一種工業現場的巡視機器人系統技術方案

本發明專利技術公開了一種工業現場的巡視機器人系統，包括機器人端和用戶終端，所述用戶終端與機器人端通過無線傳輸方式連接，所述機器人端包括環境信息采集平臺、控制及通信平臺、電源平臺、驅動平臺及機器人運動信息采集平臺、全向輪運動平臺，用戶終端包括無線數據通信設備、工業計算機和輸入輸出設備，所述環境信息采集平臺包括信息采集器和云臺，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射機，所述驅動平臺及機器人運動信息采集平臺包括電機驅動、九軸傳感器和超聲傳感器，實現了機器人可以到達用戶任意指定的地點進行信息采集，而采集的信息包括圖像、聲音和溫度數據，能夠對工業現場的設備運轉狀況全面檢測。

【技術實現步驟摘要】
一種工業現場的巡視機器人系統
本專利技術屬于機器人系統
，具體地說，本專利技術涉及一種工業現場的巡視機器人系統。
技術介紹
在工業生產現場或者企業的生產車間，往往會存在噪聲高、污染重，有輻射等安全問題，巡檢工人或者維護人員在查看設備運轉狀況時，人身安全受到嚴重威脅。因此，需要一種巡視機器人具備對設備運轉狀況進行監控的能力，保證工人的人身安全。國內巡視機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生產現場和企業生產車間里設備運轉的狀況。需要添加巡視機器人采集聲音信息的功能。再者國內巡視機器人的導航技術分為三種：引導行走方式、定位行走方式和導航行走方式。雖然這些行走方式發揮了機器人自主工作的能力，但是機器人運動軌跡較為單一，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。
技術實現思路
本專利技術提供一種工業現場的巡視機器人系統，實現了機器人可以到達用戶任意指定的地點進行信息采集，而采集的信息包括圖像、聲音和溫度數據，能夠對工業現場的設備運轉狀況全面檢測。即本專利技術實現了在工業生產現場或者企業生產車間用戶遠程遙控機器人采集工業現場設備運轉的圖像、聲音和溫度的能力。為了實現上述目的，本專利技術采取的技術方案為：一種工業現場的巡視機器人系統，包括機器人端和用戶終端，所述用戶終端與機器人端通過無線傳輸方式連接，所述機器人端包括環境信息采集平臺、控制及通信平臺、電源平臺、驅動平臺及機器人運動信息采集平臺、全向輪運動平臺，用戶終端包括無線數據通信設備、工業計算機和輸入輸出設備，所述環境信息采集平臺、控制及通信平臺、驅動平臺及機器人運動信息采集平臺都與電源平臺電性連接，所述全向輪運動平臺與驅動平臺及機器人運動信息采集平臺連接，所述無線數據通信設備一方面與控制及通信平臺通過無線方式連接，另外一方面與工業計算機通過數據線連接，所述輸入輸出設備與工業計算機連接。優選的，所述環境信息采集平臺包括信息采集器和云臺，所述信息采集器設在云臺上面，所述信息采集器由攝像頭、麥克風和紅外測溫傳感器組成。優選的，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射機，所述FPGA核心控制板上設有FPGA芯片，所述FPGA芯片通過串口與無線串口模塊連接，所述圖傳發射機與環境信息采集平臺連接。優選的，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，所述圖傳發射機的型號為TS832。優選的，所述電源平臺包括12V，22A的直流電源和穩壓電路，所述穩壓電路將12V的電源分成12V、5V和3.3V的電源。優選的，所述驅動平臺及機器人運動信息采集平臺包括電機驅動、九軸傳感器和超聲傳感器。優選的，所述電機驅動型號為L298N，九軸傳感器型號為MPU9250，超聲傳感器型號為HC-SR04。優選的，所述全向輪運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。優選的，所述無線數據通信設備包括無線串口模塊和圖傳接收機，所述無線串口模塊采用E31-TTL-50無線串口，所述圖傳接收機的型號為RC832，所述輸入輸出設備包括鼠標和TFTColor顯示屏，且所述TFTColor顯示屏上設有小型揚聲器。采用以上技術方案的有益效果是：該工業現場的巡視機器人系統，所述攝像頭的信號線和麥克風的信號線都接到圖傳發射機的信號端，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，溫度數據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據及接收FPGA芯片輸出的運動指令，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行發送，圖傳發射機直接讀取攝像頭和麥克風的數據發送到用戶終端；TS832型的圖傳發射機通過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電機驅動的控制信號、MPU9250九軸傳感器和HC-SR04超聲傳感器的觸發信號，然后EP2C35F672C8N型的FPGA芯片將讀取的兩個傳感器的數據通過串口發送到E31-TTL-50無線串口向用戶端發送，所述TFTColor顯示屏上設有VGA和AV接口，TFTColor顯示屏通過VGA數據線與工業計算機相連，通過AV的音頻線接收RC832型的圖傳接收機輸出的聲音信號，并進行輸出；另外，所述全向輪運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，該結構可以使機器人向任意方向運動；實現了機器人可以到達用戶任意指定的地點進行信息采集，而采集的信息包括圖像、聲音和溫度數據，能夠對工業現場的設備運轉狀況全面檢測。即本專利技術實現了在工業生產現場或者企業生產車間用戶遠程遙控機器人采集工業現場設備運轉的圖像、聲音和溫度的能力。附圖說明圖1是該工業現場的巡視機器人系統示意圖；圖2是該工業現場的巡視機器人系統全向輪結構示意圖；圖3是電路控制原理示意圖；其中：1、環境信息采集平臺；2、控制及通信平臺；3、電源平臺；4、驅動平臺及機器人運動信息采集平臺；5、全向輪運動平臺；6、無線數據通信設備；7、工業計算機；8、輸入輸出設備。具體實施方式下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本專利技術的具體實施方式作進一步詳細的說明，目的是幫助本領域的技術人員對本專利技術的構思、技術方案有更完整、準確和深入的理解，并有助于其實施。如圖1至圖3所示，本專利技術是一種工業現場的巡視機器人系統，實現了機器人可以到達用戶任意指定的地點進行信息采集，而采集的信息包括圖像、聲音和溫度數據，能夠對工業現場的設備運轉狀況全面檢測。即本專利技術實現了在工業生產現場或者企業生產車間用戶遠程遙控機器人采集工業現場設備運轉的圖像、聲音和溫度的能力。具體的說，如圖1至圖3所示，包括機器人端和用戶終端，如圖1所示，所述用戶終端與機器人端通過無線傳輸方式連接，所述機器人端包括環境信息采集平臺1、控制及通信平臺2、電源平臺3、驅動平臺及機器人運動信息采集平臺4、全向輪運動平臺5，用戶終端包括無線數據通信設備6、工業計算機7和輸入輸出設備8，所述環境信息采集平臺1、控制及通信平臺2、驅動平臺及機器人運動信息采集平臺4都與電源平臺3電性連接，全向輪運動平臺5的馮哈勃直流電機與電源平臺3電性連接，所述全向輪運動平臺5與驅動平臺及機器人運動信息采集平臺4連接，所述無線數據通信設備6一方面與控制及通信平臺2通過無線方式連接，另外一方面與工業計算機7通過數據線連接，所述輸入輸出設備8與工業計算機7連接。如圖3所示，所述環境信息采集平臺1包括信息采集器和云臺，所述信息采集器設在云臺上面，所述信息采集器由攝像頭、麥克風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本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種工業現場的巡視機器人系統，其特征在于：包括機器人端和用戶終端，所述用戶終端與機器人端通過無線傳輸方式連接，所述機器人端包括環境信息采集平臺、控制及通信平臺、電源平臺、驅動平臺及機器人運動信息采集平臺、全向輪運動平臺，用戶終端包括無線數據通信設備、工業計算機和輸入輸出設備，所述環境信息采集平臺、控制及通信平臺、驅動平臺及機器人運動信息采集平臺都與電源平臺電性連接，全向輪運動平臺的馮哈勃直流電機與電源平臺電性連接，所述全向輪運動平臺與驅動平臺及機器人運動信息采集平臺連接，所述無線數據通信設備一方面與控制及通信平臺通過無線方式連接，另外一方面與工業計算機通過數據線連接，所述輸入輸出設備與工業計算機連接。

