一種偵查機器人及其控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種偵查機器人及其控制系統(tǒng)，涉及機器人領(lǐng)域。其特征在于，它包括：行動輪和行動輪，所述行動輪通過輪軸連接于機器人主體；所述行動輪通過輪軸連接于機器人主體；所述機器人主體內(nèi)部設(shè)有電機，所述電機通過所述輪軸帶動行動輪轉(zhuǎn)動，所述電機通過輪軸帶動行動輪轉(zhuǎn)動；所述機器人主體前方設(shè)有攝影裝置；所述機器人主體內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動攝影裝置和電機的控制系統(tǒng)。所述控制系統(tǒng)包括：無線傳輸單元、平衡單元、中央控制單元、運動單元、動力單元和視頻監(jiān)測單元和控制終端。本發(fā)明提供了一種偵查機器人及其控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有平衡算法簡單、自身具備應(yīng)急能力以及設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉等優(yōu)點。
【專利說明】
一種偵查機器人及其控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及機器人領(lǐng)域，特別涉及一種偵查機器人及其控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]機器人技術(shù)作為未來科技的一大發(fā)展方向，具有很強的應(yīng)用前景。在機器人領(lǐng)域，一般將機器人分為工業(yè)機器人和特種機器人。其中，工業(yè)機器人一般用于工業(yè)控制領(lǐng)域，而特種機器人則由于可以根據(jù)實際需要不斷完善，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，更加受到人們的關(guān)注。
[0003]偵查機器人作為特種機器人的一種，在軍用領(lǐng)域和民用領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，除了在軍事作戰(zhàn)、地址勘探作業(yè)以外，在自然災(zāi)害營救、密閉空間偵查等領(lǐng)域也有很強的應(yīng)用前景。
[0004]現(xiàn)有的偵查機器人，大都采用復(fù)雜的平衡算法和精密的機器人制造，制作成本高昂、控制設(shè)備復(fù)雜，不易于大規(guī)模推廣使用。且由于平衡算法的復(fù)雜性，在實際過程中，往往會導(dǎo)致很多不可預(yù)見的問題出現(xiàn)。除此之外，機器人的控制大都依賴認(rèn)為操作，機器人缺乏必要的應(yīng)對緊急情況的設(shè)定，導(dǎo)致一些認(rèn)為失誤造成機器人設(shè)備的損壞。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于此，本發(fā)明提供了一種偵查機器人及其控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有平衡算法簡單、自身具備應(yīng)急能力以及設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉等優(yōu)點。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
一種偵查機器人，其特征在于，它包括:行動輪I和行動輪4，所述行動輪I通過輪軸6連接于機器人主體2;所述行動輪4通過輪軸5連接于機器人主體2;所述機器人主體2內(nèi)部設(shè)有電機，所述電機通過所述輪軸5帶動行動輪4轉(zhuǎn)動，所述電機通過輪軸5帶動行動輪I轉(zhuǎn)動;所述機器人主體2前方設(shè)有攝影裝置2;所述機器人主體2內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動攝影裝置3和電機的控制系統(tǒng)。
[0007]所述控制系統(tǒng)包括:無線傳輸單元、平衡單元、中央控制單元、運動單元、動力單元、視頻監(jiān)測單元和控制終端;所述控制終端包括:終端傳輸單元、終端控制器和終端處理器；
所述中央控制單元，分別信號連接于無線傳輸單元、平衡單元、視頻監(jiān)測單元、動力單元和滾輪控制單元，用于根據(jù)控制終端發(fā)送過來的控制命令控制機器人中其他單元的運行，以及將機器人的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后經(jīng)無線傳輸單元發(fā)送至控制終端；
