本發(fā)明屬于機(jī)器人系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說，本發(fā)明涉及一種工業(yè)現(xiàn)場的巡視機(jī)器人系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場或者企業(yè)的生產(chǎn)車間，往往會存在噪聲高、污染重，有輻射等安全問題，巡檢工人或者維護(hù)人員在查看設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況時，人身安全受到嚴(yán)重威脅。因此，需要一種巡視機(jī)器人具備對設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況進(jìn)行監(jiān)控的能力，保證工人的人身安全。

國內(nèi)巡視機(jī)器人采集信息僅是采集圖像信息和溫度信息，忽略了聲音信息也能反映工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場和企業(yè)生產(chǎn)車間里設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的狀況。需要添加巡視機(jī)器人采集聲音信息的功能。再者國內(nèi)巡視機(jī)器人的導(dǎo)航技術(shù)分為三種：引導(dǎo)行走方式、定位行走方式和導(dǎo)航行走方式。雖然這些行走方式發(fā)揮了機(jī)器人自主工作的能力，但是機(jī)器人運(yùn)動軌跡較為單一，實用性差和靈活性不好，只能采集固定位置的環(huán)境信息。如果在某些特殊的情況下，需要巡視特定的地域的狀況，便存在局限性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種工業(yè)現(xiàn)場的巡視機(jī)器人系統(tǒng)，實現(xiàn)了機(jī)器人可以到達(dá)用戶任意指定的地點(diǎn)進(jìn)行信息采集，而采集的信息包括圖像、聲音和溫度數(shù)據(jù)，能夠?qū)I(yè)現(xiàn)場的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況全面檢測。即本發(fā)明實現(xiàn)了在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場或者企業(yè)生產(chǎn)車間用戶遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人采集工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的圖像、聲音和溫度的能力。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種工業(yè)現(xiàn)場的巡視機(jī)器人系統(tǒng)，包括機(jī)器人端和用戶終端，所述用戶終端與機(jī)器人端通過無線傳輸方式連接，所述機(jī)器人端包括環(huán)境信息采集平臺、控制及通信平臺、電源平臺、驅(qū)動平臺及機(jī)器人運(yùn)動信息采集平臺、全向輪運(yùn)動平臺，用戶終端包括無線數(shù)據(jù)通信設(shè)備、工業(yè)計算機(jī)和輸入輸出設(shè)備，所述環(huán)境信息采集平臺、控制及通信平臺、驅(qū)動平臺及機(jī)器人運(yùn)動信息采集平臺都與電源平臺電性連接，所述全向輪運(yùn)動平臺與驅(qū)動平臺及機(jī)器人運(yùn)動信息采集平臺連接，所述無線數(shù)據(jù)通信設(shè)備一方面與控制及通信平臺通過無線方式連接，另外一方面與工業(yè)計算機(jī)通過數(shù)據(jù)線連接，所述輸入輸出設(shè)備與工業(yè)計算機(jī)連接。

優(yōu)選的，所述環(huán)境信息采集平臺包括信息采集器和云臺，所述信息采集器設(shè)在云臺上面，所述信息采集器由攝像頭、麥克風(fēng)和紅外測溫傳感器組成。

優(yōu)選的，所述攝像頭采用索尼ccd攝像頭，所述紅外測溫傳感器采用型號為mlx90614。

優(yōu)選的，所述控制及通信平臺包括fpga核心控制板、無線串口模塊和圖傳發(fā)射機(jī)，所述fpga核心控制板上設(shè)有fpga芯片，所述fpga芯片通過串口與無線串口模塊連接，所述圖傳發(fā)射機(jī)與環(huán)境信息采集平臺連接。

優(yōu)選的，所述fpga芯片采用altera公司的ep2c35f672c8n，所述無線串口模塊采用e31-ttl-50無線串口，所述圖傳發(fā)射機(jī)的型號為ts832。

