一種智能感知與定位嗅覺機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型是一種智能感知與定位嗅覺機器人，屬于智能機器人領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]相對于機器人視覺及觸覺研究，機器人嗅覺研究較少。嗅覺機器人可以分為主動嗅覺和被動嗅覺。主動嗅覺是指在移動機器人上搭載氣味傳感器，使機器人具有嗅覺功能。能夠進(jìn)行氣味跟蹤，并確認(rèn)泄漏源的能力。
[0003]而對于嗅覺機器人來說，尋找氣味源效率的高低則是制勝的關(guān)鍵，但現(xiàn)實是由于尋找氣味源效率低，制約了嗅覺機器人的發(fā)展。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是為了克服嗅覺機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機器人，使得使移動機器人具有嗅覺功能，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)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案；
[0006]—種智能感知與定位的嗅覺機器人，其特征在于:包括主控板、氣體傳感器、紅外傳感器、主動輪、電機、防碰撞傳感器、隨動輪、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)動軸，兩側(cè)驅(qū)動軸成一直線同軸設(shè)置，各側(cè)驅(qū)動軸分別與同側(cè)主動輪連接，各側(cè)驅(qū)動軸分別連接各側(cè)驅(qū)動電機;在兩主動輪軸線的中線位置，在底層板上后方設(shè)置隨動輪;底層板正前方，在兩主動輪軸線的中線位置以及中線位置左右側(cè)各設(shè)置一個防碰撞傳感器；中間層上的前側(cè)面，以兩主動輪軸線的中線軸對稱，在中線位置以及左右側(cè)對稱設(shè)置紅外避障傳感器；同時，中間層前側(cè)面、后側(cè)面、左右側(cè)面各設(shè)置一個氣體傳感器;上層空間中固定設(shè)置主控板，主控板分別與各層的電機、防碰撞傳感器、氣體傳感器、紅外傳感器電信號連接。
[0007]上述技術(shù)方案中，設(shè)置3-6個紅外避障傳感器。
[0008]上述技術(shù)方案中，所述主控板包括單片機模塊、氣體檢測模塊、避障模塊、防碰撞模塊和電機驅(qū)動模塊，單片機模塊分別與氣體檢測模塊、避障模塊、防碰撞模塊和電機驅(qū)動模塊連接。
[0009]上述技術(shù)方案中，單片機模塊的主芯片為ATMEGA3024單片機。
[0010]上述技術(shù)方案中，單片機芯片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的兩個引腳通過電感C1和電感C2分別與地相連，引腳5和6之間通過電容C7連接，引腳42通過串聯(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通過電感L2與引腳24相連，氣體檢測模塊的四個氣體傳感器的信號線分別與單片機單片機芯片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，紅外傳感器的信號線分別與ATMEGA3024芯片的引腳12、29、30連接，防碰撞傳感器的信號線分別與芯片的引腳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接單片機芯片ATMEGA3024的引腳10，引腳5與GND之間通過按鍵S1連接，ICSP的引腳5與單片機芯片ATMEGA3024的引腳13連接。
[0011]上述技術(shù)方案中，電機驅(qū)動模塊主要包含電機驅(qū)動芯片、四與非門芯片以及單芯片收發(fā)器74HC00，電機驅(qū)動芯片L298S020的引腳12接5V電源，引腳1、2、10接GND，電機驅(qū)動芯片L298S020的引腳4接電機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；電機驅(qū)動芯片L298S020的引腳5接電機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；電機驅(qū)動芯片L298S020的引腳16接電機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;電機驅(qū)動芯片L298S020的引腳17接電機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和電機驅(qū)動芯片L298S020的引腳9連接，引腳8和電機驅(qū)動芯片L298S020的引腳15連接，引腳12和電機驅(qū)動芯片L298S020的引腳7連接，引腳9和電機驅(qū)動芯片L298S020的引腳13連接，四與非門芯片74HC00的引腳1通過