所述終端處理器分別信號連接于終端傳輸單元和終端控制器，用于對終端控制器發(fā)送過來的控制命令進(jìn)行處理經(jīng)終端傳輸單元發(fā)送回機器人，以及接收來自機器人發(fā)送回來的機器人的運行數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后發(fā)送至終端控制器。
[0008]所述運動單元包括:運動裝置和運動控制器;所述運動裝置信號連接于運動控制器，用于根據(jù)運動控制器的控制，帶動機器人移動;所述運動控制器分別信號連接于中央控制單元和運動裝置，用于根據(jù)中央控制單元的控制命令對運動裝置的運行進(jìn)行控制。
[0009]所述動力單元包括:能源單元和能源管理單元;所述能源單元信號連接于能源管理單元，用于給機器人提供運行的動力;所述能源管理單元，分別信號連接于中央控制單元和能源單元，用于實時監(jiān)測能源單元的狀態(tài)，獲取能源單元的參數(shù)，將獲取到的狀態(tài)信息和參數(shù)信息發(fā)送至中央控制單元。
[0010]所述視頻監(jiān)測單元包括:攝像機和攝像機控制器;所述攝像機信號連接于攝像機控制器，用于獲取機器人所述環(huán)境的圖像信息;所述攝像機控制器，分別信號連接于中央控制單元和能源單元，用于根據(jù)中央控制單元發(fā)送過來的控制命令控制攝像機的運行狀態(tài)。
[0011]所述平衡單元包括:角度傳感器、重力傳感器和平衡處理器;所述平衡處理器分別信號連接于角度傳感器、重力傳感器和中央處理單元，用于根據(jù)角度傳感器發(fā)送過來的角度信息和重力傳感器發(fā)送過來的重力信息采用預(yù)設(shè)的平衡算法進(jìn)行平衡計算，根據(jù)計算結(jié)果判定是否應(yīng)該發(fā)送控制命令至中央處理單元，進(jìn)而對機器人進(jìn)行緊急制動。
[0012]所述平衡處理器采用的平衡方法包括以下步驟:
步驟1:實時獲取角度傳感器監(jiān)測到的角度參數(shù)和重力傳感器監(jiān)測到的重力參數(shù)；
步驟2:設(shè)定三個角度參數(shù)的權(quán)重值分別為P、Q、R，設(shè)定三個重力參數(shù)的權(quán)重值為J、K、
L；
步驟3:設(shè)定兩個角度閾值為S和D ；設(shè)定兩個重力閾值為H和N；
步驟4:當(dāng)測定的角度參數(shù)小于S時，將角度參數(shù)與P相乘得到判定值；當(dāng)測定的角度參數(shù)介于S和D之間時，將角度參數(shù)與Q相乘得到判定值；當(dāng)測定的角度參數(shù)大于D時，將角度參數(shù)與R相乘得到判定值；
步驟5:當(dāng)測定的重力參數(shù)小于H時，將重力參數(shù)與J相乘得到判定值；當(dāng)測定的重力參數(shù)介于H和N之間時，將重力參數(shù)與K相乘得到重力判定值Y;當(dāng)測定的重力參數(shù)大于N時，將重力參數(shù)與L相乘得到重力判定值G;
步驟6:設(shè)定兩個角度判定閾值分別為C和V、設(shè)定兩個重力判定閾值為Z和B;
步驟7:當(dāng)角度判定值Y小于C和重力判定值小于Z時，平衡處理器不發(fā)送信號至中央控制單元；當(dāng)角度判定值Y介于C和V之間或重力判定值介于Z和B之間時，平衡處理器發(fā)送警告信號至中央控制單元；當(dāng)角度判定值大于V或重力判定值大于B時，發(fā)送緊急制動信號至中央處理單元。
[0013]所述終端傳輸單元分別信號連接于終端處理器和無線傳輸單元，用于接收來自無線傳輸單元的數(shù)據(jù)信息，將接收到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至終端處理器;所述終端處理器分別信號連接于無線傳輸單元和終端控制器，用于處理來自無線傳輸單元發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息，將處理后的結(jié)果發(fā)送至終端控制器;所述終端控制器信號連接于終端處理器，用于發(fā)出控制命令，控制機器人的運行，以及顯示機器人采集的到的視頻圖像信息。
[0014]所述終端控制器上安裝有報警裝置，與終端控制器信號連接，用于當(dāng)終端控制器接收到來自平衡處理器發(fā)送的警告信號，發(fā)出報警聲音，提醒操控者進(jìn)行相應(yīng)控制以保證機器人的平衡。
[0015]采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明產(chǎn)生了以下有益效果:
1、造價低廉:本發(fā)明中的機器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，宏觀上只由控制終端和機器人組成，控制終端通過無線技術(shù)操控機器人。其中，控制終端甚至可以由手機和安裝于手機上的控制程序組成，機器人內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，各個單元模塊間可以實現(xiàn)分離，各個單元實現(xiàn)規(guī)?；慨a(chǎn)，到必要時刻再進(jìn)行組裝。通過這種方式，大大降低了機器人的制造成本。
