模块化多用途轮式机器人

摘要

提供一种模块化多用途轮式机器人，包括底盘车架系统和地面遥控系统，底盘车架系统下部设有底盘悬挂装置，底盘车架系统上部设有发动机架，发动机架上用于固定驱动底盘悬挂装置走行的动力系统，底盘车架系统前部设有气压液压系统，气压液压系统前端上设有工作模块，底盘车架系统上设有车顶云台及传感器座，车顶云台及传感器座上设有控制系统，底盘车架系统两侧设有防御储物舱。本发明结构可靠，用多摄像头加77G毫米波雷达的方式，实现无人驾驶功能，制造成本低，模块化程度高，模块化设计的机器人可以加载任何工作模块来作业，使机器人能够代替人类去环境复杂恶劣的地方工作，使用范围广。

说明书

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种模块化多用途轮式机器人。

背景技术

无人驾驶已成为现在社会发展的趋势。现有的无人驾驶技术存在的缺陷： 1、目前的无人驾驶技术等都是基于激光雷达或毫米波雷达实现，智能驾驶一般停留在L3智能级别，由于硬件物理平台决定的缺陷未来极难升级到更高的智能层次；2、目前无人驾驶普遍使用激光雷达与毫米波雷达实现方案，毫米波雷达无法高分辨率的探测清楚机器人周围的具体环境。16线或32线激光雷达传感器最大的缺陷是成本很高。因此有必要提出改进。

发明内容

本发明解决的技术问题：提供一种模块化多用途轮式机器人，本发明结构可靠，用多摄像头加77G毫米波雷达的方式，实现无人驾驶功能，制造成本低，模块化程度高，模块化设计的机器人可以加载任何工作模块来作业，使机器人能够代替人类去环境复杂恶劣的地方工作，使用范围广。

本发明采用的技术方案：模块化多用途轮式机器人，包括底盘车架系统和地面遥控系统，所述底盘车架系统下部设有底盘悬挂装置，所述底盘车架系统上部设有发动机架，所述发动机架上用于固定驱动底盘悬挂装置走行的动力系统，所述底盘车架系统前部设有气压液压系统，所述气压液压系统前端上设有工作模块，所述底盘车架系统上设有车顶云台及传感器座，所述车顶云台及传感器座上设有控制系统，所述底盘车架系统两侧设有防御储物舱。

对上述技术方案的进一步限定，所述底盘车架系统是采用槽钢或方钢与钢板材料经过焊接而成，包括由槽钢或方管制成的车架本体，前桥悬挂连接座、液压缸连接轴固定座、大臂限位器座、转向摇臂固定轴、天线固定座、转向摇臂角位移传感器固定座、后桥悬挂摇臂固定轴座为钢材采用焊接方式固定在车架本体上；刹车气室采用螺丝固定在车架本体上一侧，刹车连杆与刹车气室采用螺丝连接固定；气压系统储气罐为钢材采用螺丝固定在车架本体上另一侧；大臂角度传感器连杆采用螺丝固定方式将连杆摇臂固定在霍尔角位移传感器轴上，大臂角度传感器连杆另一端采用螺丝穿过微型轴承套在大臂固定孔上，当大臂运动时通过大臂角度传感器连杆带动霍尔角位移传感器以相同的角速度与角位移旋转；气压电磁阀组采用螺丝安装车架本体中部；大臂关节轴销为圆钢材穿过车架本体中部固定孔与气压液压系统的大臂关节孔，将气压液压系统的液压机械臂大臂与车架本体连接在一起；四驱分动箱通过螺丝固定在车架本体上中部；四驱离合气缸采用螺丝与四驱分动箱连接；后桥差速器传动系统通过螺丝安装在车架本体后部；后桥悬挂传动轴的牙花键轴插入后桥差速器传动系统的动力输出孔牙花键轴孔；倒挡器固定在车架本体上后部，发动机输出传动轴一端与四驱分动箱输入轴通过花键轴套连接，另一端与倒挡器输出轴六牙花键轴连接；所述车架本体后端设有发动机架固定孔，发动机架中的发动机架支撑脚用螺丝安装在发动机架固定孔上；所述车架本体后部设有倒挡器动力输入孔，动力系统中的发动机动力输出副轴插入倒挡器动力输入孔；所述车架本体后部设有后桥悬挂减震固定座，所述车架本体一侧设有左防御储物舱固定架，所述车架本体另一侧设有右防御储物舱固定架，所述车架本体前部设有正向防御支撑架和正向防御固定座，所述车架本体下部设有底部防御板支撑架。

对上述技术方案的进一步限定，所述底盘悬挂装置包括前轮毂和后轮毂，所述前轮毂用轮毂螺丝固定在前桥刹车鼓上；前轮胎采用未充气状态下套在前轮毂上再充气；前桥差速器外壳与前桥固定臂、前悬挂固定螺栓采用焊接的方式固定为一体；前桥传动轴的内六牙花键轴套在前桥差速器上的公六牙花键轴上；前桥右橡胶减震垫与前桥左橡胶减震垫放在前桥的减震橡胶固定座内；后悬挂固定螺栓螺母拧在四根前悬挂固定螺栓上将前桥固定在底盘车架系统的四个前桥悬挂连接座上；后左悬挂下摇臂与后桥左悬挂上摇臂通过悬挂球头固定在后桥羊角上，所述后桥羊角固定在后桥法兰上；用螺丝将后桥左减震下端固定在后左悬挂下摇臂的减震安装座上，所述后桥左减震上端固定在底盘车架系统的后桥悬挂减震固定座上；用后桥悬挂摇臂固定轴将后左悬挂下摇臂与后桥左悬挂上摇臂固定在底盘车架系统的四个后桥悬挂摇臂固定轴座上；后右轮独立悬挂与后左轮悬挂安装方法同理；用螺丝将后桥悬挂转向拉杆固定在后桥转向拉杆传感摇臂、后桥转向拉杆摇臂和后桥羊角上；用轮毂螺丝将后轮毂安装在后桥法兰上；后轮胎在未充气状态下套在后轮毂上；所述底盘车架系统的后桥悬挂传动轴穿过后桥羊角后安装在后桥法兰上。

对上述技术方案的进一步限定，所述动力系统包括汽油机、过滤式净化消音器、水冷散热器、汽油油箱和设于汽油油箱一侧的副油箱，所述汽油机下部固定有发动机底座，所述汽油机一侧设有启动电机；所述过滤式净化消音器与排气管为钢铁材质采用焊接连接；所述排气管与汽油机采用螺栓固定；化油器与汽油机采用螺栓固定；进油管为防火软管一端套在化油器的进油口且另一端套在副油箱的油箱出油管上并采用螺栓膨胀箍；散热系统水管一端套在水冷散热器进水口与汽油机出水口上并用螺栓膨胀箍固定；进气过滤器用螺丝固定在化油器进气口；副油箱进油管为防火软管一端套在汽油油箱出油口另一端套在油泵进油口上并用螺栓膨胀箍固定；所述油泵出油口与副油箱进油口通过防火软管用螺栓膨胀箍固定；油箱进油口为钢铁材质与汽油油箱经过焊接固定；副油箱排气管为防火软管通过螺栓膨胀箍固定在汽油油箱与副油箱上；所述发动机底座由钢板制成用螺丝将动力系统固定在发动机架上；所述汽油机上的发动机动力输出副轴插进底盘车架系统的倒挡器动力输入孔；用档位气缸固定螺母将气压液压系统的换挡器气缸固定在档位切换杆上；用车顶云台及传感器座的固定螺丝将汽油油箱的汽油油箱固定螺丝孔固定在车顶云台及传感器座的汽油油箱固定孔里。

