[實用新型]安防機器人手臂及其控制系統

有效

• 申請號: 201520020812.2
• 申請日: 2015-01-13
• 公開（公告）號: CN204525514U
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發明（設計）人: 王寶磊;張敬良;肖勇;董勤波;房學焜;李祥輝;賈慶偉;李丹
• 申請（專利權）人: 寧波韋爾德斯凱勒智能科技有限公司
• 主分類號: B25J18/00
• 分類號: B25J18/00;B25J9/18
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 王明超

技術領域

本實用新型屬于安防機器人技術領域，具體涉及一種安防機器人手臂及其控制系統。

背景技術

在安防機器人技術領域，已有的安防機器人類型基本上可以分為兩類，一類是監控型安防機器人，一類是攻擊型安防機器人。第一類安防機器人，即監控型安防機器人主要實現功能為安防機器人任務區域的環境監控、聯網報警等功能，而不具有任何的自衛功能以及其他的安防功能，這種安防機器人設計簡單，主要應用在安防智能型要求不高的場合，往往需要機器人通過聯網技術通知相關人員才能人機協同完成相關任務，該過程中，機器人完成的僅僅是一種簡單的監控、報警判斷、聯網報警功能。第二類安防機器人，即攻擊型安防機器人帶有一定的攻擊功能，這種安防機器人主要應用在反恐、軍事、航空等特殊境況，該類機器人往往配有槍械、刀具、麻醉藥品等管制器材，該類器材的使用需要相關法律方面的特殊審批，難以在民用領域展開使用，另一方面安防機器人的觸發靈敏度和誤觸發率是一種矛盾，提高安防機器人觸發靈敏度就必然會同時提高了安防機器人的誤觸發率，因此槍械、刀具等在民用安防機器人上使用存在一定的危險，并且，安防機器人一旦裝配上述器材被潛在的非法使用后社會危害是非常嚴重的。

監控性安防機器人在功能設計時目的僅僅是監視環境，然后在有異常的情況下進行聯網報警，而不做任何其他處理，因而這類機器人功能單一，不能適應復雜的安防任務。攻擊型安防機器人需要裝配槍械、刀具等具有攻擊型器械，會出現法律審批、有悖倫理道德、潛在危險程度高、采購渠道負責等問題，因而這類機器人位于法律與道德的邊界，難以審批實施；潛在的危險程度高；組成部件為管制器械，采購復雜，成本相對較高。已有的機器人目前大部分機械臂為保證機械強度要求而采用金屬(如鑄鐵、鋁合金、鋁材等)作為制作機械臂的材料，這樣子就增加了機械臂的重量，進而會對其電機運動系統和控制反饋系統提出較高的要求，使得系統復雜性增加，成本提高，普通機械臂重量大，需要配備大扭矩的直流電機以及編碼器反饋系統，設計相對復雜。

發明內容

針對上述現有技術存在的不足，本實用新型的目的在于設計一種低成本、高性能的安防機器人手臂及其運動控制系統，其具有智能程度高、設計簡單、成本低廉、手臂本體重量輕等特點。

為了實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案是：

一種安防機器人手臂，包括機器人本體和手臂本體，手臂本體通過旋轉軸關節轉動連接于機器人本體上，機器人本體設有用于驅動手臂本體打開或閉合的手臂運動電機，機器人本體設置有用于將低壓電轉化為高電壓脈沖的高電壓觸發模塊，手臂本體上掛設有與該高電壓觸發模塊電連接的放電垂條。

其中，所述旋轉軸關節包括固定部和可動部，固定部通過同步帶與該手臂運動電機傳動連接，可動部與手臂本體連接。所述手臂運動電機為蝸輪蝸桿電機，所述同步帶上設有擋片，機器人本體設有與該擋片配合使用的限位開關，該限位開關為光電式限位開關。

其中，手臂本體為碳纖維材質制成的中空內凹式結構，所述放電垂條的端部與手臂本體轉動連接。所述放電垂條采用兩兩成對設置的垂條對，垂條對的末端設有用于防止兩相鄰垂條對接觸的保護套。

進一步的方案，所述高電壓觸發模塊包括供電模塊、繼電器和脈沖高壓發生模塊，供電模塊通過繼電器向脈沖高壓發生模塊供電，繼電器還設有用于接收觸發信號的信號輸入端，繼電器通過該信號輸入端所接收到的觸發信號以控制其啟閉，脈沖高壓發生模塊包括自激振蕩電路、倍壓整流電路、功率放大電路和變壓電路，脈沖高壓發生模塊用于將供電模塊供給的低壓電轉變為高電壓脈沖并輸出至所述放電垂條進行尖端放電。

一種前述安防機器人手臂的控制系統，還包括上位機控制器部分和下位機控制器部分，上位機控制器部分用于向下位機控制器部分發送控制指令，下位機控制器部分與執行部件相連，所述上位控制器部分包括外部交互模塊、控制指令產生模塊和異常情況電機保護模塊，所述下位控制器部分包括指令類型判斷模塊、PWM生成模塊、電擊器控制信號模塊和限位開關檢測信號模塊，外部交互模塊與控制指令產生模塊相連，限位開關檢測信號模塊分別與異常情況電機保護模塊和控制指令產生模塊連接，控制指令產生模塊與指令類型判斷模塊連接，指令類型判斷模塊分別與PWM生成模塊和電擊器控制信號模塊連接。

進一步的方案，所述電擊器控制信號模塊與所述高電壓觸發模塊連接，該電擊器控制信號模塊用于產生間歇性觸發信號并將該信號傳送至該高電壓觸發模塊。

采用上述技術方案后，本實用新型和現有技術相比所具有的優點是：