一种沙漠环境探测机器人的制作方法

专利2022-11-15  68


本实用新型涉及沙漠环境探测领域,具体涉及一种沙漠环境探测机器人。



背景技术:

随着人类社会的快速发展,自然环境正在遭受着严峻的考验。土地沙漠化作为人们关注的焦点,在人类活动和环境气候的双重影响下,扩张十分迅速,已成为制约当今社会经济持续发展的重要问题之一。土地沙漠化现象在我国跨度广、面积大,荒漠地区也往往存在着地广人稀,地形复杂,劳动力不足的情况。因此现有的荒漠地区环境状况监测方式大都需要消耗较多的人力、物力与财力资源,例如传统的轮式小车形式便存在着耗能大、难以跨越崎岖地形的缺陷。综合考虑各种因素,需要一种地形适应力好、耗能低且操作简便的沙漠环境探测工具来帮助人类对沙漠地区进行探索、监测,以便行之有效地开展水土治理工作。



技术实现要素:

为了解决上述问题,本实用新型提供了一种沙漠环境探测机器人。本实用新型结构简单,操作方便,对于各种崎岖地形适应能力优越,能够检测周围环境信息,并及时将检测到的信息回传至控制中心,可以确保控制人员实时了解机器人所处位置的环境信息。

为实现上述技术效果,本实用新型提出以下技术方案:

一种沙漠环境探测机器人,包括外部支架和内部搭载平台。外部支架包括2个底座、6根支撑架、1个支撑环、12块帆布、6根弹簧以及1根伸缩杆;内部搭载平台包括球形外壳、蓄电池、太阳能板、温度传感器、湿度传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器和信息处理装置。其中,所述支撑架两端分别固定连接两个底座。弹簧穿过支撑环,两端分别固定连接支撑架和内部搭载平台的球形外壳。帆布通过固定件滑动连接在外部支撑架上。相邻帆布在靠近内部搭载平台处通过固定件使彼此固定相连,使各自伸展开,用于增大风力受力面积,从而推动机器人行进。伸缩杆穿过内部搭载平台的球形外壳,两端分别固定连接两个底座,用于改变机器人的形态。内部搭载平台的球形外壳内部存放蓄电池和信息处理装置;外部贴放太阳能板、温度传感器、湿度传感器、氧气传感器和二氧化碳传感器。信息处理装置中设有单片机,单片机内包含发射装置、接收装置、电量检测装置及定位装置。

优选地,6根支撑架选用弹性钢条,以增加机器人的弹跳移动能力。

优选地,12块帆布选用扇形布料,方便安装与受力。

优选地,太阳能板选用柔性材质,方便贴合固定,在阳光照射下为蓄电池充电。

优选地,选用传感器精度分别为:温度传感器±0.1℃、湿度传感器±1%rh、氧气传感器±2%f.s、二氧化碳传感器±2%f.s,用于检测环境信息。

与传统沙漠环境探测机器人相比,本实用新型有如下优点:

本实用新型主要采用风力驱动的方式进行位移,耗能少且环境友好,而且球状的结构使得沙漠机器人对于沙石等崎岖地形适应能力优越,可以跨越传统沙漠机器人难以跨越的障碍。另外,形态的转换也可以保证机器人稳定停留在预期位置。

附图说明

图1为本实用新型的整体示意图。

图2为本实用新型的骨架结构示意图。

图3为本实用新型的内部搭载平台示意图,其中图(a)为搭载平台球形外壳内部结构示意图,图(b)为搭载平台球形外壳外部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型各个方面的具体实施方式做进一步的详细说明。

如图1、2所示的一种沙漠环境探测机器人,包括底座1、外部支撑架2、支撑环3、帆布4、弹簧5、伸缩杆6和内部搭载平台7。其中,帆布4通过固定件滑动连接在支撑架2和支撑环3上,且相邻帆布在靠近内部搭载平台处也通过固定件使彼此固定相连。

如图3所示的内部搭载平台7,包括球形外壳8、蓄电池9、太阳能板10、温度传感器11、湿度传感器12、氧气传感器13、二氧化碳传感器14和信息处理装置15。在阳光照射下,太阳能板10可为蓄电池9进行充电。信息处理装置15中设有单片机,单片机内包含发射装置、接受装置、电量检测装置及定位装置。