对上述技术方案的进一步限定，所述气压液压系统包括大臂液压缸、小臂液压缸、机械臂大臂、液压总油路开关油路块、转向液压缸、液压泵、气压缸；所述液压总油路开关油路块通过液压管连接液压多路油路块的返回油路口；液压泵输出油路接头通过机器压接连接液压泵输出总油路管；液压油路返回油路管与所述液压泵输出总油路管通过液压直通接头连接在液压总油路开关油路块上；防火转向油缸软油管、防火大臂液压缸软油管、防火小臂液压缸软油管通过直通接头连接在液压多路油路块上；防火转向油缸软油管的一端通过液压度接头连接所述转向液压缸的进油口与出油口；所述防火大臂液压缸软油管的一端通过液压度接头连接所述大臂液压缸；所述防火小臂液压缸软油管的一端通过液压度接头连接小臂液压缸；所述大臂液压缸的大臂液压缸顶关节轴通过液压销子固定在机械臂大臂上；所述大臂液压缸的大臂液压缸的固定轴通过液压销子安装在底盘车架系统的液压缸连接轴固定座上；所述小臂液压缸的小臂液压缸固定轴通过液压销子固定在机械臂大臂；所述机械臂大臂前端设有机械臂小臂，所述机械臂小臂上部设有机械臂工作台；所述小臂液压缸的小臂液压缸顶关节轴通过液压销子固定在机械臂小臂上；所述机械臂大臂通过传感器座固定销固定在机械臂小臂的机械臂小臂角位移传感器座处，所述传感器座固定销是小臂与大臂固定用的固定销，是用圆钢的一端经过打孔处理专门安装角位移传感器，另一端经过车削与热处理加工而成的具有角位移安装与大臂小臂连接固定功能的固定销；工作模块平台电子固定销插在机械臂小臂的固定销孔里通过控制系统的机械臂小臂工作台固定销舵机连接进行推拉运动；所述液压泵输出油路接头通过螺丝固定在所述液压泵的输出油口处；液压系统油箱的液压油箱输出口通过螺丝固定在所述液压泵的输入油口处；液压油路返回油路管通过螺丝膨胀箍套接在液压系统油箱的液压油箱输入口上；液压油箱加油口是带螺纹的盖子通过螺纹拧紧在液压系统油箱上；

所述转向液压缸的转向油缸固定轴固定在底盘车架系统的转向液压缸的固定孔上；所述转向液压缸的的转向油缸顶关节轴固定在底盘悬挂装置的后桥转向拉杆传感摇臂的转向螺栓上；顺时针单向链轮固定在底盘车架系统的四驱分动箱的前向常动输出轴上；逆时针单向链轮固定在底盘车架系统的四驱分动箱的前向从动轴上；液压泵链条将顺时针单向链轮、逆时针单向链轮、液压泵链轮链接在一起并将发动机输出的动力传给液压泵，使液压泵永远向一个方向转动给液压系统可以随发动机的工作一直提供压强；气泵链条将液压泵链轮、气泵链轮链接在一起并将液压泵的动力传给气泵，使气泵能随发动机一直向单个方向转动从而给储气罐加压；发电机链条将气泵链轮与控制系统的28V发电机的链轮链接在一起，使发电机可以随发动机的工作一直给控制系统的24V电池组进行发电供电；倒挡器气缸的倒挡器气缸顶关节轴用螺丝固定在底盘车架系统的倒挡器倒挡杆上；倒挡器气缸的倒挡器气缸固定轴用螺丝固定在发动机架的倒挡器气缸固定轴上；换挡器气缸的换挡器顶关节轴用螺丝固定在动力系统的档位切换杆上；换挡器气缸的换挡器气缸固定轴用螺丝固定在发动机架的发动机换挡气缸固定轴处；防火倒挡器气缸软管用带螺丝的皮管固定扎固定在底盘车架系统的气压电磁阀组的倒挡电磁阀气缸管道接口上；防火换挡器气缸软管用带螺丝的皮管固定扎固定在底盘车架系统的气压电磁阀组的换挡电磁阀气缸管道接口上。

对上述技术方案的进一步限定，所述发动机架由槽钢或方管制成，包括发动机后防御板固定架，所述发动机后防御板固定架底部设有发动机架支撑脚，所述发动机后防御板固定架一端设有左侧防御储物舱支撑架、12V发动机启动电池支撑架和12V发动机启动电池安装板，所述发动机后防御板固定架另一端设有倒挡器气缸固定轴、发动机换挡气缸固定轴和右防御储物舱支撑架，所述发动机后防御板固定架顶部设有伺服云台支撑架和后向双目摄像头支撑架，所述发动机后防御板固定架一侧设有汽油油箱支撑架；

所述防御储物舱结构为：左储物舱底板、左侧储物舱内衬板、左侧储物舱前内衬钢板、发动机防御钢板、左右储物舱后防御钢板均为钢板并通过焊接连接在一起；左侧防御壁为钢板材质通过螺丝连接在左储物舱底板的固定柱上；所述左储物舱底板用螺丝安装在底盘车架系统的左防御储物舱固定架与发动机架的左侧防御储物舱支撑架上；右侧储物舱底板、右侧储物舱内衬板、右侧气压系统内衬板、右侧储物舱前板、发动机防御板均为钢板并通过焊接连成一体；右侧防御钢板通过螺丝固定在右侧储物舱底板的固定柱上；所述右侧储物舱底板通过螺丝固定在底盘车架系统的右防御储物舱固定架上；电力气压系统防御钢板、控制系统防御钢板通过螺丝安装在底盘车架系统的左防御储物舱固定架、右防御储物舱固定架上；底部防御钢板用螺丝固定在底盘车架系统的底部防御板支撑架上；正向斜面防御钢板与正向底盘防御钢板为高强度防御钢板并通过焊接成为一体，且通过螺丝固定在底盘车架系统的正向防御支撑架上，所述正向斜面防御钢板一侧设有右侧气压系统防御钢板；发动机后防御钢板通过螺丝固定在发动机架的发动机后防御板固定架上。

对上述技术方案的进一步限定，所述工作模块包括下固定挂钩、工作模块固定板、工作模块电子固定销固定孔、工作模块、上固定挂钩；所述下固定挂钩、工作模块固定板、上固定挂钩为钢板制成并采用焊接固定在一起形成与气压液压系统中的机械臂工作台固定连接的工作台固定座，所述工作模块电子固定销固定孔是在工作模块固定板上打的孔，所述工作模块是根据专用功能而定向研制的工作模块并采用焊接固定在工作模块固定板上。

对上述技术方案的进一步限定，所述车顶云台及传感器座包括汽油油箱加油口、汽油油箱加油口保护板、前向双目系统右目、储物舱壁、前向双目系统左目、双目摄像头舱、作业伺服云台安装台、储物舱底、后双目摄像头安装座、车顶传感器座固定孔、汽油油箱固定孔、固定螺丝；

所述汽油油箱加油口保护板、前向双目系统右目、储物舱壁、前向双目系统左目、双目摄像头舱、储物舱底均为钢材并采用焊接连接成箱体结构，所述汽油油箱加油口是通过钻铣打孔而只加工在储物舱底上；所述作业伺服云台安装台采用钢材制成并用螺丝固定在发动机架的伺服云台支撑架上，所述后双目摄像头安装座为钢材制成并焊接在发动机架的后向双目摄像头支撑架上，所述车顶传感器座固定孔与汽油油箱固定孔是采用台钻及机床钻铣的工艺在储物舱底上打孔，所述固定螺丝将车顶传感器座等固定在发动机架上。

