一種智能感知與定位嗅覺(jué)機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型是一種智能感知與定位嗅覺(jué)機(jī)器人，屬于智能機(jī)器人領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]相對(duì)于機(jī)器人視覺(jué)及觸覺(jué)研究，機(jī)器人嗅覺(jué)研究較少。嗅覺(jué)機(jī)器人可以分為主動(dòng)嗅覺(jué)和被動(dòng)嗅覺(jué)。主動(dòng)嗅覺(jué)是指在移動(dòng)機(jī)器人上搭載氣味傳感器，使機(jī)器人具有嗅覺(jué)功能。能夠進(jìn)行氣味跟蹤，并確認(rèn)泄漏源的能力。
[0003]而對(duì)于嗅覺(jué)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，尋找氣味源效率的高低則是制勝的關(guān)鍵，但現(xiàn)實(shí)是由于尋找氣味源效率低，制約了嗅覺(jué)機(jī)器人的發(fā)展。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服嗅覺(jué)機(jī)器人尋找氣味源效率低的缺陷，提供一種智能感知與定位嗅覺(jué)機(jī)器人，使得使移動(dòng)機(jī)器人具有嗅覺(jué)功能，并能進(jìn)行氣體跟蹤，確認(rèn)氣體泄漏源，適用于特殊環(huán)境作業(yè)。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案；
[0006]—種智能感知與定位的嗅覺(jué)機(jī)器人，其特征在于:包括主控板、氣體傳感器、紅外傳感器、主動(dòng)輪、電機(jī)、防碰撞傳感器、隨動(dòng)輪、以及四層板平行疊置構(gòu)成的具有三層空間的懸空主體架構(gòu);三層懸空主體架構(gòu)中，底板層中間靠前方位置固定連接左右側(cè)驅(qū)動(dòng)軸，兩側(cè)驅(qū)動(dòng)軸成一直線(xiàn)同軸設(shè)置，各側(cè)驅(qū)動(dòng)軸分別與同側(cè)主動(dòng)輪連接，各側(cè)驅(qū)動(dòng)軸分別連接各側(cè)驅(qū)動(dòng)電機(jī);在兩主動(dòng)輪軸線(xiàn)的中線(xiàn)位置，在底層板上后方設(shè)置隨動(dòng)輪;底層板正前方，在兩主動(dòng)輪軸線(xiàn)的中線(xiàn)位置以及中線(xiàn)位置左右側(cè)各設(shè)置一個(gè)防碰撞傳感器；中間層上的前側(cè)面，以?xún)芍鲃?dòng)輪軸線(xiàn)的中線(xiàn)軸對(duì)稱(chēng)，在中線(xiàn)位置以及左右側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置紅外避障傳感器；同時(shí)，中間層前側(cè)面、后側(cè)面、左右側(cè)面各設(shè)置一個(gè)氣體傳感器;上層空間中固定設(shè)置主控板，主控板分別與各層的電機(jī)、防碰撞傳感器、氣體傳感器、紅外傳感器電信號(hào)連接。
[0007]上述技術(shù)方案中，設(shè)置3-6個(gè)紅外避障傳感器。
[0008]上述技術(shù)方案中，所述主控板包括單片機(jī)模塊、氣體檢測(cè)模塊、避障模塊、防碰撞模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，單片機(jī)模塊分別與氣體檢測(cè)模塊、避障模塊、防碰撞模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接。
[0009]上述技術(shù)方案中，單片機(jī)模塊的主芯片為ATMEGA3024單片機(jī)。
[0010]上述技術(shù)方案中，單片機(jī)芯片ATMEGA3024的引腳0，引腳15，引腳23，引腳25分別與地GND連接，引腳34與電源VCC連接，引腳16與晶振XI的引腳1連接，引腳17與晶振XI的引腳2連接，R1與晶振XI并聯(lián)，晶振XI的兩個(gè)引腳通過(guò)電感C1和電感C2分別與地相連，引腳5和6之間通過(guò)電容C7連接，引腳42通過(guò)串聯(lián)的電感L1和電容C6與GND連接，引腳44和24相連接并與電容C5的一端連接，電容C5的另一端與地相連，引腳14通過(guò)電感L2與引腳24相連，氣體檢測(cè)模塊的四個(gè)氣體傳感器的信號(hào)線(xiàn)分別與單片機(jī)單片機(jī)芯片ATMEGA3024的引腳36、37、38和39連接，氣體傳感器的VCC分別與5v電源連接，氣體傳感器2的地分別與GND連接，紅外傳感器的信號(hào)線(xiàn)分別與ATMEGA3024芯片的引腳12、29、30連接，防碰撞傳感器的信號(hào)線(xiàn)分別與芯片的引腳1、27、31連接;復(fù)位電路部分，芯片ICSP的弓丨腳2接5V電源，弓丨腳6接GND，弓丨腳6接單片機(jī)芯片ATMEGA3024的引腳10，引腳5與GND之間通過(guò)按鍵S1連接，ICSP的引腳5與單片機(jī)芯片ATMEGA3024的引腳13連接。