本实用新型有两种工作状态:球体工作状态和扁球体停留状态。

当控制中心发出指令,信息处理装置15通过接收装置接收指令,而后单片机控制机器人开启探测工作。具体地,伸缩杆6完全伸展,机器人进入球体工作状态。此时,机器人整体呈球体,弹簧5无形变,连接在支撑架2上的帆布4完全张开,以便更好地接受风力吹动并带动整个机器人进行滚动。在运动过程中,温度传感器11、湿度传感器12、氧气传感器13和二氧化碳传感器14开启,将检测到的环境信息连同信息处理装置15中的定位装置检测到的位置信息,通过发射装置一起实时回传至控制中心。

当控制中心发出指令,信息处理装置15通过接收装置接收指令,然后单片机控制机器人停止探测工作。具体地,伸缩杆6完全收缩,机器人进入扁球体停留状态。此时机器人整体呈扁球体,弹簧5拉长,使连接在外部支撑架2上的帆布4受风力面积大幅度减小,加之扁球体状态不易滚动,可以使机器人停留在原地,不再随风滚动。

特别地,当信息处理装置15中的电量检测装置检测到机器人电量低于5%时,将自动发出指令控制机器人进入扁球体停留状态,并将所在位置信息回传至控制中心。

上述为本实用新型的一个导向实施方式,但本实用新型的设计构思并不局限于此,凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动,均应属于对本实用新型所保护范围的侵权行为。


技术特征:

1.一种沙漠环境探测机器人,其特征在于:包括外部支架和内部搭载平台;外部支架包括2个底座、6根支撑架、1个支撑环、18块帆布、6根弹簧以及1根伸缩杆;内部搭载平台包括球形外壳、蓄电池、太阳能板、温度传感器、湿度传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器和信息处理装置;其中,支撑架的两端和中部分别与底座和支撑环相连接;帆布滑动连接支撑架和支撑环;伸缩杆穿过内部搭载平台的球形外壳,两端分别固定连接两个底座;蓄电池和信息处理装置在球形外壳内部固定;太阳能板、温度传感器、湿度传感器、氧气传感器和二氧化碳传感器在球形外壳外部贴放。

2.根据权利要求1所述的一种沙漠环境探测机器人,其特征在于:所述每个支撑架两端分别固定连接两个底座,支撑环通过弹簧和每个支撑架弯曲的中部连接,使支撑架和支撑环共同构成球体状,便于滚动。

3.根据权利要求1所述的一种沙漠环境探测机器人,其特征在于:所述伸缩杆用于改变机器人的形态,伸缩杆伸展使机器人整体呈球体,便于移动;伸缩杆收缩使机器人整体形变为扁球体,便于停留。

4.根据权利要求1所述的一种沙漠环境探测机器人,其特征在于:所述帆布边缘设有可以使其连接在支撑架与支撑环上的固定件,相邻帆布在靠近内部搭载平台处也通过固定件彼此固定相连,使帆布易于展开,用于增大风力受力面积,从而推动机器人行进。

5.根据权利要求1所述的一种沙漠环境探测机器人,其特征在于:所述弹簧一端穿过支撑环固定在支撑架上,另一端固定在内部搭载平台的球形外壳上,使内部搭载平台与支撑架相连,在保证形变可以顺利进行的情况下增强整体结构的稳定性。

技术总结
本实用新型公开了一种沙漠环境探测机器人,包括外部支架和内部搭载平台;外部支架包括2个底座、6根支撑架、1个支撑环、12块帆布、6根弹簧以及1根伸缩杆;内部搭载平台包括球形外壳、蓄电池、太阳能板、温度传感器、湿度传感器、氧气传感器、二氧化碳传感器和信息处理装置。支撑架通过与底座和支撑环的联结,使三者共同构成球状结构;帆布展开固定在支撑架和支撑环上,以便接受风力驱动机器人滚动;伸缩杆两端连接两个底座、中间固定内部搭载平台,通过其长度变化改变机器人形状,使机器人滚动工作或静止待机。本实用新型能够检测周围环境信息,并及时将检测到的信息回传至控制中心,可以确保控制人员实时了解机器人所处位置的环境信息。

技术研发人员:金龙;李隋冰;杜秀娟;李帅;刘梅
受保护的技术使用者:兰州大学;青海师范大学
技术研发日:2020.07.23
技术公布日:2021.04.06

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