对上述技术方案的进一步限定，所述控制系统包括：设于底板车架系统前后部的后左灯及备用摄像头生物传感器模块、后右灯及备用摄像头生物传感器模块、前向左灯及摄像头生物传感器模块、前向右灯及摄像头生物传感器模块里的所有摄像头通过网线接入智能决策控制系统的交换机电路板的网口中，所有车灯通过功率电缆接入机器人执行系统主板的MOS管电路接口 DRIVE_OUT33～39端口，生物传感器通过信号电缆接入机器人执行系统主板的 B_INPUT_CH2～5；设于底板车架系统前部的前向双目摄像头左目、前向双目摄像头右目以及后部的后双目传感兼定位系统天线模块的摄像头通过网线连接在智能决策控制系统的交换机电路板的网口中；与前向双目摄像头左目和前向双目摄像头右目连接的2.4G图传天线、设于后双目传感兼定位系统天线模块上的5G通信天线和WIFI天线、433MHZ数据传输模块天线、900MHZ通信天线通过SMA馈线连接到智能决策控制系统的2.4G图传模块、5G通信模块、智能决策主板的WIFI模块、433MHZ通信模块、900MHZ通信模块的SMA插座上； 24V气压系统电磁阀组接线端接在底盘车架系统的气压电磁阀组的电磁阀接线端上，所述气压系统电磁阀组接线端的功率线缆另一端接在机器人执行系统主板的DRIVE_OUT1～7端口；液压系统总油路电磁阀、一号液压缸电磁阀、二号液压缸电磁阀、三号液压缸电磁阀通过功率线缆接在机器人执行系统主板的DRIVE_OUT9～19端口；用电磁阀固定螺丝将液压系统总油路电磁阀、一号液压缸电磁阀、二号液压缸电磁阀、三号液压缸电磁阀、预留液压马达电磁阀安装在底盘车架系统上；用电池组固定螺丝将24V铅蓄电池组安装在底盘车架系统上；

后双目传感兼定位系统天线模块的雷达通过CAN信号线连接到智能决策控制系统的遥控主板的CAN总线接口上；后双目传感兼定位系统天线模块的 GPS/北斗定位系统的天线通过SMA馈线连接在智能决策控制系统里的GPS/北斗定位模块上；后双目传感兼定位系统天线模块的后双目摄像头云台通过PWM 信号线与供电线缆接在机器人执行系统主板的PWM4～5接口与5V、24V供电接口上；12V铅蓄电池组中的12V发电机点火电池的负极搭铁,正极线缆接在12V 发电机正极线缆上并与机器人执行系统主板的12V输入端口；所述24V铅蓄电池组的负极搭铁，正极接在28V发电机的稳压保护模块的正极接口上，并从24V铅蓄电池组正极接线端上给机器人执行系统主板的24V直流供电接口接一根供电电缆；转向液压缸收缩限位器与转向液压缸推出限位器通过信号线与5V供电线接入机器人执行系统主板的INPUT_CH2、INPUT_CH1、5V供电接口上；设于机械臂大臂上的机械臂大臂下降限位器与机械臂大臂上升限位器通过信号线与5V供电线接入机器人执行系统主板的INPUT_CH4、INPUT_CH3、 5V供电接口上；设于机械臂小臂上的机械臂小臂下降限位器与机械臂小臂上升限位器通过信号线与5V供电线接入机器人执行系统主板的INPUT_CH6、 INPUT_CH5、5V供电接口上；设于底盘悬挂系统上的转向液压缸角度传感器通过信号线与供电线接入机器人执行系统主板的ADC2通道、5V供电接口；设于机械臂大臂上的机械臂大臂角度传感器通过信号线与供电线接入机器人执行系统主板的ADC3通道、5V供电接口；设于机械臂小臂上的机械臂小臂角位移传感器通过信号线与供电线接入机器人执行系统主板的ADC4通道、5V供电接口；设于汽油油箱上的汽油油箱油位传感器通过信号线与供电线接入机器人执行系统主板的ADC5通道、5V供电接口；油泵控制线路接口是两根供电线缆一端接在接插件上，再接在动力系统的油泵上，油泵控制线路接口另一端的正极接在24V电瓶正极上，负极接在机器人执行系统主板的DRIVE_OUT8接口上；发电机油门阻风及启动电机控制盒内设有油门舵机、阻风舵机、启动电机继电器、发动机档位传感器、发动机状态传感器部件，通过信号线与5V供电线分别接入机器人执行系统主板的PWM1、PWM2、State_detection_K_26_2、 B_INPUT_CH6～11、B_INPUT_CH12接口；设于机械臂工作台上的机械臂小臂工作台固定销舵机和机械臂小臂角位移传感器通过信号线与供电线接入机器人执行系统主板的PWM3与5V供电接口；所述智能决策控制系统的串口线、CAN 信号线、5V供电功率线缆、24V供电功率线缆接入机器人执行系统主板的 USAR2T、P13的CAN_H与CAN_L、5V供电、24V供电接口。

对上述技术方案的进一步限定，所述地面站遥控系统包括：发动机启动按键、发动机停机按键、机动离合电位器拨片开关、工作模式XY二维遥杆控制电位器、油门与转向遥杆电位器、机械臂升降与发动机档位切换遥杆模块、右转向灯按键、工作模式切换按键、工作确认按键、工作准备按键、左转向灯按键、功能模式调节电位器、前进倒退切换拨片开关、大灯开关、工作大灯、工作模块切换固定销控制拨片开关、阻风开关、夜灯开关、工作暂停键、刹车按键通过在地面站碳纤维面板上打孔用螺母固定内部用信号线接在遥控主板的对应接口上；MHZ频段数传天线SMA接口、MHZ数传通信天线SMA接口为SMA母端，通过在地面站碳纤维面板上打孔用螺母固定，内部用馈线接在 MHZ通信模块、MHZ通信模块的SMA母端接口上；耳机接口、话筒接口通过在地面站屏幕碳纤维面板上打孔用螺母固定，内部用信号线接在地面站主板的耳机接口孔与话筒接口孔上；串口通信接口、USB接口号、USB接口号通过给屏幕碳纤维面板上打孔用螺丝固定，内部用信号线接在地面站主板的九针串口、USB1、USB2接口上；10寸液晶显示屏通过在地面站屏幕碳纤维板上开框用螺丝固定，用HDMI线接在地面站主板的HDMI接口上；图传通信模块天线SMA接口、2.4G图传通信模块天线SMA接口通过在屏幕地面站碳纤维板上开孔用螺母固定，内部通过馈线连接在地面站遥控主板的图传通信模块、2.4G 图传通信模块的SMA接口上；5G通信模块SMA接口、GPS/北斗导航定位系统天线SMA接口通过在屏幕地面站碳纤维板上开孔用螺母固定，内部通过馈线连接在地面站主板的G通信模块、GPS/北斗导航定位模块的SMA母端接口； DC12V充电接口、12V直流电源输出接口通过在地面站碳纤维板上开孔用螺母固定，内部通功率线与信号线接在电池的充电接口、电池的放电接口；键盘通过螺丝固定在地面站碳纤维板上，内部用信号线穿过碳纤维板接在地面站主板的USB接口；千兆以太网通信输出接口通过在地面站碳纤维板上开孔用螺丝固定，内部通过网线接在地面站主板的网口上；总开关通过在地面站碳纤维板上开孔用螺丝固定，内部通过功率线串联接在电源放电接口线上；鼠标通过在地面站碳纤维板上开孔用螺丝固定，内部通过信号线接在地面站主板的USB接口上；433MHZ兼900MHZ数传通信天线通过馈线接在433MHZ数传通信天线SMA接口与900MHZ频段数传天线SMA接口上。

本发明与现有技术相比的优点：

1、本方案中只使用4个主摄像头与一块24G毫米波雷达、4块备用摄像头、一块77G毫米波雷达，国产处理器系统，优势是成本可以降到很低，更加安全，并且系统使用国产处理器系统，在移动机器人及车辆行业本控制系统方案可以让成本更低；

2、本发明传感器系统使用多摄像头加77G毫米波雷达的方式，实现无人驾驶功能，随着软件系统的更新改进可以实现大于L4到L5级的智能驾驶水平，而基于毫米波雷达系统或基于激光雷达系统根本在理论上实现不了最高智能水平，激光雷达与毫米波雷达无法识别机器人前方障碍物或地面的材质从而误判路况导致车祸发生存在很大隐患；