優(yōu)選的，所述電源平臺包括12v，22a的直流電源和穩(wěn)壓電路，所述穩(wěn)壓電路將12v的電源分成12v、5v和3.3v的電源。

優(yōu)選的，所述驅(qū)動平臺及機(jī)器人運(yùn)動信息采集平臺包括電機(jī)驅(qū)動、九軸傳感器和超聲傳感器。

優(yōu)選的，所述電機(jī)驅(qū)動型號為l298n，九軸傳感器型號為mpu9250，超聲傳感器型號為hc-sr04。

優(yōu)選的，所述全向輪運(yùn)動平臺包括三個全向輪，且三個全向輪在圓周方向上均勻分布。

優(yōu)選的，所述無線數(shù)據(jù)通信設(shè)備包括無線串口模塊和圖傳接收機(jī)，所述無線串口模塊采用e31-ttl-50無線串口，所述圖傳接收機(jī)的型號為rc832，所述輸入輸出設(shè)備包括鼠標(biāo)和tftcolor顯示屏，且所述tftcolor顯示屏上設(shè)有小型揚(yáng)聲器。

采用以上技術(shù)方案的有益效果是：該工業(yè)現(xiàn)場的巡視機(jī)器人系統(tǒng)，所述攝像頭的信號線和麥克風(fēng)的信號線都接到圖傳發(fā)射機(jī)的信號端，所述mlx90614型的紅外測溫傳感器通過串口與fpga芯片通信連接；所述信息采集器設(shè)在云臺上面，主要是防止采集的圖像信號因晃動變得模糊，圖像信號和聲音信號通過同一無線信道傳輸，溫度數(shù)據(jù)通過另一無線信道傳輸；ep2c35f672c8n型號的fpga芯片通過串口與e31-ttl-50無線串口相連，向其傳輸信息采集器數(shù)據(jù)及接收fpga芯片輸出的運(yùn)動指令，fpga芯片控制紅外測溫傳感器，讀取溫度信號，通過串口輸出到無線串口模塊進(jìn)行發(fā)送，圖傳發(fā)射機(jī)直接讀取攝像頭和麥克風(fēng)的數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶終端；ts832型的圖傳發(fā)射機(jī)通過av信號線獲取圖像信號和聲音信號，ep2c35f672c8n型的fpga芯片分別提供l298n電機(jī)驅(qū)動的控制信號、mpu9250九軸傳感器和hc-sr04超聲傳感器的觸發(fā)信號，然后ep2c35f672c8n型的fpga芯片將讀取的兩個傳感器的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送到e31-ttl-50無線串口向用戶端發(fā)送，所述tftcolor顯示屏上設(shè)有vga和av接口，tftcolor顯示屏通過vga數(shù)據(jù)線與工業(yè)計算機(jī)相連，通過av的音頻線接收rc832型的圖傳接收機(jī)輸出的聲音信號，并進(jìn)行輸出；另外，所述全向輪運(yùn)動平臺包括三個全向輪，且三個全向輪在圓周方向上均勻分布，該結(jié)構(gòu)可以使機(jī)器人向任意方向運(yùn)動；實現(xiàn)了機(jī)器人可以到達(dá)用戶任意指定的地點(diǎn)進(jìn)行信息采集，而采集的信息包括圖像、聲音和溫度數(shù)據(jù)，能夠?qū)I(yè)現(xiàn)場的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況全面檢測。即本發(fā)明實現(xiàn)了在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場或者企業(yè)生產(chǎn)車間用戶遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人采集工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的圖像、聲音和溫度的能力。

附圖說明

圖1是該工業(yè)現(xiàn)場的巡視機(jī)器人系統(tǒng)示意圖；

圖2是該工業(yè)現(xiàn)場的巡視機(jī)器人系統(tǒng)全向輪結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是電路控制原理示意圖；

其中：

1、環(huán)境信息采集平臺；2、控制及通信平臺；3、電源平臺；4、驅(qū)動平臺及機(jī)器人運(yùn)動信息采集平臺；5、全向輪運(yùn)動平臺；6、無線數(shù)據(jù)通信設(shè)備；7、工業(yè)計算機(jī)；8、輸入輸出設(shè)備。

