CN204904089U - 一种越障救援智能小车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种越障救援智能小车，包括行走单元、抓取单元、探测单元、控制单元和遥控单元，行走单元为一六轮机构，探测单元与控制单元相连，遥控单元经信息传送模块连接至远程遥控发起端，遥控单元以接收模块与控制单元相连；所述控制单元包括控制接口和决策模块，决策模块包括微控制器和存储有控制指令数据的存储器，控制单元以控制接口连接至行走单元、抓取单元、探测单元，当智能小车控制单元中决策模块的微控制器收到遥控指令后，根据探测单元输入的探测数据，从存储器内选择对应的控制指令数据，经控制接口向行走单元、抓取单元、探测单元发出控制指令。本产品有较好的越障能力，而且可以通过探测环境来决定对遥控指令的执行方式。

Description

一种越障救援智能小车

技术领域

本实用新型涉及机械领域，尤其是一种越障救援智能小车。

背景技术

在灾害搜救工作，现场环境的复杂性、危险性给救援工作带来了极大的困难，在救援中，救援人员需要在较短的时间内及时地发现和解救幸存者，否则幸存者存活的几率就会下降，为提升救援效率，有时需在现场投放越障救援自动化设备，但现有的此类设备在越障能力、设备负载能力及智能化方面常存在不足，而且当操控人员通过远程遥控方式遥控设备动作时，由于现场环境恶劣，现场传回的实时视频有时清晰度差，当位于远程遥控端的操控人员不能从现场实时视频中准确判断现场环境时，易发出错误行动指令而导致救援设备损坏。

发明内容

本实用新型提出一种越障救援智能小车，具备较好的越障能力、设备负载能力，能按远程遥控指令进行作业，同时可以通过探测环境来决定对遥控指令的执行方式。

本实用新型采用以下技术方案。

一种越障救援智能小车，所述智能小车包括行走单元、抓取单元、探测单元、控制单元和遥控单元，所述行走单元为一六轮机构，其包括摇杆、固定车架、车轮、直流电机、舵机和弹簧；所述探测单元包括超声波模块、人体红外模块和画面采集模块；所述遥控单元包括接收模块、信息传送模块、远程遥控端和位于远程的画面显示模块；所述探测单元与控制单元相连，所述遥控单元经信息传送模块连接至外部远程遥控发起端，遥控单元以接收模块与控制单元相连；所述控制单元包括控制接口和决策模块，决策模块包括微控制器和存储有控制指令数据的存储器，控制单元以控制接口连接至行走单元、抓取单元、探测单元，当智能小车接收遥控单元收到的远程遥控指令时，遥控单元的接收模块把指令传送给控制单元，控制单元中决策模块的微控制器收到遥控指令后，根据探测单元输入的探测数据，从存储器内选择对应的控制指令数据，经控制接口向行走单元、抓取单元、探测单元发出控制指令。

所述行走单元为六轮独立驱动式机构，控制单元通过设置行走单元各轮的不同旋转状态来进行行走单元的转向。

所述抓取单元为包括四个舵机的六自由度的机械手。

所述超声波模块为HC-SR04超声波模块。

所述人体红外模块为HR-SR501人体感应模块。

所述画面采集模块包括高清***机、PFV显示器、2000MV发射机和2000MV的接收机。

当所述微控制器收到遥控指令后，根据探测单元输入的探测数据，无法在存储器内查找到对应的控制指令时，控制单元不对该遥控指令进行响应，同时通过遥控单元向位于远程的画面显示模块发送警告信息。

所述微控制器为STM32F103Z单片机。

本实用新型中，行走单元为一六轮机构，其包括摇杆、固定车架、车轮、直流电机、舵机和弹簧，行走单元为六轮独立驱动式机构，控制单元通过设置行走单元各轮的不同旋转状态来进行行走单元的转向，这使得本产品拥有很强的越障能力，在行走时，能够平稳而快速的前进。当遇到障碍物时，由前轮带动，后面四个轮子推动前轮往上攀爬；当前轮爬上障碍物时，在前轮的拉动和弹簧的反作用力下，中间轮会跨过障碍，再拉动最后的轮子上去，越过障碍后在弹簧复位的作用下，车子又能够直线行驶从而实现越障救援机器人的越障功能。

