[发明专利]空投物体的数据采集系统和降落伞自动分离控制系统

说明书

本发明属于机器人技术和航空航天领域。特别涉及到一种空投物体的数据采集系统和降落伞自动分离控制系统。

背景技术

以地震救灾、核化泄漏以及特殊地区侦察等为应用背景。由于区域内环境未知，在预定地点上空将探测机器人准确无误地投放于预定地点用于信息采集工作，在上述情况下，为了能够及时、有效、可靠的获取灾难后的环境信息，需要抛投多个探测机器人，所以要求该系统能够分别实现为每个机器人脱伞的功能。

为了实现上述功能，便于安置在机器人上且装入抛投仓内，需要设计一种体积小巧的脱伞装置，这种装置能够对探测机器人降落过程进行完整地识别，在判断出机器人着陆后，启动电机拖动相应的机械结构，实现为探测机器人脱伞的任务目标，使机器人能够顺利地进行探测任务。

发明内容

本发明在于提供了一种模块化的空投物体的数据采集系统和降落伞自动分离控制系统，给出了一种简单易用的实施方案。本发明采用下述技术方案实现。

一种空投物体的数据采集系统和降落伞自动分离控制系统。其中所述数据采集系统负责加速度数据的采集和向计算机终端的传输，然后在数据采集系统的这种辅助下，可以通过实验为脱伞控制系统设定合理的加速度阈值，之后在一个脱伞智能控制算法的控制下，降落伞分离控制系统完成机器人降落过程的识别，进而在判定机器人着陆后启动电机实现脱伞。

根据以上技术方案所述数据采集系统，由一个数据采集算法程序来协调运作加速度传感器与zigbee模块的功能，其中，加速度传感器可对机器人在降落过程中的加速度值进行有效地实时采集；两个zigbee模块，一个位于数据采集系统上负责发送，一个与计算机终端相连负责接收。

根据以上技术方案所述降落伞自动分离控制系统，依靠该脱伞控制算法可完整识别机器人的降落过程，并且依靠其内置的看门狗机制，使当算法失效时，比如机器人着陆在没有冲击的软质地面时，仍可实现脱伞，而且该算法可灵活设置控制电机转动的时间，这使其可适应不同的机械结构。其中，由单片机最小系统利用加速度传感器检测到的加速度值进行机器人降落过程的识别，判断出脱伞的时机后向控制电路发出信号以驱动电机进行脱伞，使控制具备实时、准确等特点。

本发明的有益效果为：

1.数据采集系统由一个数据采集算法程序来协调运作，可以以ascii码的形式显示出X、Y、Z三轴的加速度值，甚至是三轴的矢量和的值，为分析加速度变化的规律提供了有力的保障；

2.降落伞自动分离控制系统依靠一个脱伞智能控制算法可完整识别机器人的降落过程，保证脱伞时机的可靠性；

3.脱伞智能控制算法中可灵活地使用X、Y、Z三轴以及三轴矢量和的加速度值，为降落伞自动分离控制系统准确识别降落过程提供了有力保障；

4.算法中内置的看门狗机制，使当算法失效时，仍可实现脱伞；

5.该算法可灵活设置控制电机转动的时间，这使该降落伞分离控制系统可适应不同的机械结构。

附图说明

图1是数据采集系统的连接示意图

图2是数据采集系统的结构图

图3是抛投机器人时的Z、X、Y(从上至下)3轴方向加速度变化曲线

图4是降落伞分离控制系统的结构图

图5是降落伞分离控制系统的连接示意图

附图1和图5中补充说明如下：

其中⑴是一个大功率二极管，此处是将6V电压降低到可以安全的给MCU和传感器供电；⑶是达林顿管，此处用作开关管；电机两端并联一续流二极管⑵，用以保护整个控制电路；ADXL345模块采用I²C模式与单片机进行通信，单片机上PIN①和PIN②可由程序指定；单片机上PIN③和PIN④两个引脚用来发出控制信号，其设置可由程序指定；M为电机。

具体实施方式

结合附图3对本发明技术方案做进一步说明。