具體實施方式

下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發(fā)明的具體實施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，目的是幫助本領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明的構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解，并有助于其實施。

如圖1至圖3所示，本發(fā)明是一種工業(yè)現(xiàn)場的巡視機(jī)器人系統(tǒng)，實現(xiàn)了機(jī)器人可以到達(dá)用戶任意指定的地點(diǎn)進(jìn)行信息采集，而采集的信息包括圖像、聲音和溫度數(shù)據(jù)，能夠?qū)I(yè)現(xiàn)場的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況全面檢測。即本發(fā)明實現(xiàn)了在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場或者企業(yè)生產(chǎn)車間用戶遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人采集工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的圖像、聲音和溫度的能力。

具體的說，如圖1至圖3所示，包括機(jī)器人端和用戶終端，如圖1所示，所述用戶終端與機(jī)器人端通過無線傳輸方式連接，所述機(jī)器人端包括環(huán)境信息采集平臺1、控制及通信平臺2、電源平臺3、驅(qū)動平臺及機(jī)器人運(yùn)動信息采集平臺4、全向輪運(yùn)動平臺5，用戶終端包括無線數(shù)據(jù)通信設(shè)備6、工業(yè)計算機(jī)7和輸入輸出設(shè)備8，所述環(huán)境信息采集平臺1、控制及通信平臺2、驅(qū)動平臺及機(jī)器人運(yùn)動信息采集平臺4都與電源平臺3電性連接，全向輪運(yùn)動平臺5的馮哈勃直流電機(jī)與電源平臺3電性連接，所述全向輪運(yùn)動平臺5與驅(qū)動平臺及機(jī)器人運(yùn)動信息采集平臺4連接，所述無線數(shù)據(jù)通信設(shè)備6一方面與控制及通信平臺2通過無線方式連接，另外一方面與工業(yè)計算機(jī)7通過數(shù)據(jù)線連接，所述輸入輸出設(shè)備8與工業(yè)計算機(jī)7連接。

如圖3所示，所述環(huán)境信息采集平臺1包括信息采集器和云臺，所述信息采集器設(shè)在云臺上面，所述信息采集器由攝像頭、麥克風(fēng)和紅外測溫傳感器組成。所述攝像頭采用索尼ccd攝像頭，所述紅外測溫傳感器采用型號為mlx90614。

如圖3所示，所述控制及通信平臺2包括fpga核心控制板、無線串口模塊和圖傳發(fā)射機(jī)，所述fpga核心控制板上設(shè)有fpga芯片，所述fpga芯片通過串口與無線串口模塊連接，所述圖傳發(fā)射機(jī)與環(huán)境信息采集平臺連接。所述fpga芯片采用altera公司的ep2c35f672c8n，所述無線串口模塊采用e31-ttl-50無線串口，所述圖傳發(fā)射機(jī)的型號為ts832。

所述電源平臺3包括12v，22a的直流電源和穩(wěn)壓電路，所述穩(wěn)壓電路將12v的電源分成12v、5v和3.3v的電源。

如圖3所示，所述驅(qū)動平臺及機(jī)器人運(yùn)動信息采集平臺4包括電機(jī)驅(qū)動、九軸傳感器和超聲傳感器。所述電機(jī)驅(qū)動型號為l298n，九軸傳感器型號為mpu9250，超聲傳感器型號為hc-sr04。

如圖2所示，所述全向輪運(yùn)動平臺5包括三個全向輪，每個全向輪都是由馮哈勃直流電機(jī)帶動運(yùn)轉(zhuǎn)，且三個全向輪在圓周方向上均勻分布。

如圖3所示，所述無線數(shù)據(jù)通信設(shè)備6包括無線串口模塊和圖傳接收機(jī)，所述無線串口模塊采用e31-ttl-50無線串口，所述圖傳接收機(jī)的型號為rc832，所述輸入輸出設(shè)備包括鼠標(biāo)和tftcolor顯示屏，且所述tftcolor顯示屏上設(shè)有小型揚(yáng)聲器。