[0016]2、自身具備應(yīng)急處理能力:傳統(tǒng)的偵查機器人大都依賴操控人員進(jìn)行控制，在一些極端情況下，缺乏自身的應(yīng)急處理能力。而在實際情況中，操控人員難免會發(fā)生一些操控失誤，此時極有可能導(dǎo)致機器人設(shè)備的損壞，造成不必要的損失，而本發(fā)明的系統(tǒng)中，機器人內(nèi)部的平衡處理器可以實時監(jiān)測機器人的運行狀況，當(dāng)實際運行狀態(tài)超過了臨界值，將會對機器人實現(xiàn)緊急制動，避免了因為突發(fā)情況導(dǎo)致的機器人損壞。
[0017]3、平衡算法簡單:本發(fā)明采用的平衡算法極其簡單，只采用了簡單判定算法，這樣的算法可以使得技術(shù)人員便于理解機器人，也可以針對實際情況輕松的對整體的平衡算法進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，使得機器人更能應(yīng)對實際突發(fā)狀況。
【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明的一種偵查機器人控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是本發(fā)明的一種偵查機器人的外部結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0020]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0021]本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0022]本發(fā)明實施例1中提供了一種偵查機器人及其控制系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示:
一種偵查機器人，其特征在于，它包括:行動輪I和行動輪4，所述行動輪I通過輪軸6連接于機器人主體2;所述行動輪4通過輪軸5連接于機器人主體2;所述機器人主體2內(nèi)部設(shè)有電機，所述電機通過所述輪軸5帶動行動輪4轉(zhuǎn)動，所述電機通過輪軸5帶動行動輪I轉(zhuǎn)動;所述機器人主體2前方設(shè)有攝影裝置2;所述機器人主體2內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動攝影裝置3和電機的控制系統(tǒng)。
[0023]所述控制系統(tǒng)包括:無線傳輸單元、平衡單元、中央控制單元、運動單元、動力單元、視頻監(jiān)測單元和控制終端;所述控制終端包括:終端傳輸單元、終端控制器和終端處理器；
所述中央控制單元，分別信號連接于無線傳輸單元、平衡單元、視頻監(jiān)測單元、動力單元和滾輪控制單元，用于根據(jù)控制終端發(fā)送過來的控制命令控制機器人中其他單元的運行，以及將機器人的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后經(jīng)無線傳輸單元發(fā)送至控制終端；
所述終端處理器分別信號連接于終端傳輸單元和終端控制器，用于對終端控制器發(fā)送過來的控制命令進(jìn)行處理經(jīng)終端傳輸單元發(fā)送回機器人，以及接收來自機器人發(fā)送回來的機器人的運行數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后發(fā)送至終端控制器。
[0024]所述運動單元包括:運動裝置和運動控制器;所述運動裝置信號連接于運動控制器，用于根據(jù)運動控制器的控制，帶動機器人移動;所述運動控制器分別信號連接于中央控制單元和運動裝置，用于根據(jù)中央控制單元的控制命令對運動裝置的運行進(jìn)行控制。
[0025]所述動力單元包括:能源單元和能源管理單元;所述能源單元信號連接于能源管理單元，用于給機器人提供運行的動力;所述能源管理單元，分別信號連接于中央控制單元和能源單元，用于實時監(jiān)測能源單元的狀態(tài)，獲取能源單元的參數(shù)，將獲取到的狀態(tài)信息和參數(shù)信息發(fā)送至中央控制單元。
[0026]所述視頻監(jiān)測單元包括:攝像機和攝像機控制器;所述攝像機信號連接于攝像機控制器，用于獲取機器人所述環(huán)境的圖像信息;所述攝像機控制器，分別信號連接于中央控制單元和能源單元，用于根據(jù)中央控制單元發(fā)送過來的控制命令控制攝像機的運行狀態(tài)。