3、本系统有机器人控制系统与地面站系统，可以实现简单自动驾驶与人机配合驾驶，在农业、工业、军事方面特殊复杂环境中可以迅速切换到人机协同驾驶模式，模块化设计的机器人可以加载任何工作模块来作业，硬件平台在理论上给工作模块与软件系统留有无限扩展余地，使机器人代替人类去环境复杂恶劣的地方工作；在军事领域加强防御储物舱的厚度可以实现防弹。

4、本方案模块化设计，硬件模块化组合，工作模块与轮式机器人及车辆控制平台智能化管理控制系统配套，解决目前现有的功能单一简单等劣势，可以不断增加适应于农业、工业、军事范畴内的多种作业种类只取决于添加的工作模块，软件可扩展空间大，不断升级软件系统；用途范围广，可以应用在农作的旋耕、开沟、施肥、搬运、除草等作业，可以替代小型拖拉机、农药机、旋耕机、开沟机、施肥机等农用机械设备可以做的工作；在民用工业生产领域可以替代小型叉车、铲车等机械设备的工作；只需要更换工作模块及添加相关设备就可应用于军事领域，可以应用在作战、侦查、后勤搬运及运输等完成相应的工作，添加排雷检查装备就可以排雷、更换工作模块就可以搬运装卸弹药及食物等后期物资、将工作模块取掉或换成定制的置物箱再加上机器人机体的防御储物舱就可以装大量物质可以在战场上运输物资，将预留伺服云台的位置上安装进攻性武器像枪支、榴弹炮等就可以实现远程作战任务，总之可以将很多恶劣环境下的工作人员从恶劣环境中解救出来；

5、本方案地面站采用更先进数据传输压缩技术，用低频段低带宽无线电台传输重要大量数据，因此抗干扰能力更强。

附图说明

图1为本发明的分解结构示意图；

图2为本发明的立体结构示意图；

图3为本发明的侧视结构图；

图4为本发明中底盘悬挂装置的结构示意图；

图5为本发明中底盘车架系统的结构示意图一；

图6为本发明中底盘车架系统的结构示意图二；

图7为本发明中动力系统的汽油油箱结构示意图；

图8为本发明中动力系统的汽油机结构示意图一；

图9为本发明中动力系统的汽油机结构示意图二；

图10为本发明中气压液压系统的结构示意图；

图11为本发明中控制系统的结构示意图；

图12为本发明中发动机架的结构示意图；

图13为本发明中放于储物舱的结构示意图一；

图14为本发明中放于储物舱的结构示意图二；

图15为本发明中地面站遥控系统的结构示意图；

图16为本发明中工作模块的结构示意图；

图17为本发明中车顶云台及传感器座的结构示意图；

图18为本发明的控制系统原理图；

图19为本发明的液压系统控制原理流程图；

图20为本发明的气压系统控制原理流程图；

图21为本发明的控制系统电气原路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

请参阅图1-21，详述本发明的实施例。

一、机器人具体结构。

模块化多用途轮式机器人，如图1-3所示，包括底盘车架系统2和地面遥控系统8，所述底盘车架系统2下部设有底盘悬挂装置1，所述底盘车架系统2上部设有发动机架6，所述发动机架6上用于固定驱动底盘悬挂装置1走行的动力系统3，所述底盘车架系统2前部设有气压液压系统4，所述气压液压系统4前端上设有工作模块9，所述底盘车架系统2上设有车顶云台及传感器座10，所述车顶云台及传感器座10上设有控制系统5，所述底盘车架系统2两侧设有防御储物舱7。

如图5和6所示，所述底盘车架系统2是采用槽钢或方钢与钢板材料经过焊接而成，包括由槽钢或方管制成的车架本体2-2，前桥悬挂连接座2-1、液压缸连接轴固定座2-7、大臂限位器座2-9、转向摇臂固定轴2-14、天线固定座2-16、转向摇臂角位移传感器固定座2-18、后桥悬挂摇臂固定轴座2-20 为钢材采用焊接方式固定在车架本体2-2上；刹车气室2-4采用螺丝固定在车架本体2-2上一侧，刹车连杆2-3与刹车气室2-4采用螺丝连接固定；气压系统储气罐2-5为钢材采用螺丝固定在车架本体2-2上另一侧；大臂角度传感器连杆2-6采用螺丝固定方式将连杆摇臂固定在霍尔角位移传感器轴上，连杆另一端采用螺丝穿过微型轴承套在大臂固定孔上，当大臂运动时通过连杆带动霍尔角位移传感器以相同的角速度与角位移旋转；气压电磁阀组2-8 采用螺丝安装车架本体2-2中部；大臂关节轴销2-10为圆钢材穿过车架本体 2-2中部固定孔与气压液压系统4的大臂关节孔，将气压液压系统4的液压机械臂大臂与车架本体2-2连接在一起；四驱分动箱2-11通过螺丝固定在车架本体2-2上中部；四驱离合气缸2-12采用螺丝与四驱分动箱2-11连接；后桥差速器传动系统2-13通过螺丝安装在车架本体2-2后部；后桥悬挂传动轴 2-15的6牙花键轴插入后桥差速器传动系统2-13的动力输出孔6牙花键轴孔；倒挡器2-19固定在车架本体2-2上后部，发动机输出传动轴2-17一端与四驱分动箱2-11输入轴通过花键轴套连接，另一端与倒挡器2-19输出轴六牙花键轴连接，所述倒挡器2-19上设有倒挡气缸固定螺母2-28；所述车架本体 2-2后端设有发动机架固定孔2-21，发动机架6中的发动机架支撑脚6-4用螺丝安装在发动机架固定孔2-21上；所述车架本体2-2后部设有倒挡器动力输入孔2-23，动力系统3中的发动机动力输出副轴3-18插入倒挡器动力输入孔2-23；所述车架本体2-2后部设有后桥悬挂减震固定座2-22，所述车架本体2-2一侧设有左防御储物舱固定架2-24，所述车架本体2-2另一侧设有右防御储物舱固定架2-25，所述车架本体2-2前部设有正向防御支撑架2-26和正向防御固定座2-29，所述车架本体2-2下部设有底部防御板支撑架2-27。

工作原理为：当发动机输出动力传给四驱分动箱2-11，控制系统控制四驱离合气缸2-12伸缩来控制四驱分动箱2-11的输入轴与前后桥输出轴动力分离与吸合从而控制四驱系统动力的切断与工作，并从四驱分动箱2-11常动输出轴输出动力驱动液压泵与气压泵，气压泵输出气路输入储气罐压缩，储气罐总输出气路输入气压电磁阀通过控制系统控制气压电磁阀来切换所有气压缸与刹车气室的伸缩状态。车架的功能有固定支撑发动机系统、液压气压系统、控制系统、四驱悬挂系统、防御储物舱系统等。

如图4所示，所述底盘悬挂装置1包括前轮毂1-26和后轮毂1-25，所述前轮毂1-26用轮毂螺丝1-1固定在前桥刹车鼓1-10上；前轮胎1-2采用未充气状态下套在前轮毂1-26上再充气；前桥差速器外壳1-5与前桥固定臂 1-14、前悬挂固定螺栓1-15采用焊接的方式固定为一体；前桥传动轴1-8的内六牙花键轴套在前桥差速器上的公六牙花键轴上；前桥右橡胶减震垫1-4 与前桥左橡胶减震垫1-9放在前桥的减震橡胶固定座内；后悬挂固定螺栓螺母1-3拧在四根前悬挂固定螺栓1-15上将前桥固定在底盘车架系统2的四个前桥悬挂连接座2-1上；后左悬挂下摇臂1-22与后桥左悬挂上摇臂1-23通过悬挂球头固定在后桥羊角1-18上，所述后桥羊角1-18固定在后桥法兰1-19 上；用螺丝将后桥左减震1-24下端固定在后左悬挂下摇臂1-22的减震安装座上，所述后桥左减震1-24上端固定在底盘车架系统2的后桥悬挂减震固定座2-22上；用后桥悬挂摇臂固定轴1-21将后左悬挂下摇臂1-22与后桥左悬挂上摇臂1-23固定在底盘车架系统2的四个后桥悬挂摇臂固定轴座2-20上；

