本發(fā)明涉及機(jī)器人，尤其涉及一種安保巡邏機(jī)器人。

背景技術(shù)：

據(jù)調(diào)查，我國(guó)目前的保安業(yè)領(lǐng)域存在需求足卻用工“荒”的尷尬情況。在發(fā)達(dá)國(guó)家，一般警察和保安的比例是1：6，而在中國(guó)，這一比例還不到1：3。而且，這個(gè)保安群體也處于非常不穩(wěn)定的狀態(tài)，人員流失率高，因此發(fā)明一款能部分替代保安人員職能的巡邏安保機(jī)器人，輔助人們完成日常生活中的安保巡邏工作很有實(shí)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有類(lèi)似機(jī)器人機(jī)動(dòng)性差，使用模式單一無(wú)法應(yīng)對(duì)突發(fā)情況及缺乏必要威懾非致命性武器的缺陷，提供一種能在地面任意角度移動(dòng)、多種使用模式及帶有發(fā)射機(jī)構(gòu)的安保巡邏機(jī)器人。

本發(fā)明通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種安保巡邏機(jī)器人，包括底盤(pán)，搭載在底盤(pán)上的云臺(tái)、發(fā)射機(jī)構(gòu)、激光瞄準(zhǔn)裝置、mcu主控電路板、無(wú)線通訊模塊、圖像無(wú)線傳輸裝置、攝像采集處理系統(tǒng)、巡線模塊、電源模塊和動(dòng)力系統(tǒng)；

所述底盤(pán)包括底盤(pán)主板1、加強(qiáng)筋2、減震結(jié)構(gòu)3和防撞機(jī)構(gòu)4；

底盤(pán)主板1為主體，底盤(pán)主板1的四個(gè)角各設(shè)有懸掛板36；

減震機(jī)構(gòu)3是由彈簧3-1通過(guò)彈簧連接件3-2固定在底盤(pán)主板1與懸掛板36之間而構(gòu)成的；

防撞機(jī)構(gòu)4為剛性防撞焊接鋼架通過(guò)螺栓螺母固定在懸掛板36上而構(gòu)成的；

減震機(jī)構(gòu)3、防撞機(jī)構(gòu)4各有四個(gè)，并分布在懸掛板36的四個(gè)邊角處。

所述云臺(tái)包括云臺(tái)主板5、云臺(tái)支架6、彈倉(cāng)7、撥彈機(jī)構(gòu)8、俯仰電機(jī)9，偏航電機(jī)10；撥彈機(jī)構(gòu)8通過(guò)螺栓螺母固定于云臺(tái)主板5后方，彈倉(cāng)7通過(guò)螺絲固定在撥彈機(jī)構(gòu)8上方，俯仰電機(jī)9通過(guò)螺栓螺母固定于云臺(tái)支架6左側(cè)，控制云臺(tái)上下轉(zhuǎn)動(dòng)，偏航電機(jī)10通過(guò)軸向軸承支撐整個(gè)云臺(tái)并且?guī)?dòng)云臺(tái)左右旋轉(zhuǎn)；云臺(tái)主板5通過(guò)一個(gè)固定塊10-1和俯仰電機(jī)9的電機(jī)軸連接在一起。

所述發(fā)射機(jī)構(gòu)至少包括一對(duì)有無(wú)刷電機(jī)構(gòu)成的摩擦輪11、槍管12、彎管13和槍管承托件14；其中，彎管13、槍管承托件14、摩擦輪11通過(guò)螺絲固定于云臺(tái)主板5上，槍管12固定于兩個(gè)槍管承托件14之間。

所述激光瞄準(zhǔn)裝置由一個(gè)激光座15和激光16組成；其中，激光座15通過(guò)螺絲固定于云臺(tái)主板5上，激光16則通過(guò)夾緊該激光座15保持固定，擰松固定螺絲后可調(diào)整激光16朝向。

所述撥彈機(jī)構(gòu)包括撥輪盤(pán)17、撥輪18、壓彈片19和撥彈電機(jī)20；其中，撥彈電機(jī)20的電機(jī)軸與撥輪18固定，帶動(dòng)撥輪18旋轉(zhuǎn)。

所述mcu主控電路板21外形為一矩形，有一保護(hù)殼22，在其四個(gè)邊角均勻各分布有一固定孔，用螺栓穿過(guò)云臺(tái)主板5上的固定孔與mcu主控電路板21固定孔后加螺母擰緊便可將mcu主控電路板21固定；