[0027]所述平衡單元包括:角度傳感器、重力傳感器和平衡處理器;所述平衡處理器分別信號連接于角度傳感器、重力傳感器和中央處理單元，用于根據(jù)角度傳感器發(fā)送過來的角度信息和重力傳感器發(fā)送過來的重力信息采用預(yù)設(shè)的平衡算法進(jìn)行平衡計算，根據(jù)計算結(jié)果判定是否應(yīng)該發(fā)送控制命令至中央處理單元，進(jìn)而對機器人進(jìn)行緊急制動。
[0028]所述平衡處理器采用的平衡方法包括以下步驟:
步驟1:實時獲取角度傳感器監(jiān)測到的角度參數(shù)和重力傳感器監(jiān)測到的重力參數(shù)；
步驟2:設(shè)定三個角度參數(shù)的權(quán)重值分別為P、Q、R，設(shè)定三個重力參數(shù)的權(quán)重值為J、K、
L；
步驟3:設(shè)定兩個角度閾值為S和D ；設(shè)定兩個重力閾值為H和N；
步驟4:當(dāng)測定的角度參數(shù)小于S時，將角度參數(shù)與P相乘得到判定值；當(dāng)測定的角度參數(shù)介于S和D之間時，將角度參數(shù)與Q相乘得到判定值；當(dāng)測定的角度參數(shù)大于D時，將角度參數(shù)與R相乘得到判定值；
步驟5:當(dāng)測定的重力參數(shù)小于H時，將重力參數(shù)與J相乘得到判定值；當(dāng)測定的重力參數(shù)介于H和N之間時，將重力參數(shù)與K相乘得到重力判定值Y;當(dāng)測定的重力參數(shù)大于N時，將重力參數(shù)與L相乘得到重力判定值G;
步驟6:設(shè)定兩個角度判定閾值分別為C和V、設(shè)定兩個重力判定閾值為Z和B;
步驟7:當(dāng)角度判定值Y小于C和重力判定值小于Z時，平衡處理器不發(fā)送信號至中央控制單元；當(dāng)角度判定值Y介于C和V之間或重力判定值介于Z和B之間時，平衡處理器發(fā)送警告信號至中央控制單元；當(dāng)角度判定值大于V或重力判定值大于B時，發(fā)送緊急制動信號至中央處理單元。
[0029]所述終端傳輸單元分別信號連接于終端處理器和無線傳輸單元，用于接收來自無線傳輸單元的數(shù)據(jù)信息，將接收到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至終端處理器;所述終端處理器分別信號連接于無線傳輸單元和終端控制器，用于處理來自無線傳輸單元發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息，將處理后的結(jié)果發(fā)送至終端控制器;所述終端控制器信號連接于終端處理器，用于發(fā)出控制命令，控制機器人的運行，以及顯示機器人采集的到的視頻圖像信息。
[0030]所述終端控制器上安裝有報警裝置，與終端控制器信號連接，用于當(dāng)終端控制器接收到來自平衡處理器發(fā)送的警告信號，發(fā)出報警聲音，提醒操控者進(jìn)行相應(yīng)控制以保證機器人的平衡。
[0031]所述角度傳感器測定的角度參數(shù)實際含義為:實際機器人的角度值與標(biāo)準(zhǔn)重力值之間的差值;所屬重力傳感器測定的重力參數(shù)實際含義為:實際機器人的重力值和標(biāo)準(zhǔn)重力值之間的差值。
[0032]本發(fā)明實施例2中提供了一種偵查機器人及其控制系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示: 一種偵查機器人，其特征在于，它包括:行動輪I和行動輪4，所述行動輪I通過輪軸6連接于機器人主體2;所述行動輪4通過輪軸5連接于機器人主體2;所述機器人主體2內(nèi)部設(shè)有電機，所述電機通過所述輪軸5帶動行動輪4轉(zhuǎn)動，所述電機通過輪軸5帶動行動輪I轉(zhuǎn)動;所述機器人主體2前方設(shè)有攝影裝置2;所述機器人主體2內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動攝影裝置3和電機的控制系統(tǒng)。
[0033]技術(shù)人員采用手機作為控制終端，手機上安裝的APP控制軟件對機器人進(jìn)行操控。
[0034]手機處理器對應(yīng)于控制終端上的終端處理器;手機無線wifi模塊對應(yīng)于控制終端上的終端傳輸單元;手機上的手機APP控制軟件對應(yīng)于終端控制器
系統(tǒng)還包含以下功能單元:無線傳輸單元、平衡單元、中央控制單元、運動單元、動力單元和視頻監(jiān)測單元；
所述中央控制單元，分別信號連接于無線傳輸單元、平衡單元、視頻監(jiān)測單元、動力單元和滾輪控制單元，用于根據(jù)控制終端發(fā)送過來的控制命令控制機器人中其他單元的運行，以及將機器人的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后經(jīng)無線傳輸單元發(fā)送至控制終端；