后右轮通过后右悬挂下摇臂1-6、后桥右减震1-11、后桥右悬挂上摇臂 1-16、后桥转向拉杆摇臂传感轴1-17独立悬挂，与后左轮悬挂安装方法同理，因此不做详细说明。

用螺丝将后桥悬挂转向拉杆1-7固定在后桥转向拉杆传感摇臂1-12、后桥转向拉杆摇臂1-13和后桥羊角1-18上；用轮毂螺丝1-1将后轮毂1-25安装在后桥法兰1-19上；后轮胎1-20在未充气状态下套在后轮毂1-25上；所述底盘车架系统2的后桥悬挂传动轴2-15穿过后桥羊角1-18后安装在后桥法兰1-19上。

所述底盘悬挂装置1具有4驱全时越野机动能力，前进角与离去角均可以为90度、四驱轮可以更换为四驱履带轮增加机动越野能力。悬挂系统采用前桥为橡胶减震系统、后桥采用双叉臂悬挂系统，转向采用液压转向系统。

如图7、8、9所示，所述动力系统3包括汽油机3-7、过滤式净化消音器 3-1、水冷散热器3-8、汽油油箱3-9和设于汽油油箱3-9一侧的副油箱3-15，所述汽油机3-7下部固定有发动机底座3-16，所述汽油机3-7一侧设有启动电机3-17；所述过滤式净化消音器3-1与排气管3-4为钢铁材质采用焊接连接；所述排气管3-4与汽油机3-7采用螺栓固定；化油器3-6与汽油机3-7 采用螺栓固定；进油管3-3为防火软管一端套在化油器3-6的进油口且另一端套在副油箱3-15的油箱出油管3-13上并采用螺栓膨胀箍；散热系统水管 3-2一端套在水冷散热器3-8进水口与汽油机3-7出水口上并用螺栓膨胀箍固定；进气过滤器3-5用螺丝固定在化油器3-6进气口；副油箱进油管3-10 为防火软管一端套在汽油油箱3-9出油口另一端套在油泵3-12进油口上并用螺栓膨胀箍固定；所述油泵3-12出油口与副油箱3-15进油口通过防火软管用螺栓膨胀箍固定；油箱进油口3-14为钢铁材质与汽油油箱3-9经过焊接固定；副油箱排气管3-11为防火软管通过螺栓膨胀箍固定在汽油油箱3-9与副油箱3-15上；所述发动机底座3-16由钢板制成用螺丝将动力系统3固定在发动机架6上；所述汽油机3-7上的发动机动力输出副轴3-18插进底盘车架系统2的倒挡器动力输入孔2-23；用档位气缸固定螺母3-20将气压液压系统4的23换挡器气缸4-23固定在档位切换杆3-19上；用车顶云台及传感器座 10的固定螺丝10-12将汽油油箱3-9的汽油油箱固定螺丝孔3-21固定在车顶云台及传感器座10的汽油油箱固定孔10-11里。

工作原理：汽油油箱3-9的油料通过油泵3-12泵入副油箱3-15后，因重力输入发动机的化油器3-6里供应大于25马力的汽油机3-7的工作，并且汽油油箱3-9有油位传感器实时将油量信息传给控制系统，大于25马力的汽油机3-7在控制系统的控制下启动进入工作后产生的热量通过水冷散热器3-8 散热，废气通过排气管3-4与过滤式净化消音器3-1净化排除。大于25马力的汽油机3-7副轴输出动力给车架系统的倒挡器输入给车架底盘系统，发电机产生的电能输入给控制系统的12V启动电源。

如图10所示，所述气压液压系统4包括大臂液压缸4-26、小臂液压缸 4-28、机械臂大臂4-33、液压总油路开关油路块4-1、转向液压缸4-38、液压泵4-39、气压缸4-40；所述液压总油路开关油路块4-1通过液压管连接液压多路油路块4-2的返回油路口；液压泵输出油路接头4-4通过机器压接连接液压泵输出总油路管4-3；液压油路返回油路管4-5与所述液压泵输出总油路管4-3通过液压直通接头连接在液压总油路开关油路块4-1上；防火转向油缸软油管4-13、防火大臂液压缸软油管4-20、防火小臂液压缸软油管4-25 通过直通接头连接在液压多路油路块4-2上；防火转向油缸软油管4-13的一端通过液压90度接头连接所述转向液压缸4-38的进油口与出油口；所述防火大臂液压缸软油管4-20的一端通过液压90度接头连接所述大臂液压缸 4-26；所述防火小臂液压缸软油管4-25的一端通过液压90度接头连接小臂液压缸4-28；所述大臂液压缸4-26的大臂液压缸顶关节轴4-27通过液压销子固定在机械臂大臂4-33上；所述大臂液压缸4-26的大臂液压缸的固定轴4-41通过液压销子安装在底盘车架系统2的液压缸连接轴固定座2-7上；所述小臂液压缸4-28的小臂液压缸固定轴4-29通过液压销子固定在机械臂大臂4-33；所述机械臂大臂4-33前端设有机械臂小臂4-37，所述机械臂小臂 4-37上部设有机械臂工作台4-45；所述小臂液压缸4-28的小臂液压缸顶关节轴4-42通过液压销子固定在机械臂小臂4-37上；所述机械臂大臂4-33通过传感器座固定销4-43固定在机械臂小臂4-37的机械臂小臂角位移传感器座4-36处，所述传感器座固定销4-43是小臂与大臂固定用的固定销，是用圆钢的一端经过打孔处理专门安装角位移传感器，另一端经过车削与热处理加工而成的具有角位移安装与大臂小臂连接固定功能的固定销；工作模块平台电子固定销4-32插在机械臂小臂4-37的固定销孔里通过控制系统5的机械臂小臂工作台固定销舵机5-34连接进行推拉运动；所述液压泵输出油路接头4-4通过螺丝固定在所述液压泵4-39的输出油口处；液压系统油箱4-34 的液压油箱输出口4-30通过螺丝固定在所述液压泵4-39的输入油口处；液压油路返回油路管4-5通过螺丝膨胀箍套接在液压系统油箱4-34的液压油箱输入口4-31上；液压油箱加油口4-35是带螺纹的盖子通过螺纹拧紧在液压系统油箱4-34上；

所述转向液压缸4-38的转向油缸固定轴4-15固定在底盘车架系统2的转向液压缸的固定孔上；所述转向液压缸的4-38的转向油缸顶关节轴4-14 固定在底盘悬挂装置1的后桥转向拉杆传感摇臂1-12的转向螺栓上；顺时针单向链轮4-6固定在底盘车架系统2的四驱分动箱2-11的前向常动输出轴上；逆时针单向链轮4-7固定在底盘车架系统2的四驱分动箱2-11的前向从动轴上；液压泵链条4-8将顺时针单向链轮4-6、逆时针单向链轮4-7、液压泵链轮4-9链接在一起将发动机输出的动力传给液压泵，使液压泵永远向一个方向转动给液压系统可以随发动机的工作一直提供压强；气泵链条4-10将液压泵链轮4-9、气泵链轮4-11链接在一起，将液压泵的动力传给气泵，使气泵能随发动机一直向单个方向转动从而给储气罐加压；发电机链条4-18将气泵链轮4-11与控制系统5的28V发电机5-7的链轮链接在一起，使发电机可以随发动机的工作一直给控制系统5的24V电池组进行发电供电；倒挡器气缸 4-16的倒挡器气缸顶关节轴4-17用螺丝固定在底盘车架系统2的倒挡器2-19 倒挡杆上；倒挡器气缸4-16的倒挡器气缸固定轴4-21用螺丝固定在发动机架6的倒挡器气缸固定轴6-7上；换挡器气缸4-23的换挡器顶关节轴4-24 用螺丝固定在动力系统3的档位切换杆3-19上；换挡器气缸4-23的换挡器气缸固定轴4-22用螺丝固定在发动机架6的发动机换挡气缸固定轴6-8处；防火倒挡器气缸软管4-12用带螺丝的皮管固定盖固定在底盘车架系统2的气压电磁阀组2-8的倒挡电磁阀气缸管道接口上；防火换挡器气缸软管4-19用带螺丝的皮管固定盖固定在底盘车架系统2的气压电磁阀组2-8的换挡电磁阀气缸管道接口上。所述液压泵4-39一侧通过固定螺丝4-44固定以后气压缸4-40。

