[发明专利]自适应麦克风阵列的声音定位救援机器人及其使用方法有效
申请号: | 201510581167.6 | 申请日: | 2015-09-14 |
公开(公告)号: | CN105094136B | 公开(公告)日: | 2017-09-01 |
发明(设计)人: | 李海标;何世添;赵立民;杨硕;甘镇钊 | 申请(专利权)人: | 桂林电子科技大学 |
主分类号: | G05D1/02 | 分类号: | G05D1/02 |
代理公司: | 桂林市持衡专利商标事务所有限公司45107 | 代理人: | 欧阳波 |
地址: | 541004 广西*** | 国省代码: | 广西;45 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 自适应 麦克风 阵列 声音 定位 救援 机器人 及其 使用方法 | ||
1.自适应麦克风阵列的声音定位救援机器人,包括带有行走机构的车体(0),设置在车体(0)上的主控单元、声音定位模块和避障模块,行走机构包括驱动电机和其驱动的行走机械装置,所述行走机构的驱动电机、避障模块和声音定位模块均与主控单元连接;主控单元含有信息处理模块,主控单元连接无线通讯模块,该无线通讯模块与机器人管理系统双向无线通讯连接;其特征在于:
所述的避障模块为超声波检测装置,所述超声波检测装置包括三组超声波检测器,第一组超声波检测器(1)为1~2个超声波检测器,安装于车体(0)前面,其超声波发射方向水平且与车体(0)前进方向平行;第二组超声波检测器(2)为2~4个超声波检测器,安装于车体(0)侧面,其超声波发射方向水平且与车体(0)前进方向的夹角为35°~50°,即朝向车体(0)两侧前方;第三组超声波检测器(3)为1~3个超声波检测器,安装于车体(0)顶面,其超声波发射方向与车体(0)前进方向的夹角为0°~50°,与车体(0)竖直上方的夹角为35°~50°,即朝向车体(0)前上方或侧上方;
所述的声音定位模块包括了电动缸、支撑块(18)、支撑板(7)、齿轮轴、上齿轮(10)、下齿轮(17)、上齿条导杆(9)、下齿条导杆(13)及麦克风阵列;所述电动缸包括伺服电机和相配合的电动缸丝杠、丝母,丝母上固定推杆(16),伺服电机带动丝杠转动,丝杠带动丝母和推杆(16)直线运动,丝杠可转动地安装在电动缸缸体(14)内;电动缸缸体(14)固定于车体(0),车体(0)处于水平位置时,推杆(16)中心线与水平面垂直,推杆(16)顶端固定安装支撑块(18),支撑块(18)上固定安装支撑板(7),支撑板(7)的表面与推杆(16)中心线垂直;齿轮轴中心线与推杆(16)中心线重合,齿轮轴下端可转动地安装于支撑块(18)、上端穿过支撑板(7);步进电机与齿轮轴驱动连接,处于支撑板(7)上方的上齿轮(10)和处于支撑板(7)下方的下齿轮(17)均固定安装于齿轮轴,处于支撑板(7)上方的2根平行的上齿条导杆(9)分别与上齿轮(10)啮合,处于支撑板(7)下方的2根平行的下齿条导杆(13)分别与下齿轮(17)啮合;下齿条导杆(13)在上齿条导杆(9)所处平面上的投影与上齿条导杆(9)垂直;在2根上齿条导杆(9)和2根下齿条导杆(13)的外端各固定安装一个麦克风阵元(11);4个麦克风阵元(11)构成十字交叉阵列;各麦克风阵元(11)的信号输出端与主控单元连接;
主控单元的控制信号输出端连接所述电动缸的伺服电机与驱动齿轮轴的步进电机;
所述电动缸伺服电机连接内置电位计,所述齿轮轴通过调节装置连接外置电位计,内置电位计和外置电位计的输出信号接入主控单元。
2.根据权利要求1所述的自适应麦克风阵列的声音定位救援机器人,其特征在于:
所述2根上齿条导杆(9)和2根下齿条导杆(13)的外端各固定向下或向上的支杆(12),麦克风阵元(11)固定于支杆(12)末端,4个麦克风阵元(11)处于同一平面上,当车体(0)处于水平位置时,该平面与水平面平行;4个麦克风阵元(11)处于矩形的四个角上。
3.根据权利要求1所述的自适应麦克风阵列的声音定位救援机器人,其特征在于:
所述上齿条导杆(9)和下齿条导杆(13),沿长度方向分为两部分,一部分为齿条,另一部分为无齿的导杆;支撑板(7)上表面固定有对应于2根上齿条导杆(9)的导槽(8),导槽(8)为门形过孔,每根上齿条导杆(9)的导杆部分穿过一个导槽(8),齿条部分与上齿轮(10)啮合;所述支撑板(7)下表面固定有对应于2根下齿条导杆(13)的门形过孔的导槽(8),每根下齿条导杆(13)的导杆部分穿过一个导槽(8),齿条部分与下齿轮(17)啮合。
4.根据权利要求1所述的自适应麦克风阵列的声音定位救援机器人,其特征在于:
所述车体(0)顶面安装有转动云台(4)和摄像头(5),转动云台(4)和摄像头(5)均与主控单元连接。
5.根据权利要求1所述的自适应麦克风阵列的声音定位救援机器人,其特征在于:
温度传感器(15)设置于靠近麦克风阵列的车体(0)上,温度传感器(15)与主控单元连接。
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