本实用新型中，智能小车的探测单元包括超声波模块，探测单元的输出端分别与控制单元和遥控单元相连，当智能小车接收遥控单元收到的远程遥控指令时，遥控单元的接收模块把指令传送给控制单元，控制单元中决策模块的微控制器收到遥控指令后，根据探测单元输入的探测数据，从存储器内选择对应的控制指令数据，经控制接口向行走单元、抓取单元、探测单元发出控制指令，当所述微控制器收到遥控指令后，根据探测单元输入的探测数据，无法在存储器内查找到对应的控制指令时，控制单元不对该遥控指令进行响应，同时通过遥控单元向位于远程的画面显示模块发送警告信息。这使得本产品可以根据当前环境，有选择地执行远程遥控指令，例如当智能小车通过超声波模块探测到当前不能进行越障，但收到远程端的越障指令时，智能小车会拒绝响应此错误指令，同时向遥控端发出警告。

本实用新型中，超声波模块为HC-SR04超声波模块，能够对2cm-400cm的距离进行非接触式测量。精确度高，稳定性好。通过计算超声波发射与接收时所测的距离比，可以准确预测前方是否有障碍物，给智能小车的行动提供准确的环境数据。

本实用新型中，人体红外模块为HR-SR501人体感应模块，属于基于红外线技术的自动控制模块，具有灵敏度高，可靠性强，而且工作于超低压工作模式，能在恶劣环境救援现场搜寻幸存者。

本实用新型中，画面采集模块包括高清***机、PFV显示器、2000MV发射机和2000MV的接收机，该组合可以实现在8公里的范围内进行数据传输，能为救援人员提供现场环境的实时画面。

本实用新型中，所述微控制器为STM32F103Z单片机，该单片机采用无需操作***的嵌入式架构，使得其控制方式能完全针对小车来设计，硬件运行效率更高，而且该单片机支持多达51个快速I/O端口，所有I/O口均可以映像到16个外部中断，使得该微控制器可以高效地控制行走单元、抓取单元、探测单元，从而让智能小车拥有良好的设备搭配能力。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明；

附图1是本实用新型所述产品的示意图；

图中：1-行走单元，2-直流电机，3-抓取单元，4-车轮。

具体实施方式

如图1所示，一种越障救援智能小车，所述智能小车包括行走单元1、抓取单元3、探测单元、控制单元和遥控单元，所述行走单元为一六轮机构，其包括摇杆、固定车架、车轮4、直流电机2、舵机和弹簧；所述探测单元包括超声波模块、人体红外模块和画面采集模块；所述遥控单元包括接收模块、信息传送模块、远程遥控端和位于远程的画面显示模块；所述探测单元与控制单元相连，所述遥控单元经信息传送模块连接至外部远程遥控发起端，遥控单元以接收模块与控制单元相连；所述控制单元包括控制接口和决策模块，决策模块包括微控制器和存储有控制指令数据的存储器，控制单元以控制接口连接至行走单元、抓取单元、探测单元，当智能小车接收遥控单元收到的远程遥控指令时，遥控单元的接收模块把指令传送给控制单元，控制单元中决策模块的微控制器收到遥控指令后，根据探测单元输入的探测数据，从存储器内选择对应的控制指令数据，经控制接口向行走单元1、抓取单元3、探测单元发出控制指令。

所述行走单元1为六轮独立驱动式机构，控制单元通过设置行走单元各轮4的不同旋转状态来进行行走单元1的转向。

所述抓取单元3为包括四个舵机的六自由度的机械手。

所述超声波模块为HC-SR04超声波模块。

所述人体红外模块为HR-SR501人体感应模块。

所述画面采集模块包括高清***机、PFV显示器、2000MV发射机和2000MV的接收机。

当所述微控制器收到遥控指令后，根据探测单元输入的探测数据，无法在存储器内查找到对应的控制指令时，控制单元不对该遥控指令进行响应，同时通过遥控单元向位于远程的画面显示模块发送警告信息。