原理：动力系统的发动机输出动力传给底盘车架系统的分动箱上，分动箱将动力通过两个单向链轮输出给液压泵与气泵给液压系统与气压系统提供压强。控制系统控制液压电磁阀、气压电磁阀来控制液压系统的油路、气压系统的气路来控制液压系统、气压系统进行工作。

如图12所示，所述发动机架6由槽钢或方管制成，包括发动机后防御板固定架6-9，所述发动机后防御板固定架6-9底部设有发动机架支撑脚6-4，所述发动机后防御板固定架6-9一端设有左侧防御储物舱支撑架6-1、12V发动机启动电池支撑架6-2和12V发动机启动电池安装板6-3，所述发动机后防御板固定架6-9另一端设有倒挡器气缸固定轴6-7、发动机换挡气缸固定轴 6-8和右防御储物舱支撑架6-10，所述发动机后防御板固定架6-9顶部设有伺服云台支撑架6-5和后向双目摄像头支撑架6-11，所述发动机后防御板固定架6-9一侧设有汽油油箱支撑架6-6。

作用：支撑发动机、发动机系统附件、汽油油箱、液压油箱、防御储物舱、传感器、云台等系统部件。

如图13和14所示，所述防御储物舱7结构为：左储物舱底板7-1、左侧储物舱内衬板7-3、左侧储物舱前内衬钢板7-6、发动机防御钢板7-17、左右储物舱后防御钢板7-18均为钢板并通过焊接连接在一起；左侧防御壁7-2为钢板材质通过螺丝连接在左储物舱底板7-1的固定柱上；所述左储物舱底板 7-1用螺丝安装在底盘车架系统2的左防御储物舱固定架2-24与发动机架6 的左侧防御储物舱支撑架6-1上；右侧储物舱底板7-12、右侧储物舱内衬板7-8、右侧气压系统内衬板7-10、右侧储物舱前板7-11、发动机防御板7-4 均为钢板并通过焊接连成一体；右侧防御钢板7-14通过螺丝固定在右侧储物舱底板7-12的固定柱上；所述右侧储物舱底板7-12通过螺丝固定在底盘车架系统2的右防御储物舱固定架2-25上；电力气压系统防御钢板7-15、控制系统防御钢板7-16通过螺丝安装在底盘车架系统2的左防御储物舱固定架 2-24、右防御储物舱固定架2-25上；底部防御钢板7-7用螺丝固定在底盘车架系统2的底部防御板支撑架2-27上；正向斜面防御钢板7-5与正向底盘防御钢板7-9为高强度防御钢板并通过焊接成为一体，且通过螺丝固定在底盘车架系统2的正向防御支撑架2-26上，所述正向斜面防御钢板7-5一侧设有右侧气压系统防御钢板7-13；发动机后防御钢板7-19通过螺丝固定在发动机架6的发动机后防御板固定架6-9上。

作用：防御储物舱的作用为可以让机器人整体系统不仅可以承载一定重量体积的货物，还可以让机器人整体具有较强的防御能力。机器人整体系统如果用于民用则可以降低防御能力将防御性钢板厚度与强度降低，而如果该机器人用于军用领域则防御性钢板可以根据军事用途需求而增加防御性钢板的厚度与强度实现正向防弹功能与侧向轻度防弹功能。

如图17所示，所述车顶云台及传感器座10整体由钢材制成，包括汽油油箱加油口10-1、汽油油箱加油口保护板10-2、前向双目系统右目10-3、储物舱壁10-4、前向双目系统左目10-5、双目摄像头舱10-6、作业伺服云台安装台10-7、储物舱底10-8、后双目摄像头安装座10-9、车顶传感器座固定孔 10-10、汽油油箱固定孔10-11、固定螺丝10-12；所述汽油油箱加油口保护板10-2、前向双目系统右目10-3、储物舱壁10-4、前向双目系统左目10-5、双目摄像头舱10-6、储物舱底10-8均为钢材并采用焊接连接成箱体结构，所述汽油油箱加油口10-1是通过钻铣打孔而只加工在储物舱底10-8上；所述作业伺服云台安装台10-7采用钢材制成并用螺丝固定在发动机架6的伺服云台支撑架6-5上，所述后双目摄像头安装座10-9为钢材制成并焊接在发动机架6的后向双目摄像头支撑架6-11上，所述车顶传感器座固定孔10-10与汽油油箱固定孔10-11是采用台钻及机床钻铣的工艺在储物舱底10-8上打孔，所述固定螺丝10-12将车顶传感器座等固定在发动机架6上。

作用：支撑固定前后双目摄像头、预留伺服云台等，并可以存储预留伺服云台上的设备系统等、还可以保护油箱进油口遇到火种引起火灾。

上述为机器人车辆的整体结构，属于微型4驱越野平台，长度2米、宽度0.9米、高度1.1米。四轮可换为4条履带轮，留有传动动力预留接口，电力供电预留接口、液压站预留接口、气压系统预留接口，可实现多用途全地形无人驾驶作业的功能，可以应对各类陆地复杂恶劣的作业环境，可涉水深度0.7米，优势为可靠成本低功能强大。

如图11所示，所述控制系统5包括：设于底板车架系统2前后部的后左灯及备用摄像头生物传感器模块5-1、后右灯及备用摄像头生物传感器模块 5-17、前向左灯及摄像头生物传感器模块5-21、前向右灯及摄像头生物传感器模块5-26里的所有摄像头通过网线接入智能决策控制系统5-9的交换机电路板的网口中，所有车灯通过功率电缆接入机器人执行系统主板5-16的MOS 管电路接口DRIVE_OUT33～39端口，生物传感器通过信号电缆接入机器人执行系统主板5-16的B_INPUT_CH2～5；设于底板车架系统2前部的前向双目摄像头左目5-24、前向双目摄像头右目5-25以及后部的后双目传感兼定位系统天线模块5-36的摄像头通过网线连接在智能决策控制系统5-9的交换机电路板的网口中；与前向双目摄像头左目5-24和前向双目摄像头右目5-25连接的 2.4G图传天线5-27、设于后双目传感兼定位系统天线模块5-36上的5G通信天线5-28和WIFI天线5-29、433MHZ数据传输模块天线5-30、900MHZ通信天线5-35通过SMA馈线连接到智能决策控制系统5-9的2.4G图传模块、5G 通信模块、智能决策主板的WIFI模块、433MHZ通信模块、900MHZ通信模块的SMA插座上；28V发电机5-7的气压系统电磁阀组接线端5-4接在底盘车架系统2的气压电磁阀组2-8的电磁阀接线端上，所述气压系统电磁阀组接线端5-4的功率线缆另一端接在机器人执行系统主板5-16的DRIVE_OUT1～7端口；液压系统总油路电磁阀5-10、一号液压缸电磁阀5-11、二号液压缸电磁阀5-12、三号液压缸电磁阀5-13通过功率线缆接在机器人执行系统主板5-16 的DRIVE_OUT9～19端口；用电磁阀固定螺丝5-40将液压系统总油路电磁阀 5-10、一号液压缸电磁阀5-11、二号液压缸电磁阀5-12、三号液压缸电磁阀5-13、预留液压马达电磁阀5-38安装在底盘车架系统2上；用电池组固定螺丝5-39将24V铅蓄电池组5-5安装在底盘车架系统2上；