所述終端處理器分別信號連接于終端傳輸單元和終端控制器，用于對終端控制器發(fā)送過來的控制命令進(jìn)行處理經(jīng)終端傳輸單元發(fā)送回機器人，以及接收來自機器人發(fā)送回來的機器人的運行數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后發(fā)送至終端控制器。
[0035]所述運動單元包括:運動裝置和運動控制器;所述運動裝置信號連接于運動控制器，用于根據(jù)運動控制器的控制，帶動機器人移動;所述運動控制器分別信號連接于中央控制單元和運動裝置，用于根據(jù)中央控制單元的控制命令對運動裝置的運行進(jìn)行控制。
[0036]所述動力單元包括:能源單元和能源管理單元;所述能源單元信號連接于能源管理單元，用于給機器人提供運行的動力;所述能源管理單元，分別信號連接于中央控制單元和能源單元，用于實時監(jiān)測能源單元的狀態(tài)，獲取能源單元的參數(shù)，將獲取到的狀態(tài)信息和參數(shù)信息發(fā)送至中央控制單元。
[0037]所述視頻監(jiān)測單元包括:攝像機和攝像機控制器;所述攝像機信號連接于攝像機控制器，用于獲取機器人所述環(huán)境的圖像信息;所述攝像機控制器，分別信號連接于中央控制單元和能源單元，用于根據(jù)中央控制單元發(fā)送過來的控制命令控制攝像機的運行狀態(tài)。
[0038]所述平衡單元包括:角度傳感器、重力傳感器和平衡處理器;所述平衡處理器分別信號連接于角度傳感器、重力傳感器和中央處理單元，用于根據(jù)角度傳感器發(fā)送過來的角度信息和重力傳感器發(fā)送過來的重力信息采用預(yù)設(shè)的平衡算法進(jìn)行平衡計算，根據(jù)計算結(jié)果判定是否應(yīng)該發(fā)送控制命令至中央處理單元，進(jìn)而對機器人進(jìn)行緊急制動。
[0039]在實際運行情況中，機器人通過以下步驟維持機器人的平衡:
步驟1:實時獲取角度傳感器監(jiān)測到的角度參數(shù)和重力傳感器監(jiān)測到的重力參數(shù)；
步驟2:在平衡處理器中設(shè)定三個角度參數(shù)的權(quán)重值分別為0.5、1.2、3.5，設(shè)定三個重力參數(shù)的權(quán)重值為0.8、1.5、6.0;
步驟3:設(shè)定兩個角度閾值為20和40 ；設(shè)定兩個重力閾值為30和60 ；
步驟4:當(dāng)測定的角度參數(shù)為15小于20時，將角度參數(shù)與0.5相乘得到判定值;當(dāng)測定的角度參數(shù)位30介于20和40之間時，將角度參數(shù)與1.2相乘得到判定值；當(dāng)測定的角度參數(shù)位60大于40時，將角度參數(shù)與3.5相乘得到判定值；
步驟5:當(dāng)測定的重力參數(shù)為25小于30時，將重力參數(shù)與0.8相乘得到判定值;當(dāng)測定的重力參數(shù)位40介于30和60之間時，將重力參數(shù)與1.5相乘得到重力判定值；當(dāng)測定的重力參數(shù)位80大于60時，將重力參數(shù)與6.0相乘得到重力判定值；
步驟6:設(shè)定兩個角度判定閾值分別為30和150、設(shè)定兩個重力判定閾值為50和300;步驟7:當(dāng)角度判定值小于30和重力判定值小于50時，平衡處理器不發(fā)送信號至中央控制單元；當(dāng)角度判定值介于30和150之間或重力判定值介于50和300之間時，平衡處理器發(fā)送警告信號至中央控制單元；當(dāng)角度判定值大于150或重力判定值大于300時，發(fā)送緊急制動信號至中央處理單元。
[0040]所述終端傳輸單元分別信號連接于終端處理器和無線傳輸單元，用于接收來自無線傳輸單元的數(shù)據(jù)信息，將接收到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至終端處理器;所述終端處理器分別信號連接于無線傳輸單元和終端控制器，用于處理來自無線傳輸單元發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息，將處理后的結(jié)果發(fā)送至終端控制器;所述終端控制器信號連接于終端處理器，用于發(fā)出控制命令，控制機器人的運行，以及顯示機器人采集的到的視頻圖像信息。
[0041]所述終端控制器上安裝有報警裝置，與終端控制器信號連接，用于當(dāng)終端控制器接收到來自平衡處理器發(fā)送的警告信號，發(fā)出報警聲音，提醒操控者進(jìn)行相應(yīng)控制以保證機器人的平衡。
[0042]所述角度傳感器測定的角度參數(shù)實際含義為:實際機器人的角度值與標(biāo)準(zhǔn)重力值之間的差值;所屬重力傳感器測定的重力參數(shù)實際含義為:實際機器人的重力值和標(biāo)準(zhǔn)重力值之間的差值。
[0043]本發(fā)明實施例3中提供了一種偵查機器人及其系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示:
一種偵查機器人，其特征在于，它包括:行動輪I和行動輪4，所述行動輪I通過輪軸6連接于機器人主體2;所述行動輪4通過輪軸5連接于機器人主體2;所述機器人主體2內(nèi)部設(shè)有電機，所述電機通過所述輪軸5帶動行動輪4轉(zhuǎn)動，所述電機通過輪軸5帶動行動輪I轉(zhuǎn)動;所述機器人主體2前方設(shè)有攝影裝置2;所述機器人主體2內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動攝影裝置3和電機的控制系統(tǒng)。
[0044]所述控制系統(tǒng)包括:無線傳輸單元、平衡單元、中央控制單元、運動單元、動力單元和視頻監(jiān)測單元和控制終端;所述控制終端包括:終端傳輸單元、終端控制器和終端處理器；
所述中央控制單元，分別信號連接于無線傳輸單元、平衡單元、視頻監(jiān)測單元、動力單元和滾輪控制單元，用于根據(jù)控制終端發(fā)送過來的控制命令控制機器人中其他單元的運行，以及將機器人的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后經(jīng)無線傳輸單元發(fā)送至控制終端；
所述終端處理器分別信號連接于終端傳輸單元和終端控制器，用于對終端控制器發(fā)送過來的控制命令進(jìn)行處理經(jīng)終端傳輸單元發(fā)送回機器人，以及接收來自機器人發(fā)送回來的機器人的運行數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后發(fā)送至終端控制器。
[0045]所述運動單元包括:運動裝置和運動控制器;所述運動裝置信號連接于運動控制器，用于根據(jù)運動控制器的控制，帶動機器人移動;所述運動控制器分別信號連接于中央控制單元和運動裝置，用于根據(jù)中央控制單元的控制命令對運動裝置的運行進(jìn)行控制。
[0046]所述動力單元包括:能源單元和能源管理單元;所述能源單元信號連接于能源管理單元，用于給機器人提供運行的動力;所述能源管理單元，分別信號連接于中央控制單元和能源單元，用于實時監(jiān)測能源單元的狀態(tài)，獲取能源單元的參數(shù)，將獲取到的狀態(tài)信息和參數(shù)信息發(fā)送至中央控制單元。
[0047]所述視頻監(jiān)測單元包括:攝像機和攝像機控制器;所述攝像機信號連接于攝像機控制器，用于獲取機器人所述環(huán)境的圖像信息;所述攝像機控制器，分別信號連接于中央控制單元和能源單元，用于根據(jù)中央控制單元發(fā)送過來的控制命令控制攝像機的運行狀態(tài)。
[0048]所述平衡單元包括:角度傳感器、重力傳感器和平衡處理器;所述平衡處理器分別信號連接于角度傳感器、重力傳感器和中央處理單元，用于根據(jù)角度傳感器發(fā)送過來的角度信息和重力傳感器發(fā)送過來的重力信息采用預(yù)設(shè)的平衡算法進(jìn)行平衡計算，根據(jù)計算結(jié)果判定是否應(yīng)該發(fā)送控制命令至中央處理單元，進(jìn)而對機器人進(jìn)行緊急制動。
[0049]所述平衡處理器采用的平衡方法包括以下步驟:
步驟1:實時獲取角度傳感器監(jiān)測到的角度參數(shù)和重力傳感器監(jiān)測到的重力參數(shù)；
步驟2:設(shè)定三個角度參數(shù)的權(quán)重值分別為P、Q、R，設(shè)定三個重力參數(shù)的權(quán)重值為J、K、
L；
步驟3:設(shè)定兩個角度閾值為S和D ；設(shè)定兩個重力閾值為H和N；
步驟4:當(dāng)測定的角度參數(shù)小于S時，將角度參數(shù)與P相乘得到判定值；當(dāng)測定的角度參數(shù)介于S和D之間時，將角度參數(shù)與Q相乘得到判定值；當(dāng)測定的角度參數(shù)大于D時，將角度參數(shù)與R相乘得到判定值；
步驟5:當(dāng)測定的重力參數(shù)小于H時，將重力參數(shù)與J相乘得到判定值；當(dāng)測定的重力參數(shù)介于H和N之間時，將重力參數(shù)與K相乘得到重力判定值Y;當(dāng)測定的重力參數(shù)大于N時，將重力參數(shù)與L相乘得到重力判定值G;
步驟6:設(shè)定兩個角度判定閾值分別為C和V、設(shè)定兩個重力判定閾值為Z和B;
步驟7:當(dāng)角度判定值Y小于C和重力判定值小于Z時，平衡處理器不發(fā)送信號至中央控制單元；當(dāng)角度判定值Y介于C和V之間或重力判定值介于Z和B之間時，平衡處理器發(fā)送警告信號至中央控制單元；當(dāng)角度判定值大于V或重力判定值大于B時，發(fā)送緊急制動信號至中央處理單元。