所述圖像無(wú)線傳輸裝置23，通過(guò)支撐架24固定于云臺(tái)主板5上。

所述攝像采集處理系統(tǒng)包括攝像頭25、攝像頭固定架26、pc機(jī)27和pc機(jī)固定架28；其中攝像頭25通過(guò)螺絲固定在攝像頭固定架26上，攝像頭固定架26則直接通過(guò)螺絲固定在于云臺(tái)主板5上，pc機(jī)27則通過(guò)pc機(jī)固定架固定在底盤(pán)主板1上，攝像頭25與pc機(jī)27之間通過(guò)usb線連接。

所述巡線模塊29，通過(guò)螺絲固定在底盤(pán)主板1下面的加強(qiáng)筋2上。

所述電源系統(tǒng)包括一塊24v-5a的充電電池30和電池固定架31；其中，充電電池30直接卡在電池固定架31中，電池固定架31再通過(guò)螺絲固定在底盤(pán)主板1上。

所述動(dòng)力系統(tǒng)由四個(gè)麥克納姆輪32、四個(gè)電機(jī)固定座33、四個(gè)直流電機(jī)34和四塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路板35組成；其中電機(jī)固定座33通過(guò)螺絲固定在懸掛板36上，直流電機(jī)34再固定于電機(jī)固定座33上，電機(jī)軸與麥克納姆輪32連接。

本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：

1)本發(fā)明的動(dòng)力系統(tǒng)選用麥克納姆輪為驅(qū)動(dòng)輪，且為四驅(qū)方式，在地面上可以實(shí)現(xiàn)任意角度的運(yùn)動(dòng)，尤其適合各類(lèi)平移運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)非常靈活，使用大多數(shù)復(fù)雜路況。

2)本發(fā)明帶有具備威懾作用的非致命性武器系統(tǒng)，與其他類(lèi)似的機(jī)器人相比具有獨(dú)特的安保嚇止功能。

3)本發(fā)明具有多種使用模式，包括自動(dòng)模式，半自動(dòng)模式和手動(dòng)模式，相比于使用模式單一的其他類(lèi)似機(jī)器人使用范圍更廣，適合更多不同的應(yīng)用場(chǎng)合。

4)本發(fā)明可利用機(jī)器視覺(jué)在有在障礙物的復(fù)雜環(huán)境中規(guī)劃出較短的最優(yōu)路徑，擁有一定的人工智能，自動(dòng)模式下使用非常方便。

5)本發(fā)明帶有多傳感器、多信息處理融合的避障系統(tǒng)，利用多種傳感器如紅外傳感器、超聲波傳感器及結(jié)合機(jī)器視覺(jué)來(lái)快速有效地識(shí)別障礙物，巡邏速度更高。

6)本發(fā)明在手動(dòng)模式下可利用圖像無(wú)線傳輸裝置提供的實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻進(jìn)行第一視角的操作，非常適合手動(dòng)處理自動(dòng)模式下難以處理的突發(fā)情況。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例的主視示意圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的側(cè)面示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例的俯視示意圖。

圖5為本發(fā)明云臺(tái)機(jī)構(gòu)的具體示意圖

圖6為本發(fā)明減震機(jī)構(gòu)的具體示意圖

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步具體詳細(xì)描述。

實(shí)施例

如圖所示。本發(fā)明公開(kāi)了一種安保巡邏機(jī)器人，包括底盤(pán)，搭載在底盤(pán)上的云臺(tái)、發(fā)射機(jī)構(gòu)、激光瞄準(zhǔn)裝置、mcu主控電路板、無(wú)線通訊模塊、圖像無(wú)線傳輸裝置、攝像采集處理系統(tǒng)、巡線模塊、電源模塊和動(dòng)力系統(tǒng)；