[0011]上述技術(shù)方案中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊主要包含電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片、四與非門(mén)芯片以及單芯片收發(fā)器74HC00，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298S020的引腳12接5V電源，引腳1、2、10接GND，電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298S020的引腳4接電機(jī)Ml的引腳1，并與二極管D2的正極和二極管D5的負(fù)極相連；電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298S020的引腳5接電機(jī)Ml的引腳2，并與二極管D1的正極和二極管D6的負(fù)極連接；電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298S020的引腳16接電機(jī)M2的引腳1，并與二極管D3的正極和二極管D7的負(fù)極連接;電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298S020的引腳17接電機(jī)M2的引腳2，并與二極管D4的正極和二極管D8的負(fù)極連接；四與非門(mén)芯片74HC00的引腳1與2連接，引腳12和13連接，引腳4和5連接，弓丨腳9和10連接，引腳3接引腳12，引腳6接引腳9，引腳11和電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298S020的引腳9連接，引腳8和電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298S020的引腳15連接，引腳12和電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298S020的引腳7連接，引腳9和電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298S020的引腳13連接，四與非門(mén)芯片74HC00的引腳1通過(guò)電阻R2與GND連接，J1的引腳1與單片機(jī)芯片ATMEGA3024的引腳32D13連接，單芯片收發(fā)器J1的引腳3與單片機(jī)芯片ATMEGA3024的引腳11D14連接，單芯片收發(fā)器J1的引腳5與單片機(jī)芯片ATMEGA3024的引腳9D15連接，單芯片收發(fā)器J1的引腳7與單片機(jī)芯片ATMEGA3024的引腳26D15連接，單芯片收發(fā)器J1的引腳2與電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298S020的引腳8連接，單芯片收發(fā)器J1的引腳8與電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298S020的引腳14連接，單芯片收發(fā)器J1的引腳2通過(guò)電阻R4與GND連接，單芯片收發(fā)器J1的引腳8通過(guò)電阻R3與GND連接，單芯片收發(fā)器J1的引腳4通過(guò)電阻R2與GND連接;單芯片收發(fā)器J1的引腳4與四與非門(mén)芯片74HC00的引腳4連接，極性電容C1的負(fù)極接GND，然后與電容C2并聯(lián)后與電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298S020的引腳6連接，二極管D1、D2、D3和D4的負(fù)極與電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片L298S020的引腳6連接，二極管D1、D2、D3和D4的正極與GND連接。
[0012]由此，本實(shí)用新型通過(guò)機(jī)器人結(jié)構(gòu)和電路設(shè)計(jì)，構(gòu)建了智能感知與定位的嗅覺(jué)機(jī)器人，主控板放在上層空間的中央防止碰撞振動(dòng)和干擾，四個(gè)氣體傳感器分別安置在中二層板的前、后、左和右四個(gè)方位，使得機(jī)器人全方位感知周邊環(huán)境的氣體濃度，而且在前進(jìn)的過(guò)程中，能夠保持感應(yīng)的效率和精確度;氣體傳感器將檢測(cè)的到氣體濃度值反饋給主控板，主控板進(jìn)行數(shù)據(jù)比較后，控制嗅覺(jué)機(jī)器人向濃度最高的一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，紅外傳感器安裝在中間層，能夠在夜間從前、左和右方位輔助機(jī)器人避開(kāi)障礙物;三個(gè)碰撞傳感器安裝在底層板的前方能夠在遇到緊急情況后確保機(jī)器人安全停止。