[0050]所述終端傳輸單元分別信號連接于終端處理器和無線傳輸單元，用于接收來自無線傳輸單元的數(shù)據(jù)信息，將接收到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至終端處理器;所述終端處理器分別信號連接于無線傳輸單元和終端控制器，用于處理來自無線傳輸單元發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息，將處理后的結(jié)果發(fā)送至終端控制器;所述終端控制器信號連接于終端處理器，用于發(fā)出控制命令，控制機器人的運行，以及顯示機器人采集的到的視頻圖像信息。
[0051]所述終端控制器上安裝有報警裝置，與終端控制器信號連接，用于當(dāng)終端控制器接收到來自平衡處理器發(fā)送的警告信號，發(fā)出報警聲音，提醒操控者進(jìn)行相應(yīng)控制以保證機器人的平衡。
[0052]所述角度傳感器測定的角度參數(shù)實際含義為:實際機器人的角度值與標(biāo)準(zhǔn)重力值之間的差值;所屬重力傳感器測定的重力參數(shù)實際含義為:實際機器人的重力值和標(biāo)準(zhǔn)重力值之間的差值。
[0053]由于采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明中的機器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，宏觀上只由控制終端和機器人組成，控制終端通過無線技術(shù)操控機器人。其中，控制終端甚至可以由手機和安裝于手機上的控制程序組成，機器人內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡單，各個單元模塊間可以實現(xiàn)分離，各個單元實現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)，到必要時刻再進(jìn)行組裝。通過這種方式，大大降低了機器人的制造成本。
[0054]自身具備應(yīng)急處理能力:傳統(tǒng)的偵查機器人大都依賴操控人員進(jìn)行控制，在一些極端情況下，缺乏自身的應(yīng)急處理能力。而在實際情況中，操控人員難免會發(fā)生一些操控失誤，此時極有可能導(dǎo)致機器人設(shè)備的損壞，造成不必要的損失，而本發(fā)明的系統(tǒng)中，機器人內(nèi)部的平衡處理器可以實時監(jiān)測機器人的運行狀況，當(dāng)實際運行狀態(tài)超過了臨界值，將會對機器人實現(xiàn)緊急制動，避免了因為突發(fā)情況導(dǎo)致的機器人損壞。
[0055]平衡算法簡單:本發(fā)明采用的平衡算法極其簡單，只采用了簡單判定算法，這樣的算法可以使得技術(shù)人員便于理解機器人，也可以針對實際情況輕松
本發(fā)明并不局限于前述的【具體實施方式】。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【主權(quán)項】
1.一種偵查機器人，其特征在于，它包括:行動輪(I)和行動輪(4)，所述行動輪(I)通過輪軸(6)連接于機器人主體(2);所述行動輪(4)通過輪軸(5)連接于機器人主體(2);所述機器人主體(2)內(nèi)部設(shè)有電機，所述電機通過所述輪軸(5)帶動行動輪(4)轉(zhuǎn)動，所述電機通過輪軸(5)帶動行動輪(I)轉(zhuǎn)動;所述機器人主體(2)前方設(shè)有攝影裝置(3);所述機器人主體(2 )內(nèi)部設(shè)有驅(qū)動攝影裝置(2 )和電機的控制系統(tǒng)。2.如權(quán)利要求1所述的偵察機器人，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括:無線傳輸單元、平衡單元、中央控制單元、運動單元、動力單元和視頻監(jiān)測單元和控制終端;所述控制終端包括:終端傳輸單元、終端控制器和終端處理器； 所述中央控制單元，分別信號連接于無線傳輸單元、平衡單元、視頻監(jiān)測單元、動力單元和滾輪控制單元，用于根據(jù)控制終端發(fā)送過來的控制命令控制機器人中其他單元的運行，以及將機器人的運行數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后經(jīng)無線傳輸單元發(fā)送至控制終端； 所述終端處理器分別信號連接于終端傳輸單元和終端控制器，用于對終端控制器發(fā)送過來的控制命令進(jìn)行處理經(jīng)終端傳輸單元發(fā)送回機器人，以及接收來自機器人發(fā)送回來的機器人的運行數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后發(fā)送至終端控制器。3.如權(quán)利要求2所述的偵查機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述運動單元包括:運動裝置和運動控制器;所述運動裝置信號連接于運動控制器，用于根據(jù)運動控制器的控制，帶動機器人移動;所述運動控制器分別信號連接于中央控制單元和運動裝置，用于根據(jù)中央控制單元的控制命令對運動裝置的運行進(jìn)行控制。