所述底盤(pán)包括底盤(pán)主板1、加強(qiáng)筋2、減震結(jié)構(gòu)3和防撞機(jī)構(gòu)4；

底盤(pán)主板1為主體，底盤(pán)主板1的四個(gè)角各設(shè)有懸掛板36；

減震機(jī)構(gòu)3是由彈簧3-1通過(guò)彈簧連接件3-2固定在底盤(pán)主板1與懸掛板36之間而構(gòu)成的；

防撞機(jī)構(gòu)4為剛性防撞焊接鋼架通過(guò)螺栓螺母固定在懸掛板36上而構(gòu)成的；

減震機(jī)構(gòu)3、防撞機(jī)構(gòu)4各有四個(gè)，并分布在懸掛板36的四個(gè)邊角處。

所述云臺(tái)包括云臺(tái)主板5、云臺(tái)支架6、彈倉(cāng)7、撥彈機(jī)構(gòu)8、俯仰電機(jī)9，偏航電機(jī)10；撥彈機(jī)構(gòu)8通過(guò)螺栓螺母固定于云臺(tái)主板5后方，彈倉(cāng)7通過(guò)螺絲固定在撥彈機(jī)構(gòu)8上方，俯仰電機(jī)9通過(guò)螺栓螺母固定于云臺(tái)支架6左側(cè)，控制云臺(tái)上下轉(zhuǎn)動(dòng)，偏航電機(jī)10通過(guò)軸向軸承支撐整個(gè)云臺(tái)并且?guī)?dòng)云臺(tái)左右旋轉(zhuǎn)；云臺(tái)主板5通過(guò)一個(gè)固定塊10-1和俯仰電機(jī)9的電機(jī)軸連接在一起。

所述發(fā)射機(jī)構(gòu)至少包括一對(duì)有無(wú)刷電機(jī)構(gòu)成的摩擦輪11、槍管12、彎管13和槍管承托件14；其中，彎管13、槍管承托件14、摩擦輪11通過(guò)螺絲固定于云臺(tái)主板5上，槍管12固定于兩個(gè)槍管承托件14之間。

所述激光瞄準(zhǔn)裝置由一個(gè)激光座15和激光16組成；其中，激光座15通過(guò)螺絲固定于云臺(tái)主板5上，激光16則通過(guò)夾緊該激光座15保持固定，擰松固定螺絲后可調(diào)整激光16朝向。

所述撥彈機(jī)構(gòu)包括撥輪盤(pán)17、撥輪18、壓彈片19和撥彈電機(jī)20；其中，撥彈電機(jī)20的電機(jī)軸與撥輪18固定，帶動(dòng)撥輪18旋轉(zhuǎn)。

所述mcu主控電路板21外形為一矩形，有一保護(hù)殼22，在其四個(gè)邊角均勻各分布有一固定孔，用螺栓穿過(guò)云臺(tái)主板5上的固定孔與mcu主控電路板21固定孔后加螺母擰緊便可將mcu主控電路板21固定；

所述圖像無(wú)線傳輸裝置23，通過(guò)支撐架24固定于云臺(tái)主板5上。

所述攝像采集處理系統(tǒng)包括攝像頭25、攝像頭固定架26、pc機(jī)27和pc機(jī)固定架28；其中攝像頭25通過(guò)螺絲固定在攝像頭固定架26上，攝像頭固定架26則直接通過(guò)螺絲固定在于云臺(tái)主板5上，pc機(jī)27則通過(guò)pc機(jī)固定架固定在底盤(pán)主板1上，攝像頭25與pc機(jī)27之間通過(guò)usb線連接。

所述巡線模塊29，通過(guò)螺絲固定在底盤(pán)主板1下面的加強(qiáng)筋2上。

所述電源系統(tǒng)包括一塊24v-5a的充電電池30和電池固定架31；其中，充電電池30直接卡在電池固定架31中，電池固定架31再通過(guò)螺絲固定在底盤(pán)主板1上。

所述動(dòng)力系統(tǒng)由四個(gè)麥克納姆輪32、四個(gè)電機(jī)固定座33、四個(gè)直流電機(jī)34和四塊電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路板35組成；其中電機(jī)固定座33通過(guò)螺絲固定在懸掛板36上，直流電機(jī)34再固定于電機(jī)固定座33上，電機(jī)軸與麥克納姆輪32連接。

