智能巡检机器小车

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所属分类:AGV专利检索
摘要

本发明涉及一种智能巡检机器小车,包括带行走轮和电动机的小车和安装于小车上的控制系统,小车上安装有光电轨迹检测器,所述控制系统包括电机驱动模块、轨迹采样及逻辑控制模块、通讯模块、红外避障模块、温湿度检测模块;小车通过通讯模块和上位机检测系统进行通讯。其优点是:将机器小车应用于粮库防火、防酶,可以全天候监测,避免人工消耗和人工的疏忽而导致火灾。小车可以在粮库里自动避障和寻找路径,自动巡逻,根据安装的传感器得到的数据来判断是否会引起火灾,消除隐患,还可以根据环境湿度,来判断粮食是否会发霉,同时可以去到人类无法到达的一些危险环境下,通过通信模块将传感器采集到的信息送至计算机,并通过计算机处理和显示。

技术领域

本发明涉及一种智能巡检机器小车,用于在一些人类无法到达的地方或需要全天 候监控的地方采集数据。

智能巡检机器小车

背景技术

机器人技术的出现和发展,不但使传统的工业生产面貌发生了根本性的变化,使 人类生产方式从手工业,机械化,自动化到智能化的新时代。近十年来移动机器人的研究已 经十分活跃,其得到快速发展主要有两个方面的原因:其一:移动机器人有着广泛的应用 范围,机器人不仅在工业上应用越来越广,而且正在社会服务,海洋开发,宇宙空间,地下矿 藏,抢险救灾,军事等领域开拓新应用,以代替人在其无法适应的环境下工作,这将极大地 扩展人类的生活和生产范围。其二,与任何一门现代化技术分枝一样,其中一个最直接的因 素是计算机技术的发展。计算机信息处理,存储能力的提高,为移动机器人运行更复杂的实 时控制算法创造了条件。

同时智能控制作为一种与机器人技术关系紧密的研究方向也是越来越多的被应 用于工业,军事,交通等领域。采用各种智能技术来实现复杂系统和其他系统的控制目标, 是一种具有强大生命力的新型自动控制技术。智能控制的产生和发展正反映了当代自动控 制以至整个科学技术的发展趋势。智能控制已成为自动控制发展道路上的一个新的里程 碑,正发展为一种日趋成熟和日臻完善的控制手段,并获得日益广泛的应用。

智能机器人的产生是对机器人技术和智能控制技术研究的必然结果,智能控制方 法提高了机器人的速度及精度,但是也有其自身的局限性,例如机器人模糊控制中的规则 库如果很庞大,推理过程的时间就会过长;如果规则库很简单,控制的精确性又会受到限 制;无论是模糊控制还是变结构控制,抖振现象都会存在,这将给控制带来严重的影响;神 经网络的隐层数量和隐层内神经元数的合理确定仍是目前神经网络在控制方面所遇到的 问题,另外神经网络易陷于局部极小值等问题,都是智能控制设计中要解决的问题,智能机 器人的研究目标并不是完全取代人,复杂的智能机器人系统仅仅依靠计算机来控制目前是 有一定困难的,即使可以做到,也由于缺乏对环境的适应能力而并不实用。智能机器人系统 还不能完全排斥人的作用,而是需要借助人机协调来实现系统控制。因此,设计良好的控制 系统就成为智能机器人研究的重点问题之一。智能机器人技术的发展涉及到多个学科领 域,如机械学、电子技术、控制理论、传感技术等等,这充分反映了一个国家的高技术水平, 所以各国对智能机器人的研究都是投入很大的精力和经费。

随着智能控制理论与方法的迅速发展,智能方法在移动机器人导航中得到了广泛 应用。目前主要存在的智能算法主要有模糊算法、神经网络算法、模糊神经网络等。这些算 法为移动机器人的研究开创了新的局面,使得移动机器人能够有着复杂的算法,但这些算 法目前还是在理论层面的研究比较多。随着时代的发展,对实用性移动的机器人的需求越 来越迫切,为此我们需要在一定理论研究的基础上,做应用性的尝试。

粮食的安全储藏是关系到国际民生的战略大事,我国许多粮库,由于还运用80年代传统的模拟方式和人工方式进行粮情监控,不但费人费力,还经常出现误报警,甚至断点现象的出现,不能够及时地给工作人员正确的粮情信息,已经严重的影响到日常工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种智能巡检机器小车,在一些人类无法到达的地方比如 矿下,一些需要全天候监控的地方比如粮库,放置所述智能巡检机器小车,采集该环境下人 类需要的温度和湿度数据,人只需坐在电脑前便可以检测所需的数据。

按照本发明提供的技术方案,一种智能巡检机器小车,包括带行走轮和电动机的 小车和安装于小车上的控制系统,小车上安装有光电轨迹检测器,用于检测小车的轨迹。

所述控制系统包括电机驱动模块、轨迹采样及逻辑控制模块、通讯模块、红外避障 模块、温湿度检测模块;小车通过通讯模块和上位机检测系统进行通讯。

所述光电轨迹检测器的输出连接所述轨迹采样及逻辑控制模块,所述轨迹采样及 逻辑控制模块根据检测到的轨迹控制所述电机驱动模块,通过简易的码盘作为小车的反馈 量。

所述电机驱动模块,用于驱动电动机工作,由电动机带动行走轮转动;所述电动机 的转速通过通讯模块发送至上位机检测系统,所述上位机检测系统根据检测到的电机转速 做反馈控制。

所述红外避障模块,通过红外传感器的检测来进行避障,确保小车按要求的路径移动。

所述检测系统以单片机为主要处理器,具有自动显示功能和与上位机通信的功能。

所述通讯模块是一个无线发送模块,将USB转串口作为基本配置,通过单片机实 现UART通讯向无线通讯。

所述温湿度检测模块包括数字温度湿度传感器SHTll芯片、AT89C51单片机、 MAX7219驱动芯片、两片4位LED数码显示器和看门狗芯片MAX813L,利用SHTll芯片实时检 测环境的温度和湿度并通过SHTl 1芯片的I2C总线输出给AT89C51单片机进行计算处理,经 过AT89C51单片机计算处理过的温度和湿度值送到MAX7219驱动芯片并显示在两片4位, 即8位LED数码显示器上,同时所述温度和湿度值通过单片机的串口发送到通讯模块,再发 送到上位机检测系统并显示;所述上位机检测系统将检测到的温度和湿度值与上位机数据 库中的温度和湿度值进行对比做出判断。

所述光电轨迹检测器采用4路反射式光电采样器。

所述上位机检测系统修正温湿度传感器SHTll芯片所检测到的环境湿度值的公 式为:

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