以下用具體實施例對具體工作方式進(jìn)行闡述：

該工業(yè)現(xiàn)場的巡視機(jī)器人系統(tǒng)，所述攝像頭的信號線和麥克風(fēng)的信號線都接到圖傳發(fā)射機(jī)的信號端，所述mlx90614型的紅外測溫傳感器通過串口與fpga芯片通信連接；所述信息采集器設(shè)在云臺上面，主要是防止采集的圖像信號因晃動變得模糊，圖像信號和聲音信號通過同一無線信道傳輸，溫度數(shù)據(jù)通過另一無線信道傳輸；ep2c35f672c8n型號的fpga芯片通過串口與e31-ttl-50無線串口相連，向其傳輸信息采集器數(shù)據(jù)及接收fpga芯片輸出的運(yùn)動指令，fpga芯片控制紅外測溫傳感器，讀取溫度信號，通過串口輸出到無線串口模塊進(jìn)行發(fā)送，圖傳發(fā)射機(jī)直接讀取攝像頭和麥克風(fēng)的數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶終端；ts832型的圖傳發(fā)射機(jī)通過av信號線獲取圖像信號和聲音信號，ep2c35f672c8n型的fpga芯片分別提供l298n電機(jī)驅(qū)動的控制信號、mpu9250九軸傳感器和hc-sr04超聲傳感器的觸發(fā)信號，然后ep2c35f672c8n型的fpga芯片將讀取的兩個傳感器的數(shù)據(jù)通過串口發(fā)送到e31-ttl-50無線串口向用戶端發(fā)送，所述tftcolor顯示屏上設(shè)有vga和av接口，tftcolor顯示屏通過vga數(shù)據(jù)線與工業(yè)計算機(jī)相連，通過av的音頻線接收rc832型的圖傳接收機(jī)輸出的聲音信號，并進(jìn)行輸出；另外，所述全向輪運(yùn)動平臺包括三個全向輪，且三個全向輪在圓周方向上均勻分布，該結(jié)構(gòu)可以使機(jī)器人向任意方向運(yùn)動。

當(dāng)該工業(yè)現(xiàn)場的巡視機(jī)器人系統(tǒng)，fpga芯片獲得mpu9250九軸傳感器、hc-sr04超聲傳感器和mlx90614型的紅外測溫傳感器的數(shù)據(jù)，然后通過串口將數(shù)據(jù)傳送到e31-ttl-50無線串口無線發(fā)送出，被用戶端的e31-ttl-50無線串口接收。工作環(huán)境中的圖像和聲音被攝像頭和麥克風(fēng)采集后，傳輸?shù)綀D傳發(fā)射機(jī)通過無線發(fā)送到用戶端的圖傳接收機(jī)。圖像信號傳送到easycapture，利用usb數(shù)據(jù)線傳到工業(yè)計算機(jī)。聲音信號通過tftcolor顯示屏上的小型揚(yáng)聲器輸出。用戶根據(jù)回傳的環(huán)境信息和機(jī)器人的運(yùn)動信息來遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人進(jìn)行工作，巡視工業(yè)設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，實現(xiàn)了機(jī)器人可以到達(dá)用戶任意指定的地點(diǎn)進(jìn)行信息采集，而采集的信息包括圖像、聲音和溫度數(shù)據(jù)，能夠?qū)I(yè)現(xiàn)場的設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況全面檢測。即本發(fā)明實現(xiàn)了在工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場或者企業(yè)生產(chǎn)車間用戶遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人采集工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的圖像、聲音和溫度的能力；本發(fā)明解決了國內(nèi)巡視機(jī)器人運(yùn)動軌跡單一，不夠靈活的問題，并且能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程采集圖像、聲音和溫度的功能。

以上結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然，本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要是采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實質(zhì)性的改進(jìn)；或未經(jīng)改進(jìn)，將本發(fā)明的上述構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。