[0013]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，使移動(dòng)機(jī)器人具有嗅覺(jué)功能，并能在主控板和傳感器作用下進(jìn)行氣體跟蹤，并確認(rèn)氣體泄漏源的能力。在一些火災(zāi)和危險(xiǎn)氣體泄漏等人不便于進(jìn)入的環(huán)境下可以利用機(jī)器人去完成任務(wù)，因此氣體泄漏源定位技術(shù)的前景是非常廣闊的。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施的智能感知與定位的嗅覺(jué)機(jī)器人的立體圖；
[0015]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施的智能感知與定位的嗅覺(jué)機(jī)器人的后向立體圖；
[0016]圖3是圖1的左視圖；
[0017]圖4是圖1的俯視圖；
[0018]圖5是本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)原理框圖；
[0019]圖6是本實(shí)用新型的硬件電路圖；
[0020]圖7是本實(shí)用新型的電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路圖。
[0021]各圖中附圖標(biāo)記如下:1、主控板；2、氣體傳感器；3、紅外傳感器；4、主動(dòng)輪；5、電機(jī);6、防碰撞傳感器;7、隨動(dòng)輪;8、頂層板;9、中一層板;10、中二層板;11、底層板。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說(shuō)明。
[0023]如圖1-4所示，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施的智能感知與定位的嗅覺(jué)機(jī)器人，包括主控板
1、氣體傳感器2、紅外傳感器3、主動(dòng)輪4、電機(jī)5、防碰撞傳感器6、隨動(dòng)輪7、頂層板8、中一層板9、中二層板10、底層板11，四個(gè)氣體傳感器2安裝在中二層板10的前、后、左和右四個(gè)方向，三個(gè)紅外避障傳感器3安裝在中二層板10的前、左和右三個(gè)方向，三個(gè)防碰撞傳感器4安裝在底層板11的前方，依次排開(kāi)，嗅覺(jué)機(jī)器人主控板1安裝在中一層板9的中央并位于頂層板8下方，主控板1與氣體傳感器2、紅外傳感器3、電機(jī)5、防碰撞傳感器6分別電連接。電機(jī)5和主動(dòng)輪4安裝在嗅覺(jué)機(jī)器人的前下方左右兩側(cè)將底層板11架起。隨動(dòng)輪9安裝在底層板11的后下方使運(yùn)動(dòng)更平穩(wěn)。
[0024]圖5所示是本實(shí)用新型的主控板1的電路結(jié)構(gòu)原理框圖，主控板1包括單片機(jī)模塊、氣體檢測(cè)模塊、避障模塊、防碰撞模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊，單片機(jī)模塊分別與氣體檢測(cè)模塊、避障模塊、防碰撞模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊連接。單片機(jī)模塊的主芯片優(yōu)選為ATMEGA3024單片機(jī)。
[0025]圖6所示是本實(shí)用新型一種智能感知與定位嗅覺(jué)機(jī)器人的硬件電路圖，包括單片機(jī)單片機(jī)芯片ATMEGA3024 ；單片機(jī)單片機(jī)芯片ATMEGA3024的引腳0，引腳15，引腳23，引腳25分別與地GND連接，引腳34與電源VCC連接，引腳16與晶振XI的引腳1連接，引腳17與晶振XI的引腳2連接，R1與晶振XI并聯(lián)，晶振XI的兩個(gè)引腳通過(guò)電感C1和電感C2分別與地相連，弓丨腳5和6之間通過(guò)電容C7連接，引腳42通過(guò)串聯(lián)的電感L1和電容C6與GND連接，引腳44和24相連接并與電容C5的一端連接，電容C5的另一端與地相連，引腳14通過(guò)電感L2與引腳24相連，氣體檢測(cè)模塊的四個(gè)氣體傳感器2的信號(hào)線(xiàn)分別與單片機(jī)單片機(jī)芯片ATMEGA3024的引腳36、37、38和39連接，氣體傳感器2的VCC分別與5v電源連接，氣體傳感器2的地分別與GND連接，三個(gè)紅外傳感器3的信號(hào)線(xiàn)分