電阻R2與GND連接，J1的引腳1與單片機芯片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與單片機芯片ATMEGA3024的引腳26D15連接，單芯片收發(fā)器J1的引腳2與電機驅(qū)動芯片L298S020的引腳8連接，單芯片收發(fā)器J1的引腳8與電機驅(qū)動芯片L298S020的引腳14連接，單芯片收發(fā)器J1的引腳2通過電阻R4與GND連接，單芯片收發(fā)器J1的引腳8通過電阻R3與GND連接，單芯片收發(fā)器J1的引腳4通過電阻R2與GND連接;單芯片收發(fā)器J1的引腳4與四與非門芯片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)后與電機驅(qū)動芯片L298S020的引腳6連接，二極管D1、D2、D3和D4的負(fù)極與電機驅(qū)動芯片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，本實用新型通過機器人結(jié)構(gòu)和電路設(shè)計，構(gòu)建了智能感知與定位的嗅覺機器人，主控板放在上層空間的中央防止碰撞振動和干擾，四個氣體傳感器分別安置在中二層板的前、后、左和右四個方位，使得機器人全方位感知周邊環(huán)境的氣體濃度，而且在前進(jìn)的過程中，能夠保持感應(yīng)的效率和精確度;氣體傳感器將檢測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，控制嗅覺機器人向濃度最高的一個方向運動，紅外傳感器安裝在中間層，能夠在夜間從前、左和右方位輔助機器人避開障礙物;三個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器人安全停止。
[0013]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，使移動機器人具有嗅覺功能，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)和危險氣體泄漏等人不便于進(jìn)入的環(huán)境下可以利用機器人去完成任務(wù)，因此氣體泄漏源定位技術(shù)的前景是非常廣闊的。
【附圖說明】
[0014]圖1是根據(jù)本實用新型實施的智能感知與定位的嗅覺機器人的立體圖；
[0015]圖2是根據(jù)本實用新型實施的智能感知與定位的嗅覺機器人的后向立體圖；
[0016]圖3是圖1的左視圖；
[0017]圖4是圖1的俯視圖；
[0018]圖5是本實用新型的電路結(jié)構(gòu)原理框圖；
[0019]圖6是本實用新型的硬件電路圖；
[0020]圖7是本實用新型的電機驅(qū)動電路圖。
[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、主動輪；5、電機;6、防碰撞傳感器;7、隨動輪;8、頂層板;9、中一層板;10、中二層板;11、底層板。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進(jìn)行說明。
[0023]如圖1-4所示，根據(jù)本實用新型實施的智能感知與定位的嗅覺機器人，包括主控板
1、氣體傳感器2、紅外傳感器3、主動輪4、電機5、防碰撞傳感器6、隨動輪7、頂層板8、中一層板9、中二層板10、底層板11，四個氣體傳感器2安裝在中二層板10的前、后、左和右四個方向，三個紅外避障傳感器3安裝在中二層板10的前、左和右三個方向，三個防碰撞傳感器4安裝在底層板11的前方，依次排開，嗅覺機器人主控板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5、防碰撞傳感器6分別電連接。電機5和主動輪4安裝在嗅覺機器人的前下方左右兩側(cè)將底層板11架起。隨動輪9安裝在底層板11的后下方使運動更平穩(wěn)。
[0024]圖5所示是本實用新型的主控板1的電路結(jié)構(gòu)原理框圖，主控板1包括單片機模塊、氣體檢測模塊、避障模塊、防碰撞模塊和電機驅(qū)動模塊，單片機模塊分別與氣體檢測模塊、避障模塊、防碰撞模塊和電機驅(qū)動模塊連接。單片機模塊的主芯片優(yōu)選為ATMEGA3024單片機。
[0025]圖6所示是本實用新型一種智能感知與定位嗅覺機器人的硬件電路圖，包括單片機單片機芯片ATMEGA3024 ；單片機單片機芯片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的兩個引腳通過電感C1和電感C2分別與地相連，弓丨腳5和6之間通過電容C7連接，引腳42通過串聯(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通過電感L2與引腳24相連，氣體檢測模塊的四個氣體傳感器2的信號線分別與單片機單片機芯片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，三個紅外傳感器3的信號線分