【技術特征摘要】
1.一種工業現場的巡視機器人系統，其特征在于：包括機器人端和用戶終端，所述用戶終端與機器人端通過無線傳輸方式連接，所述機器人端包括環境信息采集平臺、控制及通信平臺、電源平臺、驅動平臺及機器人運動信息采集平臺、全向輪運動平臺，用戶終端包括無線數據通信設備、工業計算機和輸入輸出設備，所述環境信息采集平臺、控制及通信平臺、驅動平臺及機器人運動信息采集平臺都與電源平臺電性連接，全向輪運動平臺的馮哈勃直流電機與電源平臺電性連接，所述全向輪運動平臺與驅動平臺及機器人運動信息采集平臺連接，所述無線數據通信設備一方面與控制及通信平臺通過無線方式連接，另外一方面與工業計算機通過數據線連接，所述輸入輸出設備與工業計算機連接。2.根據權利要求1所述的一種工業現場的巡視機器人系統，其特征在于：所述環境信息采集平臺包括信息采集器和云臺，所述信息采集器設在云臺上面，所述信息采集器由攝像頭、麥克風和紅外測溫傳感器組成。3.根據權利要求2所述的一種工業現場的巡視機器人系統，其特征在于：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。4.根據權利要求1所述的一種工業現場的巡視機器人系統，其特征在于：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射機，所述FPGA核心控制板上設有FPGA芯片，所述FPGA芯片通過串口與無線串口模塊連接，...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李偉，王連明，夏彬，張文娟，
申請(專利權)人：東北師范大學，
類型：發明
國別省市：吉林,22