一种智能感知与气味源定位机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种智能感知与气味源定位机器人，属于自动控制技术领域，包括大电动推杆、小电动推杆、气室、防碰撞传感器、舵机、履带、主动轮、转动台、牵引台及车身；车身的左右两侧设置有驱动轴，驱动轴上连接有主动轮及驱动电机，履带套装在主动轮上；车身的前端面及后端面均布有舵机，舵机上连接有防碰撞传感器；车身的上端面中间位置通过驱动轴连接有转动台，驱动轴与电机连接，转动台上面中间位置设置大电动推杆，大电动推杆上方设置牵引台，牵引台下方四周连接有小电动推杆，小电动推杆与气室相连接。本实用新型专利技术采用多组位置可调的传感器阵列，气味感知快速准确，机器人路面通过性能好，适用于复杂环境下的气味识别及气味源搜索与定位。源搜索与定位。源搜索与定位。

【技术实现步骤摘要】
一种智能感知与气味源定位机器人


[0001]本技术涉及一种智能感知与气味源定位机器人，属于自动控制


技术介绍

[0002]将移动机器人技术与电子鼻技术相结合可以实现气味的感知、跟踪和气源的定位，机器人仿生嗅觉技术在工业、国防、环境保护、防灾、灾后搜救问题等方面拥有广阔的应用前景，具有重大的理论意义和实际应用价值。利用嗅觉传感器阵列采集气体浓度信号，通过机器学习方法实现对混合气体的定量识别，然后进行路径规划，实现对生物嗅觉系统搜寻和跟踪气源原理的模仿。
[0003]主动嗅觉主要研究如何利用携带有气体传感器的移动机器人主动地搜索烟羽并确定气味气体源位置。主动嗅觉研究包括构建气味分布地图、跟踪气味轨迹、气味源定位等。移动机器人具有开发周期短,可长时间准确、高效工作,对危险环境适应性强等优点,机器人主动嗅觉可以有效地弥补传统方法的不足,有着广阔的应用前景,日益成为机器人学领域的研究热点。
[0004]目前，机器人主动性嗅觉技术的需要解决的主要问题包括：难以建立真实的气体扩散模型；主要采用的金属氧化物气体传感器具有交叉敏感特性，难以建立可靠的传感器模型；难以设计高效、精准的气味源定位算法。这些问题得以解决的前提是对气味气体的准确定量识别，气味气体与气体传感器接触后,会使气体传感器发生响应,输出一定的电压电流信号,通过传感器的输出信号即可获取气味气体的种类和浓度信息,实现机器人的嗅觉功能。目前对于机器人嗅觉问题的研究工作中,研究者大都采用直接在机器人上安装单个或多个气体传感器,再配置相应处理电路来实现嗅觉功能。这些现有技术中,气体传感器的性能易受安装位置的影响,而气体传感器的安装位置恰恰与所采用机器人的特定结构相关,不宜变化,并且现有的嗅觉系统功能单一，需要予以改进。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种智能感知与气味源定位机器人,以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的,本技术提供如下技术方案：
[0007]一种智能感知与气味源定位机器人，包括大电动推杆1、小电动推杆2、气室4、防碰撞传感器5、舵机6、履带7、主动轮8、转动台10、牵引台11及车身12；车身12的左右两侧设置有驱动轴，所述驱动轴上连接有主动轮8及驱动电机，履带7套装在主动轮8上；车身12的前端面及后端面均布有舵机6，所述舵机6上连接有防碰撞传感器5；车身12的上端面中间位置通过驱动轴连接有转动台10，驱动轴与电机连接，电机通过驱动轴带动转动台10转动，转动台10上面中间位置设置大电动推杆1，大电动推杆1上方设置牵引台11，牵引台11下方四周连接有五组小电动推杆2，每组小电动推杆2与一个气室4相连接。
[0008]优选地，所述车身12的前端面上均布有三个舵机6，后端面上均布有两个舵机6。
[0009]优选地，所述小电动推杆2通过舵机与牵引台11相连接，小电动推杆2通过舵机与气室4相连接，从而通过舵机的转动和小电动推杆2的伸缩更加灵活的控制气室4的位置。
[0010]优选地，所述气室4内部设置有一组传感器阵列9，气室4上方设置摄像头模块3。
[0011]优选地，所述传感器阵列9为分立的传感器或采用MEMS集成传感器阵列，且传感器阵列可更换。
[0012]优选地，所述车身12内部固定设置主控板、扩展板及驱动电机，主控板分别与扩展板、防碰撞传感器5及摄像头模块3的电信号连接，扩展板上设置有驱动电机、舵机6、气体传感器阵列9及电源，通过扩展板接口与主控板的电信号相连接。
[0013]本技术与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
