[发明专利]室外环境下机器人有毒有害气体多源嗅觉定位系统

权利要求书

1.室外环境下机器人有毒有害气体多源嗅觉定位系统，其特征在于，所述系统包括外壳体及封装在其内的仿生鼻腔、吸气系统、定位系统和集成电路板，安装在外壳体表面的液晶显示模块和控制面板，所述集成电路板上集成有信号调理模块、MCU处理器单元、电源模块、恒流源电路模块、温度补偿模块、存储模块、通讯模块以及气体传感器阵列，所述气体传感器阵列通过插槽连接在集成电路板上，所述外壳体为立方体结构，所述仿生鼻腔由上腔板、下腔板及其之间的隔板密封而成，并形成了上下两个气室，所述上腔板中心开设有总进气口，所述上腔板上铺设有进气管，所述进气管与所述总进气口相连相通，所述进气管上设有三组出气喷头，所述喷头包括第一喷头、第二喷头和第三喷头，所述第一喷头垂直与所述进气管安装，所述第二喷头倾斜向下安装，与进气管呈20°～50°的夹角，所述第三喷头平行于进气管安装，所述第一喷头、第二喷头和第三喷头的喷洒范围为45°，所述下腔板上开设有一出气口，所述吸气系统由微型吸气泵、吸气管及排气管构成，所述出气口与所述吸气系统的吸气管相连相通，使吸入的气体经排气管排到外壳体外，所述下腔板上还设有若干气体传感器安装孔，对应的，所述隔板上设有通孔，所述气体传感器包括二极管激光器、温度控制器、电流控制器、矩形管状气室、反射镜、步进电机、凸轮、第一进气口、第一出气口、探测器、数据采集卡和计算器，所述二极管激光器与温度控制器和电流控制器连接，矩形管状气室设置在二极管激光器的右侧，反射镜、凸轮设置在矩形管状气室的内部，反射镜的一端固定，另一端支撑在凸轮上，步进电机与凸轮连接，且步进电机设置在矩形管状气室的下部，进气口设置在矩形管状气室左侧上部，出气口设置在矩形管状气室的右侧下部，探测器设置在矩形管状气室右侧上部，数据采集卡与探测器连接，计算器与数据采集卡连接，所述定位模块包括外壳，外壳内部设置有GPS芯片、RFID芯片、电子罗盘芯片，GPS芯片包括中央处理模块，GPS输入信号经过噪音抑制模块和增益放大模块进入中央处理模块，GPS输出信号经过调制模块输出，RFID芯片和电子罗盘芯片与中央处理模块相连。

2.根据权利要求1所述的室外环境下机器人有毒有害气体多源嗅觉定位装置，其特征在于，所述系统采用C8051F020芯片作为微处理器。

3.根据权利要求1所述的室外环境下机器人有毒有害气体多源嗅觉定位装置，其特征在于，所述信号调理模块负责把传感器的信号进行滤波、放大，调整到0到3.3V范围内输入给C8051F单片机的12位模数转换器ADCO，选择单片机的AIN0.0-AIN0.3和P3.0口分别作为气体传感器信号的模拟输入通道，选用OP77作为电压放大器件；温度测量模块中采用DS18B20温度传感器，输出的数字信号经P3.7口进入单片机；通讯模块中使用MAX232芯片实现与机器人主控机的RS232串口通信；把气体浓度数据实时的传输给机器人主控机；系统的供电电压为12V，通过电源模块，转换成各器件所需的输入电压，再通过恒流源电路模块，转换成恒定电流，存储模块选用Flash型AT45DB041B数据存储器按照一定的数据格式来存储所测数据，所述存储模块中还设有CH375HM USB模块，在需要时可以把存储数据下载到U盘中用于数据分析，所述单片机与显示模块相连，以实时显示所测数据。

4.根据权利要求1所述的室外环境下机器人有毒有害气体多源嗅觉定位装置，其特征在于，所述的恒流源电路模块包括第一放大器、第二放大器、线性光耦、第一电阻-第九电阻、电位器和场效应管，线性光耦的1脚分别与场效应管的栅极、第九电阻的一端相连，线性光耦的2脚分别与第八电阻一端、第二放大器的6脚相连，第八电阻另一端接地，线性光耦的3脚接第七电阻至第二放大器的7脚，第二放大器的5脚接第一放大器的1脚，第一放大器的3脚与电位器相连，第一放大器的2脚与第六电阻一端相连，第六电阻另一端分别与第五电阻一端、第四电阻一端、第三电阻一端相连，第五电阻另一端接地，串联的第一电阻和第四电阻与串联的第二电阻和第三电阻并联，第一电阻和第二电阻连接节点与第九电阻另一端、场效应管的源极相连。

5.根据权利要求4所述的室外环境下机器人有毒有害气体多源嗅觉定位装置，其特征在于，所述的第一放大器和第二放大器均采用AD8662，所述的线性光耦采用HCNR201。

6.根据权利要求1所述的室外环境下机器人有毒有害气体多源嗅觉定位装置，其特征在于，所述的RFID芯片采用RM9030。