4.如權(quán)利要求2或3所述的偵查機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述動力單元包括:能源單元和能源管理單元;所述能源單元信號連接于能源管理單元，用于給機器人提供運行的動力；所述能源管理單元，分別信號連接于中央控制單元和能源單元，用于實時監(jiān)測能源單元的狀態(tài)，獲取能源單元的參數(shù)，將獲取到的狀態(tài)信息和參數(shù)信息發(fā)送至中央控制單元。5.如權(quán)利要求2所述的偵查機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻監(jiān)測單元包括:攝像機和攝像機控制器;所述攝像機信號連接于攝像機控制器，用于獲取機器人所述環(huán)境的圖像信息;所述攝像機控制器，分別信號連接于中央控制單元和能源單元，用于根據(jù)中央控制單元發(fā)送過來的控制命令控制攝像機的運行狀態(tài)。6.如權(quán)利要求2所述的偵察機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述平衡單元包括:角度傳感器、重力傳感器和平衡處理器;所述平衡處理器分別信號連接于角度傳感器、重力傳感器和中央處理單元，用于根據(jù)角度傳感器發(fā)送過來的角度信息和重力傳感器發(fā)送過來的重力信息采用預(yù)設(shè)的平衡算法進(jìn)行平衡計算，根據(jù)計算結(jié)果判定是否應(yīng)該發(fā)送控制命令至中央處理單元，進(jìn)而對機器人進(jìn)行緊急制動。7.如權(quán)利要求6所述的偵察機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述平衡處理器采用的平衡方法包括以下步驟: 步驟1:實時獲取角度傳感器監(jiān)測到的角度參數(shù)和重力傳感器監(jiān)測到的重力參數(shù)； 步驟2:設(shè)定三個角度參數(shù)的權(quán)重值分別為P、Q、R，設(shè)定三個重力參數(shù)的權(quán)重值為J、K、L； 步驟3:設(shè)定兩個角度閾值為S和D ；設(shè)定兩個重力閾值為H和N； 步驟4:當(dāng)測定的角度參數(shù)小于S時，將角度參數(shù)與P相乘得到判定值；當(dāng)測定的角度參數(shù)介于S和D之間時，將角度參數(shù)與Q相乘得到判定值；當(dāng)測定的角度參數(shù)大于D時，將角度參數(shù)與R相乘得到判定值； 步驟5:當(dāng)測定的重力參數(shù)小于H時，將重力參數(shù)與J相乘得到判定值；當(dāng)測定的重力參數(shù)介于H和N之間時，將重力參數(shù)與K相乘得到重力判定值Y;當(dāng)測定的重力參數(shù)大于N時，將重力參數(shù)與L相乘得到重力判定值G; 步驟6:設(shè)定兩個角度判定閾值分別為C和V、設(shè)定兩個重力判定閾值為Z和B; 步驟7:當(dāng)角度判定值Y小于C和重力判定值小于Z時，平衡處理器不發(fā)送信號至中央控制單元；當(dāng)角度判定值Y介于C和V之間或重力判定值介于Z和B之間時，平衡處理器發(fā)送警告信號至中央控制單元；當(dāng)角度判定值大于V或重力判定值大于B時，發(fā)送緊急制動信號至中央處理單元。8.如權(quán)利要求2所述的偵查機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述終端傳輸單元分別信號連接于終端處理器和無線傳輸單元，用于接收來自無線傳輸單元的數(shù)據(jù)信息，將接收到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送至終端處理器;所述終端處理器分別信號連接于無線傳輸單元和終端控制器，用于處理來自無線傳輸單元發(fā)送過來的數(shù)據(jù)信息，將處理后的結(jié)果發(fā)送至終端控制器;所述終端控制器信號連接于終端處理器，用于發(fā)出控制命令，控制機器人的運行，以及顯示機器人采集的到的視頻圖像信息。9.如權(quán)利要求2或7或8所述的偵查機器人系統(tǒng)，其特征在于，所述終端控制器上安裝有報警裝置，與終端控制器信號連接，用于當(dāng)終端控制器接收到來自平衡處理器發(fā)送的警告信號，發(fā)出報警聲音，提醒操控者進(jìn)行相應(yīng)控制以保證機器人的平衡。
【文檔編號】G05D1/02GK105955256SQ201610273500
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】和占宏
【申請人】四川九鼎智遠(yuǎn)知識產(chǎn)權(quán)運營有限公司