[發(fā)明專利]空投物體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和降落傘自動(dòng)分離控制系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610133150.9
• 申請(qǐng)日: 2016-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN105775135A
• 公開（公告）日: 2016-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高峻峣;陳垚;劉軼;張偉民;黃強(qiáng);趙靖超;趙方舟;石選陽;李鑫;陸豪健;徐喆;曹浩翔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): B64D1/02
• 分類號(hào): B64D1/02;B64D1/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明屬于機(jī)器人技術(shù)和航空航天領(lǐng)域。特別涉及到一種空投物體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和降落傘自動(dòng)分離控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

以地震救災(zāi)、核化泄漏以及特殊地區(qū)偵察等為應(yīng)用背景。由于區(qū)域內(nèi)環(huán)境未知，在預(yù)定地點(diǎn)上空將探測(cè)機(jī)器人準(zhǔn)確無誤地投放于預(yù)定地點(diǎn)用于信息采集工作，在上述情況下，為了能夠及時(shí)、有效、可靠的獲取災(zāi)難后的環(huán)境信息，需要拋投多個(gè)探測(cè)機(jī)器人，所以要求該系統(tǒng)能夠分別實(shí)現(xiàn)為每個(gè)機(jī)器人脫傘的功能。

為了實(shí)現(xiàn)上述功能，便于安置在機(jī)器人上且裝入拋投倉內(nèi)，需要設(shè)計(jì)一種體積小巧的脫傘裝置，這種裝置能夠?qū)μ綔y(cè)機(jī)器人降落過程進(jìn)行完整地識(shí)別，在判斷出機(jī)器人著陸后，啟動(dòng)電機(jī)拖動(dòng)相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)為探測(cè)機(jī)器人脫傘的任務(wù)目標(biāo)，使機(jī)器人能夠順利地進(jìn)行探測(cè)任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明在于提供了一種模塊化的空投物體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和降落傘自動(dòng)分離控制系統(tǒng)，給出了一種簡(jiǎn)單易用的實(shí)施方案。本發(fā)明采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。

一種空投物體的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和降落傘自動(dòng)分離控制系統(tǒng)。其中所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)負(fù)責(zé)加速度數(shù)據(jù)的采集和向計(jì)算機(jī)終端的傳輸，然后在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的這種輔助下，可以通過實(shí)驗(yàn)為脫傘控制系統(tǒng)設(shè)定合理的加速度閾值，之后在一個(gè)脫傘智能控制算法的控制下，降落傘分離控制系統(tǒng)完成機(jī)器人降落過程的識(shí)別，進(jìn)而在判定機(jī)器人著陸后啟動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)脫傘。

根據(jù)以上技術(shù)方案所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，由一個(gè)數(shù)據(jù)采集算法程序來協(xié)調(diào)運(yùn)作加速度傳感器與zigbee模塊的功能，其中，加速度傳感器可對(duì)機(jī)器人在降落過程中的加速度值進(jìn)行有效地實(shí)時(shí)采集；兩個(gè)zigbee模塊，一個(gè)位于數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)上負(fù)責(zé)發(fā)送，一個(gè)與計(jì)算機(jī)終端相連負(fù)責(zé)接收。

根據(jù)以上技術(shù)方案所述降落傘自動(dòng)分離控制系統(tǒng)，依靠該脫傘控制算法可完整識(shí)別機(jī)器人的降落過程，并且依靠其內(nèi)置的看門狗機(jī)制，使當(dāng)算法失效時(shí)，比如機(jī)器人著陸在沒有沖擊的軟質(zhì)地面時(shí)，仍可實(shí)現(xiàn)脫傘，而且該算法可靈活設(shè)置控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間，這使其可適應(yīng)不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)。其中，由單片機(jī)最小系統(tǒng)利用加速度傳感器檢測(cè)到的加速度值進(jìn)行機(jī)器人降落過程的識(shí)別，判斷出脫傘的時(shí)機(jī)后向控制電路發(fā)出信號(hào)以驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行脫傘，使控制具備實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確等特點(diǎn)。

本發(fā)明的有益效果為：

1.數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由一個(gè)數(shù)據(jù)采集算法程序來協(xié)調(diào)運(yùn)作，可以以ascii碼的形式顯示出X、Y、Z三軸的加速度值，甚至是三軸的矢量和的值，為分析加速度變化的規(guī)律提供了有力的保障；

2.降落傘自動(dòng)分離控制系統(tǒng)依靠一個(gè)脫傘智能控制算法可完整識(shí)別機(jī)器人的降落過程，保證脫傘時(shí)機(jī)的可靠性；

3.脫傘智能控制算法中可靈活地使用X、Y、Z三軸以及三軸矢量和的加速度值，為降落傘自動(dòng)分離控制系統(tǒng)準(zhǔn)確識(shí)別降落過程提供了有力保障；

4.算法中內(nèi)置的看門狗機(jī)制，使當(dāng)算法失效時(shí)，仍可實(shí)現(xiàn)脫傘；

5.該算法可靈活設(shè)置控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)間，這使該降落傘分離控制系統(tǒng)可適應(yīng)不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)。

附圖說明

圖1是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的連接示意圖

圖2是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

圖3是拋投機(jī)器人時(shí)的Z、X、Y(從上至下)3軸方向加速度變化曲線

圖4是降落傘分離控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖

圖5是降落傘分離控制系統(tǒng)的連接示意圖

附圖1和圖5中補(bǔ)充說明如下：

其中⑴是一個(gè)大功率二極管，此處是將6V電壓降低到可以安全的給MCU和傳感器供電；⑶是達(dá)林頓管，此處用作開關(guān)管；電機(jī)兩端并聯(lián)一續(xù)流二極管⑵，用以保護(hù)整個(gè)控制電路；ADXL345模塊采用I²C模式與單片機(jī)進(jìn)行通信，單片機(jī)上PIN①和PIN②可由程序指定；單片機(jī)上PIN③和PIN④兩個(gè)引腳用來發(fā)出控制信號(hào)，其設(shè)置可由程序指定；M為電機(jī)。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖3對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做進(jìn)一步說明。