后双目传感兼定位系统天线模块5-36的雷达通过CAN信号线连接到智能决策控制系统5-9的遥控主板的CAN总线接口上；后双目传感兼定位系统天线模块5-36的GPS/北斗定位系统的天线通过SMA馈线连接在智能决策控制系统5-9里的GPS/北斗定位模块上；后双目传感兼定位系统天线模块5-36的后双目摄像头云台5-37通过PWM信号线与供电线缆接在机器人执行系统主板 5-16的PWM4～5接口与5V、24V供电接口上；24V铅蓄电池组5-5中的12V发电机点火电池5-8的负极搭铁的正极线缆接在12V发动机正极线缆上与机器人执行系统主板5-16的12V输入端口加变压模块并取掉主板上的上拉电阻接入ADC1；所述24V铅蓄电池组5-5的负极搭铁的正极接在28V发电机5-7的稳压保护模块的正极接口上，并从24V铅蓄电池组5-5正极接线端上给机器人执行系统主板5-16的24V直流供电接口加变压模块并取掉主板上的上拉电阻接入ADC6接一根供电电缆；转向液压缸收缩限位器5-2与转向液压缸推出限位器5-3通过信号线与5V供电线接入机器人执行系统主板5-16的 INPUT_CH2、INPUT_CH1、5V供电接口上；设于机械臂大臂4-33上的机械臂大臂下降限位器5-22与机械臂大臂上升限位器5-23通过信号线与5V供电线接入机器人执行系统主板5-16的INPUT_CH4、INPUT_CH3、5V供电接口上；设于机械臂小臂4-37上的机械臂小臂下降限位器5-31与机械臂小臂上升限位器5-32通过信号线与5V供电线接入机器人执行系统主板5-16的INPUT_CH6、 INPUT_CH5、5V供电接口上；设于底盘悬挂系统1上的转向液压缸角度传感器 5-6通过信号线与供电线接入机器人执行系统主板5-16的ADC2通道、5V供电接口；设于机械臂大臂4-33上的机械臂大臂角度传感器5-18通过信号线与供电线接入机器人执行系统主板5-16的ADC3通道、5V供电接口；设于机械臂小臂4-37上的机械臂小臂角位移传感器5-33通过信号线与供电线接入机器人执行系统主板5-16的ADC4通道、5V供电接口；设于汽油油箱3-9上的汽油油箱油位传感器5-20通过信号线与供电线接入机器人执行系统主板 5-16的ADC5通道、5V供电接口；左右刹车、档位、倒档、机动离合的气压缸限位器为预留传感器根据情况选择是否安装，安装方式为限位器通过信号线与供电线缆以图21机器人控制系统的电气原理图中所示接入机器人执行系统主板5-16的INPUT_CH7～16、5V供电接口；油泵控制线路接口5-14是两根供电线缆一端接在接插件上，再接在动力系统3的油泵3-12上，油泵控制线路接口5-14另一端的正极接在24V电瓶正极上，负极接在机器人执行系统主板5-16的DRIVE_OUT8接口上；发电机油门阻风及启动电机控制盒5-19内设有油门舵机、阻风舵机、启动电机继电器、发动机档位传感器、发动机状态传感器部件，通过信号线与5V供电线分别接入机器人执行系统主板5-16的 PWM1、PWM2、State_detection_K26_2、B_INPUT_CH6～11、B_INPUT_CH12接口；设于机械臂工作台4-45上的机械臂小臂工作台固定销舵机5-34和机械臂小臂角位移传感器5-33通过信号线与供电线接入机器人执行系统主板5-16的 PWM3与5V供电接口；所述智能决策控制系统5-9的串口线、CAN信号线、5V 供电功率线缆、24V供电功率线缆接入机器人执行系统主板5-16的USART2、 P13的CAN_H与CAN_L、5V供电、24V供电接口。

本车载控制系统是基于多片国产处理器组做计算，8个摄像头加两块毫米波雷达做传感器，多路数据电台加4G/5G数据通信模块做与机器人与工作站之间的通信链路，可实现控制机器人所有系统与对机器人外部环境做感知处理判断与侦查实现自主巡航工作的无人化驾驶功能及将机器人周围环境传输回地面站端，可靠性极高，成本低廉。

功能：控制机器人所有系统的工作。轮速传感器为预留扩展传感器，控制系统主要通过高精度的GPS/北斗定位系统计算运动速度。

如图15所示，所述地面店站遥控系统8包括：发动机启动按键8-1、发动机停机按键8-2、机动离合电位器拨片开关8-3、工作模式XY二维遥杆控制电位器8-4、油门与转向遥杆电位器8-5、机械臂升降与发动机档位切换遥杆模块8-6、右转向灯按键8-7、工作模式切换按键8-8、工作确认按键8-9、工作准备按键8-10、左转向灯按键8-11、功能模式调节电位器8-12、前进倒退切换拨片开关8-13、大灯开关8-14、工作大灯8-15、工作模块切换固定销控制拨片开关8-16、阻风开关8-17、夜灯开关8-32、工作暂停键8-36、刹车按键8-39通过在地面站碳纤维面板上打孔用螺母固定内部用信号线接在遥控主板的对应接口上；900MHZ频段数传天线SMA接口8-18、433MHZ数传通信天线SMA接口8-19为SMA母端，通过在地面站碳纤维面板上打孔用螺母固定，内部用馈线接在900MHZ通信模块、433MHZ通信模块的SMA母端接口上；耳机接口8-20、话筒接口8-21通过在地面站屏幕碳纤维面板上打孔用螺母固定，内部用信号线接在地面站主板的耳机接口孔与话筒接口孔上；串口通信接口 8-22、USB接口1号8-28、USB接口2号8-29通过给屏幕碳纤维面板上打孔用螺丝固定，内部用信号线接在地面站主板的九针串口、USB1、USB2接口上； 10寸液晶显示屏8-23通过在地面站屏幕碳纤维板上开框用螺丝固定，用HDMI 线接在地面站主板的HDMI接口上；图传通信模块天线SMA接口8-24、2.4G 图传通信模块天线SMA接口8-25通过在屏幕地面站碳纤维板上开孔用螺母固定，内部通过馈线连接在地面站遥控主板的图传通信模块、2.4G图传通信模块的SMA接口上；5G通信模块SMA接口8-26、GPS/北斗导航定位系统天线SMA 接口8-27通过在屏幕地面站碳纤维板上开孔用螺母固定，内部通过馈线连接在地面站主板的5G通信模块、GPS/北斗导航定位模块的SMA母端接口；DC12V 充电接口8-30、12V直流电源输出接口8-31通过在地面站碳纤维板上开孔用螺母固定，内部通功率线与信号线接在电池的充电接口、电池的放电接口；键盘8-33通过螺丝固定在地面站碳纤维板上，内部用信号线穿过碳纤维板接在地面站主板的USB3接口；千兆以太网通信输出接口8-34通过在地面站碳纤维板上开孔用螺丝固定，内部通过网线接在地面站主板的网口上；总开关 8-35通过在地面站碳纤维板上开孔用螺丝固定，内部通过功率线串联接在电源放电接口线上；鼠标8-37通过在地面站碳纤维板上开孔用螺丝固定，内部通过信号线接在地面站主板的USB4接口上；433MHZ兼900MHZ数传通信天线 8-38通过馈线接在433MHZ数传通信天线SMA接口8-19与900MHZ频段数传天线SMA接口8-18上。

本地面端工作站是基于国产处理器做计算，多路低频段<＝1Mbps低带宽无线电台与4G/5G无线模块做数据链路可以实现实时与机器人收发数据、下发目标地址等任务命令、接收机器人远程发送的信息等数据，优势是用低频段无线电台远程通信为主4G通信为辅助，抗电磁干扰能力强，可在无网络基站与有网络基站的地方可靠工作。