云臺(tái)通過(guò)軸向軸承與固定在底盤(pán)上的偏航電機(jī)的電機(jī)軸相連接，還與固定在云臺(tái)支撐架的俯仰電機(jī)的電機(jī)軸相連接。云臺(tái)主板安裝在一個(gè)軸承上，軸承內(nèi)圈和偏航電機(jī)10電機(jī)軸配合，然后云臺(tái)主板通過(guò)一個(gè)固定塊10-1和俯仰電機(jī)的電機(jī)軸連接在一起，通過(guò)控制兩個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)從而分別控制其水平轉(zhuǎn)動(dòng)角以及俯仰角，其中俯仰角為36度，水平轉(zhuǎn)動(dòng)為120度，以此實(shí)現(xiàn)近全視野的任意角度打擊。具體為，由主控電路板將從遙控器處接收到對(duì)云臺(tái)的控制數(shù)據(jù)，通過(guò)can總線傳給俯仰電機(jī)和偏航電機(jī)的驅(qū)動(dòng)板，電機(jī)驅(qū)動(dòng)板根據(jù)接受到的控制數(shù)據(jù)控制兩個(gè)電機(jī)做出相應(yīng)的動(dòng)作，從而調(diào)整云臺(tái)的姿態(tài)。兩個(gè)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)板都有內(nèi)置的mcu，可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行閉環(huán)控制，控制精度較高。

運(yùn)動(dòng)時(shí)，由主控電路板將從遙控器出接收到的控制數(shù)據(jù)或自動(dòng)模式下自行解算所得的控制數(shù)據(jù)，通過(guò)can總線降控制數(shù)據(jù)發(fā)送給四個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路板，每個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路板都帶有內(nèi)置的mcu，可以依靠傳統(tǒng)的pid算法精確的控制各個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。通過(guò)控制四個(gè)麥克納姆輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向，從而實(shí)現(xiàn)這個(gè)機(jī)器人在地面上的任意角度的平移運(yùn)動(dòng)。

發(fā)射子彈時(shí)，往彈倉(cāng)里加入直徑17mm的bb彈，手動(dòng)模式下通過(guò)遙控器啟動(dòng)撥彈電機(jī)帶動(dòng)撥輪轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)bb彈轉(zhuǎn)到壓彈片下時(shí)便會(huì)被擠壓到彎管內(nèi)，彎管里原有的子彈便會(huì)被后面的子彈擠向正在旋轉(zhuǎn)的且轉(zhuǎn)動(dòng)方向相對(duì)而行的兩個(gè)摩擦輪中間，從而被發(fā)射出去。通過(guò)調(diào)節(jié)摩擦輪的轉(zhuǎn)速?gòu)亩{(diào)節(jié)子彈被射出去的速度。

當(dāng)機(jī)器人處于手動(dòng)模式下時(shí)，操作人員先將遙控器通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)usb數(shù)據(jù)線與電腦相連接，打開(kāi)操作軟件，在操作界面下然后利用圖像無(wú)線傳輸裝置傳回來(lái)的實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻進(jìn)行第一視角的操作，操作工具為鼠標(biāo)、鍵盤(pán)，靈活且容易上手，如果操作人員發(fā)現(xiàn)有可疑情況時(shí)，必要時(shí)則可以開(kāi)啟摩擦輪發(fā)射bb彈。

當(dāng)機(jī)器人處于半自動(dòng)模式下時(shí)，此時(shí)底盤(pán)的運(yùn)動(dòng)由巡線模塊控制，機(jī)器人將沿地面上畫(huà)好的線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，避障系統(tǒng)將會(huì)開(kāi)啟，通過(guò)利用多種傳感器如紅外傳感器、超聲波傳感器及結(jié)合機(jī)器視覺(jué)來(lái)快速有效地識(shí)別行進(jìn)軌跡上的障礙物，如果有障礙物，則利用攝像采集處理系統(tǒng)規(guī)劃出較短的繞行路徑，以重新回到軌跡上，此外，攝像采集處理系統(tǒng)將實(shí)時(shí)監(jiān)控巡邏區(qū)域，一旦有異常情況，將通過(guò)無(wú)線wifi傳回警告。

當(dāng)機(jī)器人處于自動(dòng)模式下時(shí)，此時(shí)機(jī)器人將依靠攝像采集處理系統(tǒng)，在巡邏區(qū)域內(nèi)利用機(jī)器視覺(jué)處理實(shí)時(shí)圖像從而規(guī)劃巡邏路徑，同時(shí)開(kāi)啟避障系統(tǒng)進(jìn)行避障。圖像無(wú)線傳輸裝置也會(huì)將實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻傳回監(jiān)控室，一旦有異常情況，將通過(guò)無(wú)線wifi傳回警告，提醒操作人員注意。

如上所述，便可較好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。

本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。