所述微控制器为STM32F103Z单片机。

实施例：

操控人员启动小车，以遥控方式向小车发出动作指令，遥控单元的接收模块把接收到的指令传送给控制单元，控制单元中决策模块的微控制器收到遥控指令后，根据探测单元输入的探测数据，从存储器内选择对应的控制指令数据，经控制接口向行走单元1、抓取单元3、探测单元发出控制指令，在救援现场执行作业，行走单元1按遥控指令行进，同时探测单元以超声波模块对周围环境进行探测，以人体红外模块搜索幸存者。

当超声波模块探测前方有可越过的障碍时，探测模块把相应探测数据传送给控制单元，控制单元中决策模块的微控制器根据探测单元输入的探测数据，从存储器内选择与越障作业对应的控制指令数据，由前轮带动，后面四个轮子推动前轮往上攀爬；当前轮爬上障碍物时，在前轮的拉动和弹簧的反作用力下，中间轮会跨过障碍，再拉动最后的轮子上去，越过障碍后在弹簧复位的作用下，车子又能够直线行驶从而实现越障救援机器人的越障功能。

当超声波模块探测前方有高度太高而无法越过的障碍，而遥控单元的接收模块仍接受到前进的控制指令时，探测模块把相应探测数据传送给控制单元，由于障碍的高度超出了小车的越障能力，控制单元中决策模块的微控制器无法在存储器内查找到与该类型障碍对应的控制指令数据，控制单元拒绝响应该遥控指令，同时通过遥控单元向位于远程的画面显示模块发送警告信息。

当人体红外模块搜索到环境中可能存在幸存者的地点后，把探测数据发送给控制模块，控制模块通过遥控单元向位于远程的画面显示模块发送相应数据，远程遥控人员在看到画面显示模块上的数据时，遥控小车向该地点行进，通过遥控操作抓取单元3对该地点的小型障碍物进行清理以确保视界清晰，同时控制单元以探测单元进一步对该地点进行探测，并把探测数据和现场实时画面发回给远端的操作人员，为后续的救援工作创造条件。

Claims (8)

1.一种越障救援智能小车，其特征在于：所述智能小车包括行走单元、抓取单元、探测单元、控制单元和遥控单元，所述行走单元为一六轮机构，其包括摇杆、固定车架、车轮、直流电机、舵机和弹簧；所述探测单元包括超声波模块、人体红外模块和画面采集模块；所述遥控单元包括接收模块、信息传送模块、远程遥控端和位于远程的画面显示模块；所述探测单元与控制单元相连，所述遥控单元经信息传送模块连接至外部远程遥控发起端，遥控单元以接收模块与控制单元相连；所述控制单元包括控制接口和决策模块，决策模块包括微控制器和存储有控制指令数据的存储器，控制单元以控制接口连接至行走单元、抓取单元、探测单元，当智能小车接收遥控单元收到的远程遥控指令时，遥控单元的接收模块把指令传送给控制单元，控制单元中决策模块的微控制器收到遥控指令后，根据探测单元输入的探测数据，从存储器内选择对应的控制指令数据，经控制接口向行走单元、抓取单元、探测单元发出控制指令。

2.根据权利要求1所述的一种越障救援智能小车，其特征在于：所述行走单元为六轮独立驱动式机构，控制单元通过设置行走单元各轮的不同旋转状态来进行行走单元的转向。

3.根据权利要求1所述的一种越障救援智能小车，其特征在于：所述抓取单元为包括四个舵机的六自由度的机械手。

4.根据权利要求1所述的一种越障救援智能小车，其特征在于：所述超声波模块为HC-SR04超声波模块。

5.根据权利要求1所述的一种越障救援智能小车，其特征在于：所述人体红外模块为HR-SR501人体感应模块。

6.根据权利要求1所述的一种越障救援智能小车，其特征在于：所述画面采集模块包括高清***机、PFV显示器、2000MV发射机和2000MV的接收机。

7.根据权利要求1所述的一种越障救援智能小车，其特征在于：当所述微控制器收到遥控指令后，根据探测单元输入的探测数据，无法在存储器内查找到对应的控制指令时，控制单元不对该遥控指令进行响应，同时通过遥控单元向位于远程的画面显示模块发送警告信息。

8.根据权利要求1所述的一种越障救援智能小车，其特征在于：所述微控制器为STM32F103Z单片机。