[0014]采用多组位置可调的传感器阵列，气味感知快速准确；通过履带进行行进，机器人路面通过性能好，可以通过复杂路面；传感器阵列可安装分立的传感器，也可采用MEMS型集成传感器阵列，且可更换，方便机器人寻找不同种类的气味源；机器人高度以及宽度可控，便于机器人通过狭窄空间；受上位机监督的情况下搜索气味源，搜索速度快，准确率高；机器人由各个部分组装而成，便于后期的维护。在一些对生物危害较大的气体泄漏环境中，可以利用该新型嗅觉机器人去更好地完成任务，因此该新型嗅觉机器人的应用前景是非常广阔的。
附图说明
[0015]图1是根据本技术实施的智能感知与气味源定位机器人的立体图；
[0016]图2是根据本技术实施的智能感知与气味源定位机器人的正向立体图；
[0017]图3是根据本技术实施的智能感知与气味源定位机器人的右向立体图；
[0018]图4是根据本技术实施的智能感知与气味源定位机器人的俯向立体图；
[0019]图5是本技术的电路结构原理图；
[0020]图6是本技术的数模转换模块硬件电路图；
[0021]图7是本技术的拓展主控板GPIO的硬件电路图；
[0022]图8是本技术的电机驱动模块的硬件电路图；
[0023]图9是本技术的PWM信号输出的硬件电路图；
[0024]图10是本技术的扩展板的电源模块的硬件电路图；
[0025]图11是本技术的继电器模块的硬件电路图；
[0026]图12是本技术的扩展板的接口电路图；
[0027]图13是本技术的主控板40个引脚的电路图；
[0028]各图中附图标记如下：1、大电动推杆；2、小电动推杆；3、摄像头模块；4、气室；5、防碰撞传感器；6、舵机；7、履带；8、主动轮；9、气体传感器；10、转动台；11、牵引台；12、车身。
具体实施方式
[0029]下面结合附图和具体实施方式对本技术进行说明。
[0030]如图1
‑
4所示，根据本技术实施的智能感知与气味源定位机器人，本技术涉及一种智能感知与气味源定位机器人，包括大电动推杆1、小电动推杆2、摄像头模块3、气室4、防碰撞传感器5、舵机6、履带7、主动轮8、气体传感器阵列9、转动台10、牵引台11、车身
12和车身内部的控制系统；两层主架结构中车身12底板上前后各有一个驱动轴线，车身12底板各侧驱动轴分别连接各侧履带7的驱动电机和主动轮8；车身12正前侧面，在两主动轮轴线的中线位置及中线位置左右侧各设置一个舵机6及与舵机6相连接的防碰撞传感器5；车身12正后侧面，在两主动轮轴线的中线位置左右侧各设置一个舵机6及与舵机6相连接的防碰撞传感器5；车身内部固定设置主控板、扩展板和驱动电机，主控板分别与扩展板、防碰撞传感器5和摄像头模块3的电信号连接，扩展板上设置驱动电机、舵机6、气体传感器阵列9和电源，它们通过扩展板接口与主控板的电信号相连接；车身12内顶部正中间位置设置垂直于车身顶板的驱动轴，驱动轴上侧设置转动台10，驱动轴下侧设置电机，电机通过驱动轴带动转动台10转动；转动台10上面中间位置设置大电动推杆1，大电动推杆1上方设置牵引台11，牵引台11下方连接五组小电动推杆2，每组小电动推杆2与一个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能感知与气味源定位机器人，其特征在于，包括大电动推杆(1)、小电动推杆(2)、气室(4)、防碰撞传感器(5)、舵机(6)、履带(7)、主动轮(8)、转动台(10)、牵引台(11)及车身(12)；车身(12)的左右两侧设置有驱动轴，所述驱动轴上连接有主动轮(8)及驱动电机，履带(7)套装在主动轮(8)上；车身(12)的前端面及后端面均布有舵机(6)，所述舵机(6)上连接有防碰撞传感器(5)；车身(12)的上端面中间位置通过驱动轴连接有转动台(10)，驱动轴与电机连接，电机通过驱动轴带动转动台(10)转动，转动台(10)上面中间位置设置大电动推杆(1)，大电动推杆(1)上方设置牵引台(11)，牵引台(11)下方四周连接有五组小电动推杆(2)，每组小电动推杆(2)与一个气室(4)相连接。2.如权利要求1所述的一种智能感知与气味源定位机器人，其特征在于，所述车身(12)的前端面上均布有三个舵机(6)，后端面上均布有两个舵机(6)。3.如权利要求1所述的一种智能感知与气味源定位机器...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆凤，王帅启，张昊辉，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：