[实用新型]挖掘机器人实验模型

说明书

本实用新型涉及机器人实验模型，具体是一种实现无人视觉伺服控制的挖掘机器人实验模型。

目前，挖掘机挖掘作业时，需要司机进行操作控制。挖掘机的工作环境一般相对恶劣，存在一定的危险性，可能危及司机的人身安全。另外，挖掘作业是一种长期重复性的工作，容易导致司机疲劳驾驶，也容易引发安全事故。挖掘机器人则可以解决前述问题，但传统的机器人系统尚需人员视觉控制，不能完全脱离挖掘作业现场。

本实用新型旨在探索、解决挖掘机无人智能化挖掘作业的动作控制问题，而提供一种采用机器视觉技术识别铲斗，判断其相距地面的距离，为无人智能挖掘作业的研究提供平台的挖掘机器人实验模型。

本实用新型解决所述问题采用的技术方案是：

一种挖掘机器人实验模型，包括挖掘机模型、摄像机、工业计算机，所述摄像机安置在挖掘机模型一侧，相距挖掘机模型一定距离，可以完整地拍摄到整个挖掘机模型，在挖掘机模型上加装有与工业计算机进行蓝牙通信的单片机控制器，所述单片机控制器包括调节挖掘机模型上的机械臂位姿的直流电机驱动模块。

进一步地，所述单片机控制器还包括蓝牙模块接线端子、电机驱动模块接线端子、单片机、以及稳压电源电路。

进一步地，所述控制芯片为AT89S52，其RXD和 TXD接口连接蓝牙模块接线端子，该蓝牙模块接线端子安装有与工业计算机的蓝牙通信发送模块进行通信的蓝牙通信接收模块；AT89S52的P2.0、P2.1接口连接电机驱动模块接线端子，该电机驱动模块接线端子安装有调节挖掘机模型上的机械臂位姿的直流电机驱动模块。

本实用新型的原理是：摄像机将采集到图像传输到工业计算机中，经机器视觉算法处理识别出铲斗，获得其相对地面的工作距离。然后，工业计算机通过判断工作距离的大小，利用蓝牙无线通信技术将控制指令发送给挖掘机模型的接收模块。最后，挖掘机模型上的控制器接受到控制指令，控制直流电机驱动模块调节挖掘机模型机械臂的位姿，实现无人自动化挖掘作业动作。

本实用新型的原理是：摄像机将采集到图像传输到工业计算机中，经机器视觉算法处理识别出铲斗，获得其相对地面的工作距离。然后，工业计算机通过判断工作距离的大小，利用蓝牙无线通信技术将控制指令发送给挖掘机模型的接收模块。最后，挖掘机模型上的控制器接受到控制指令，控制直流电机驱动模块调节挖掘机模型机械臂的位姿，实现无人自动化挖掘作业动作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：为无人智能化挖掘作业的控制研究提供了实验平台，有助于开发无人视觉伺服控制的挖掘机器人产品。

图1是本实用新型的系统框图。

图2是本实用新型的单片机控制器电路结构图。

图中：1‑蓝牙模块接线端子，2‑电机驱动模块接线端子，3‑AT89S52控制器，4‑稳压电源电路。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，目的仅在于更好地理解本实用新型内容。因此，所举之例并不限制本实用新型的保护范围。

参见图1，挖掘机器人实验模型由挖掘机模型、摄像机、工业计算机、单片机控制器组成，摄像机安置在挖掘机模型一侧，相距挖掘机模型一定距离，可以完整地拍摄到整个挖掘机模型，在挖掘机模型上加装有与工业计算机进行蓝牙通信的单片机控制器。

参见图2，单片机控制器由蓝牙模块接线端子1、电机驱动模块接线端子2、控制芯片3、稳压电源电路4组成，控制芯片3采用AT89S52，AT89S52的RXD和 TXD接口连接蓝牙模块接线端子1，该蓝牙模块接线端子1安装有与工业计算机的蓝牙通信发送模块进行通信的蓝牙通信接收模块；AT89S52的P20、P21接口连接电机驱动模块接线端子2，该电机驱动模块接线端子2安装有调节挖掘机模型上的机械臂位姿的直流电机驱动模块。

AT89S52控制芯片3接收到蓝牙通信接受模块传送的控制指令，经过数据处理之后发送指令给直流电机驱动模块，以调节挖掘机模型的机械臂的位姿，完成自主挖掘作业动作。