機器系統采用主從式控制方式，即后臺服務器的控制端(PC機)發出命令，通過無線通信傳輸給控制主板(ARM)，中央處理單元帶動電機驅動，傳感器模塊開始工作，利用之前編寫好的程序，定時向外發送行走機器人移動的距離和航向信息。各路傳感器采集到的信息通過無線方式傳遞，最終顯示在后臺服務器上，以達到使非現場的工作人員掌握現場的信息。同時通過后臺服務器的操作，控制行走電機前進、后退、左右轉及越障動作，還可控制機械手臂進行抓取、搬移等動作。

在上述的進行復雜環境探測的機器系統中，所述感測器組件包括酒精傳感器、CO傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、液化氣傳感器、有害氣體傳感器、煙霧氣敏傳感器和超聲波傳感器。感測器組件中的各項傳感器呈一字排開。

在上述的進行復雜環境探測的機器系統中，所述履帶車輪組包括位于下箱體內的行走電機，所述行走電機驅動連接行走輪組，所述行走輪組的外周套接履帶，所述行走電機通過電路連接上述控制主板和蓄電池。

在上述的進行復雜環境探測的機器系統中，所述上箱體上設置手臂鉸接座，所述機械手臂包括第一臂桿、第二臂桿和機械爪，所述第一臂桿的底端鉸接在手臂鉸接座上，所述第一臂桿的頂端與第二臂桿的底端相鉸接，所述機械爪位于第二臂桿的頂端上。通過多根桿體的鉸接，進而實現伸展、彎折等動作，以提升機械手臂的靈活性，完成抓取、移放等操作。