如图16所示，所述工作模块9在机器人的两自由度液压机械臂工作台上可加持的模块叫做工作模块，应对不同作业种类或环境更换相应的模块。包括下固定挂钩9-1、工作模块固定板9-2、工作模块电子固定销固定孔9-3、工作模块9-4、上固定挂钩9-5；所述下固定挂钩9-1、工作模块固定板9-2、上固定挂钩9-5为钢板制成并采用焊接固定在一起形成与气压液压系统4中的机械臂工作台4-45固定连接的工作台固定座，所述工作模块电子固定销固定孔9-3是在工作模块固定板9-2上打的孔，所述工作模块9-4是根据专用功能而定向研制的工作模块并采用焊接固定在工作模块固定板9-2上。

功能：欲使机器人完成什么种类的工作，就将工作模块9因工作需求定制为应对什么种类工作的工具,，并焊接固定在专用的工作台固定座上，一个工作模块固定一个工作台固定座，在工作中摆放在固定位置并与机器人小臂的工作台水平角度保持相同，由操作者操作机器人或机器人自动模式下操控机器人的小臂工作台自动到达停放工作模块的位置控制舵机控制电子固定销收缩，当小臂工作台挂在工作模块的工作台固定座的上下四个固定挂钩上时，再控制舵机伸出固定销将工作模块锁定在机械臂小臂的工作台上，同时自动接通机器人控制系统与工作模块的电源与信号线束，电子固定销是在圆钢中心打孔安装线束接插件接口制成，也是机器人机械臂与工作模块电力及信号控制线束连接的端口。

二、机器人控制系统原理

1、传感器及执行电气部分：

传感器及执行电气部分包含双目摄像头、备用摄像头、角度传感器、限位器、液压电磁阀、气压电磁阀、启动继电器、发动机油门阻风等控制盒、发动机离合伺服器、油位传感器、温度传感器、生物传感器、毫米波雷达、相关线束等。

2、执行控制主板：

执行控制主板作用是通过CAN通信与串口通信接收智能决策控制系统的执行指令后通过液压电磁阀、气压电磁阀、启动继电器、停火继电器、发动机油门阻风等控制盒、发动机离合伺服器、相关线束等电气执行器件控制车辆的液压缸、气压缸、发动机启动电机、停火线路、发动机油门、发动机阻风、发动机离合、车灯等机器人系统工作，执行控制主板作用是通过采集角度传感器、限位器、油位传感器、温度传感器、生物传感器、轮速传感器(预留可扩展)等传感器可以精确将机器人各系统及各零件的状态位移等信息采集反馈给执行控制主板，执行控制主板通过智能决策控制系统的执行指令与采集传感器的信息做处理后控制机器人运动。控制原理如图19所示的液压系统控制原理流程图：以及如图20所示为气压系统控制原理流程图。

执行控制主板电路采用主副CPU协同双控的、传感器与执行机构闭环控制等策略设计、当智能决策控制系统通过CAN通信与串口通信下发给执行控制主板指令，执行控制主板接受到指令后通过MOS管控制电磁阀来控制液压缸与气压缸，当液压缸与气压缸伸缩运动驱动角度传感器，角度传感器将角度信号发送给执行控制主板的主CPU，CPU检测角度值达到指令数据的角度值则通过MOS管控制液压缸与气缸停止运动。

3、智能决策控制系统

智能决策控制系统是通过900MHZ或433MHZ低频无线通信信道接收地面站900MHZ或433MHZ低频无线通信信道发出的低带宽控制数据信息，如果是军事需要则智能决策控制系统需要添加北斗短报文系统则通过北斗短报文通信模块接收地面站的控制信息，在电磁干扰环境下智能决策控制系统会根据机器人所处的电磁环境自动在900MHZ信道、433MHZ信道、5G通信信道、北斗短报文通信四者中自动根据机器人所处的电磁环境选择接收地面站的控制信息。

通过4个前后双目摄像头或4个前后备用摄像头采集4路摄像头视频数据流进入智能决策控制系统进行处理，在自动驾驶模式与跟随模式下处理后的图像数据识别出目标与路线后将最终处理的控制信息通过CAN总线与串口通信发送给执行控制主板做执行控制。在非自动驾驶与跟随模式的模式时，智能决策控制系统处理后的视频数据经过压缩与取舍后通过2.4GHZ无线信道、5G无线信道、1.5GHZ信道等其中一种高带宽通信信道发送给地面站，并实时显示给用户。

4、地面站

采用国产ARM架构Corter-A53内核以上、6核心以上配置的应用处理器做地面站主控板处理器，用Corter-M7内核以上的MCU处理器做遥控主板，主控板通过SPI与遥控主板通信，通过PCIE与5G通信模块连接，通过HDMI 高清接口与10寸液晶屏幕连接，通过USB与键盘、鼠标、外接扩展接口连接，通过以太网接口可以扩展其他设备及以太网。

遥控主板通过GPIO端口采集地面站的所有按键、开关、电位器、遥杆模块等元器件的电压信息，遥控主板通过串口与SPI通信总线连接433MHZ无线、 900MHZ无线、25MHZ无线、北斗短报文波段的通信、2.4GHZ无线、1.5GHZ无线、北斗导航定位等模块。

4.1地面站工作原理：

遥控主板采集所有遥杆电位器、按键的AD信号通过SPI发送给主控板，遥控主板通过串口、SPI通信总线与433MHZ、900MHZ、北斗短报文波段、2.4GHZ 无线、1.5GHZ无线、北斗导航定位等模块读取各模块的通信或定位数据后进行数据格式处理后通过SPI总线发给主控板，等主控板的控制系统程序接收到数据后在用户的控制下做完处理后再下发给遥控主板，通过遥控主板将数据通过433MHZ、900MHZ、北斗短报文波段的通信、2.4GHZ无线、1.5GHZ无线等模块发送给机器人。

4.2地面站扩展功能与领域：

地面站系统除控制本机器人以外，还可以与控制智能决策控制系统两个部分的功能可以扩展到作为中型固定翼及多旋翼无人机的飞控系统使用，可以扩展到航空科技领域。

5、机器人控制系统电气原路图如图21所示，不包含地面站控制系统工作，原理流程为：

地面站通过433MHZ通信、25MHZ通信将用户的遥控指令下发给智能决策控制系统，智能决策控制系统接收指令后开始工作，智能决策控制系统将接收到的双目摄像头的视频数据进行智能算法处理后将处理后的视频数据通过 2.4GHZ通信、5G通信、图传通信发送给地面站、如果2.4GHZ通信、5G通信、图传通信的信号被干扰或信号不良则可以自动切换到900MH通信信道将视频进行低画质压缩处理后进行非实时发送给地面站显示。

5.1非自动模式：

需要用户通过实时操控地面站的所有遥控按键及遥杆来对机器人下发指令，机器人将机器人的视频数据尽最大可能的实时发回给地面站显示给用户。

5.2自动模式：

当用户通过地面站设置为自动驾驶、自动作业、跟随模式等自动模式后、用户就可以暂时不实时操作地面站，只需要进行通过地面站显示的视频监控机器人工作在紧急情况下按暂停键做监督机器人作业的任务。机器人接收到地面站的自动工作配置命令后，自动根据北斗/GPS导航定位系统从任务出发点给终点行驶，智能决策控制系统会实时接收4个双目摄像头的视频数据做智能算法分析处理，同时实时接收77G毫米波雷达的数据进行处理，当处理后的视频数据与处理后的雷达数据任意一种数据显示机器人周围有障碍物时则智能决策控制系统会立即进行降速并进行规划避障线路规划，从而给执行控制系统主板下达各种转向及加减速或刹车等指令控制机器人进行自动避障，如果机器人周围的环境无法进行避障则立即命令机器人进行停止任何行动。本发明在民用领域中为保证安全会有四颗生物传感器，当机器人周围的四颗生物传感器任意一个传感器发现机器人周围一定范围有生物时，智能决策控制系统也会控制机器人进行躲避或立即刹车迫使机器人停止一切行动，生物传感器的安全响应距离最低为四米，这个距离可以由用户设置。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。