开发背景
在现代社会,自然灾害和人为灾难频发。例如地震后,建筑废墟结构复杂且不稳定,传统救援设备和人员难以快速、安全地进入废墟内部进行救援。同时,在一些危险的工业事故现场,如化工爆炸后的危险区域,充满着有毒气体、不稳定的建筑结构等威胁。随着对这些危险环境进行不断地探索和研究,寻求一条解决问题的可行途径成为科学技术发展和人类社会进步的需要。地形不规则和崎岖不平是这些环境的共同特点,从而使轮式机器人和履带式机器人的应用受到限制。
由此智能探测六足机器人应运而生,当机器人在特殊现场救援时,可以通过传感模块把现场数据通过STM32控制器采集上来,利用ZigBee和WIFI模块传输到上位机界面。无线模块保持稳定传输状态,保证了现场数据传输的稳定性。救援人员通过操作用户界面,查看现场实时数据、图像,规划机器人的行走路线,发现生命迹象,为救援工作提供准信信息。同时,设计ZigBee无线信号采集机器人群,当灾难发生时,可由机器人携带无线模块到指定位置放置,通过无线传输实时采集特殊现场数据,形成机器人救援系统。救援人员通过操作用户界面,查看现场实时图像,规划机器人的行走路线,发现生命迹象,为救援工作提供准确信息。
主要结构为钣金体,STM32单片机控制器,机械腿,SCS115电机,机械腿驱动支架,5自由度搬运机械臂,摄像头采集以及超声波,红外等多种传感器模块。
功能与使用说明
智能探测六足机器人是一种具有高度适应性和多功能性的机器人,主要用于复杂地形和未知环境的抢险救援和险情探测等领域。以下是智能探测救援六足机器人的主要功能:
1. 自主定位与路径规划
六足机器人能够通过改进传感器信息融合算法,实现自主定位与路径规划。这意味着机器人可以在复杂的环境中自主导航,避开障碍物,找到最佳的救援路径。
2. 全地形移动能力
六足机器人的构型赋予了它全地形的移动能力,能够攀爬通过能力强,可爬楼梯,过斜坡,崎岖沟壑路面也不在话下。这种全地形的移动能力使得机器人能够在各种复杂的环境中进行救援工作。
3. 超强的负载能力
六足机器人能够稳稳背起2倍于整机重量的物体,这一特性使其在工业巡检及操作、野外勘测、应急救援等领域大有可为。在应急救援中,机器人可以携带救援设备和物资穿越复杂的地形,快速抵达灾区,进行救援和搜救工作。
4. 多种传感器集成
六足机器人可集成了多种传感器,如超声波传感器、红外热释电传感器、压力传感器和红外漫反射光电开关等。这些传感器可以帮助机器人感知周围环境,检测温度、有害气体成分及其浓度,安装有拾音器、低照度机、红外热成像仪、生命探测仪等高灵敏性和高可靠性的传感器,以便在救援过程中提供必要的信息支持。
5. 3D实时建模与自主导航
六足机器人可具备3D实时建模功能。机器人可以在救援现场进行3D环境建模,并将建模图传输到后台终端,帮助救援人员解析建筑结构,实现快速精准救援。
6. 远程监控与控制
六足机器人主要由STM32单片机、WIFI模块、舵机模块和传感模块组成,借助最可靠、最成熟的WIFI网络以最直观的图像形式,直接把现场的情况反馈到客户的PC屏幕上。它采用多种传感器进行现场指标检测,为救援工作提供现场时事信息。
使用说明
1.开机前准备
检查机器人的外观,确保各机械部件(六条腿、传感器等)完好无损,没有松动、变形或损坏的情况。确认电池电量充足或者电源连接正常,若为电池供电,需检查电池安装是否正确。
2.开机
按下机器人的电源按钮,启动系统。等待机器人完成自检程序,自检过程中机器人会对各个传感器和运动部件进行检测,若有问题会发出警报提示。
3.基本操作
移动控制:可以通过配套的遥控器、手机应用程序以及计算机软件控制机器人的移动。操作界面上一般有方向按键或者操纵杆来控制六足机器人前进、后退、转弯等动作。例如,推动前进按钮,机器人会协调六条腿的动作向前行走;操作转弯按钮,机器人可以改变行走方向。
高度调节:部分机器人可以调节身体离地面的高度,这在通过不同地形时很有用。例如,遇到较矮的障碍物时,可以升高机器人身体顺利通过。
4.传感器功能操作
传感器启动:开启视觉(摄像头)、超声波、压力等传感器来探测周围环境。在软件界面上找到对应的传感器启动按钮,打开后就可以接收和查看传感器传来的数据。
环境感知:利用摄像头查看实时画面,红外传感器可以探测温度异常区域(比如在火灾现场寻找生命迹象),超声波传感器能探测障碍物的距离和形状等信息。
5.工作模式选择
根据救援场景选择合适的模式,如在地震废墟场景下选择废墟搜索模式,机器人会放慢速度,更细致地用传感器探测缝隙中的生命迹象。(注:机器人在低电情况下会提示救援人员是否需要按原路径返回)
6.关机
完成任务后,先确保机器人处于安全静止状态,然后按下电源按钮关闭机器人。定期对机器人进行维护保养,包括清理机器人表面的灰尘、检查等,确保机器人的正常运行并妥善存放。