无线控制可视救援机器人系统的设计与实现

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1、“毕昇杯”全国大学生电子设计大赛参赛作品作品名称：远程无线控制可视救援机器人系统的设计与实现《远程无线控制可视救援机器人系统的设计与实现》摘要：该系统是基于达盛51平台、无线控制模块、六自由度机械手、无线摄像头和动力部分构成的救援机械人模拟系统，达盛51平台作为机械人的总控制平台，它包括机械手的控制程序和无线控制程序，它主要完成机械手各电机和动力部分电机控制工作，可以模拟夹取和搬运物体，以模拟完成在求援过程中，可以远程可视监控控制，完成在一些危险的救援环境中进行救援。关键字：达盛；51平台；无线；机械手；摄像头；救援Abstr

2、act:thesystemisbasedonwirelessplatformofshing51controlmodule,sixdegreesoffreedom,wirelesswebcamanddynamicmanipulatorofrescuerobotsimulationsystem,cheng51totalcontrolplatformforrobotplatform,includingthecontrolofthemanipulatorproceduresandwirelesscontrolprogram,which

3、mainlycompleteseachmotoranddynamicpartofmanipulatorcanbesimulated,motorcontrolworkandhandlingobjects,withcompletewithsimulationprocess,canaidinremotevideomonitorandcontrolinsomedangerousrescueenvironment.Keywords:dasheng；51platform；Wireless；Manipulator；Cameras；rescu

4、e一、作品简介该作品的设计思路来源于目前经常发生矿难、火灾、有毒环境、地震等灾难救援，用人去救援当然是最灵活机动的，但是救援之前，必须要考虑到救援人员的安全问题，不得不考虑不但救不出人，反而出现更大的伤亡，如果我们采用救援机械人，装上先进的各类传感器、生命探测器，安装先进的多角度的可视设备，救援人员远程可视控制，加装灵活有力的机械臂和其他救援设备，这样既保证了人的随机应变，同时机械人可携带更多的救援设备，就算在救援过程中万一出现塌方，也许我们的机械人会更能体现他的伟大，可以用他的钢铁之身顶住，我救援争取一定的时间，起码这样不会

5、增加伤亡人员。二、方案设计①理论分析目前中国机器人的研究正在发展，较美国、日本等发达国家我们的起步比较晚，而且技术相对也落后，但是我们正在积极发展，从多次国际大学生机械人大赛中我们可以看到我们正在发展，只是在实际应用中还没有大规模发展起来，该作品是一个基于ARM的一个救援机器人一个小型化系统，该机器人可以自由移动，通过一个USB摄像头监视系统，我们可以通过在ARM平台进行实时监视，根据视频控制六自由度机械手进行物体的抓取和搬运。②方案确定◆单片机模块：达盛51MCU模块该模块是达盛公司推出的单片机模块，硬件和功能完全能够满足手

6、多电机控制的硬件条件。◆六自由度机械手：德普斯机械手该模块是德普斯公司推出的机械手，硬件和功能完全能够满足机械手的多角度灵活活动，完成各种复杂动作。◆无线摄像头：台电摄像头该模块是台电公司推出的无线摄像头模块，硬件和功能完全能够满足实时远距离无线视频监控。◆无线传输模块：AY-RF905无线模块。三、系统设计1、硬件设计下图为硬件系统设计框图无线控制系统照明系统自制小车系统达盛51单片机平台六自由度机械手无线摄像头图1硬件系统框图2、软件设计下图为软件设计框图无线控制板程序达盛51单片机小车驱动程序达盛51单片机机械手控制程序

7、图2软件系统框图四、功能模块设计1、硬件模块设计①、AY-RF905模块的Nordic公司的nRF905芯片如图所示：图3nRF905芯片引脚图②、引脚概述③、单片机模块：采用达盛51单片机开发平台，平台结构如图所示：图4达盛平台PCB图图5达盛平台PCB3D图图6达盛平台原理图⑤、六自由度机械手图8六自由度机械手●产品简介◆手爪：内宽8.26厘米，手长8.26厘米，高2.85厘米，◆最大负重：403.41克◆手可达区域：49.53厘米◆各部运动范围：0—180度◆肘到腕距离：14厘米◆基座到肘距离：20厘米◆腕到手爪心距离：

8、17.8厘米◆机械手自重（包括伺服电机）：1.06公斤◆超级扭矩齿轮645系列伺服电机（旋转肘部使用）：3极马达，金属齿轮，双滚珠轴承，4.8伏扭矩：7.7公斤/厘米，6.0伏扭矩：9.6公斤/厘米4.8伏速率：0.24秒/60度，6.0伏速率：0.19秒/60度尺寸：40.