CN108388180B - 一种管道检测清扫机器人的控制*** - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管道检测清扫机器人的控制***，涉及清扫机器人技术领域，主要包括感应模块、信息融合决策模块、运动执行模块、无线中继模块、远程控制终端和电源模块等。本发明的控制***对全局环境的认识能力和对障碍物的识别能力强，数据检测准确，可在黑暗环境下正常工作，不需要利用线缆进行数据传输，适合复杂的管道环境。

Description

一种管道检测清扫机器人的控制***
技术领域
本发明涉及清扫机器人技术领域，尤其涉及一种管道检测清扫机器人的控制***。
背景技术
地铁通风空调管道在长期使用中会积累许多灰尘、病菌及放射物等，这些有害物质在送风过程中便污染了空气，长期被人体吸入，就会危害大众的健康，风管内很容易就会滋生并积聚大量的有害颗粒和灰尘、尘螨、细菌、病毒及碳放射物等有害物质，空调开启后，风管内和黏附在滤尘网上的灰尘和病菌就会在送风的过程中被吹到室内，一旦接触到人体皮肤或被吸入体内后沉积在呼吸道中，就可能使人产生打喷嚏、皮肤骚痒、鼻塞、哮喘等不适，甚至会引发呼吸***疾病，严重危害着人体健康。基于此，管道清扫机器人应运而生。控制***是风管清扫机器人***的灵魂，机器人的各种功能都在控制***的统一协调下实现。现有的机器人控制***大都采用线缆供电，通讯距离短，机器人对环境的感知能力差，数据传输慢，机器人控制困难，难以在复杂的管道环境中应用。如何设计一种通讯距离长、信号传输稳定的适用管道检测清扫机器人的控制***是本发明所要解决的技术问题。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种通讯距离长、信号传输稳定的适用管道检测清扫机器人的控制***。
本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：
一种管道检测清扫机器人的控制***，包括：
感应模块，所述感应模块包括激光测距仪、超声波传感器和摄像头，所述激光测距仪用以探测机器人前方障碍物，所述超声波传感器作为环境感知器，实现机器人对全局环境的认识能力和对障碍物的识别能力，摄像头作为辅助环境感知器，配合超声波传感器对机器人周围环境进行识别；
信息融合决策模块，与所述感应模块连接，用于在接收感应模块采集的信息后对运动执行模块发送指令，控制机器人的动作；
运动执行模块，所述运动执行模块包括移动控制卡、底盘驱动电机、机械臂控制电机、毛刷电机和真空泵，移动控制卡与信息融合决策模块连接，用于接收信息融合决策模块的指令，然后对底盘驱动电机、机械臂控制电机、毛刷电机和真空泵的动作进行控制，所述底盘驱动电机控制机器人行走动作，所述机械臂控制电机控制机器人清扫机械臂的动作，实现清扫位置的控制，所述毛刷电机控制清扫毛刷的转动，所述真空泵控制真空吸附装置工作，对灰尘进行吸附；
无线中继模块，布设于管道内，实现机器人和远程控制终端的无线通讯；
远程控制终端，设置于远程工作站，通过无线中继模块和信息融合决策模块进行无线通讯，对现场机器人进行发送命令，或者接收现场机器人的状态包；
优选的，所述的一种管道检测清扫机器人的控制***，所述的信息融合决策模块采用微控制器作为核心，设置于机器人内仓内，用于对机器人的各种动作进行控制。
优选的，所述的一种管道检测清扫机器人的控制***，所述的摄像头包括红外摄像头和RGB摄像头。
优选的，所述的一种管道检测清扫机器人的控制***，还包括电源模块，设置于机器人内仓内，用于对整个控制***进行供电。
优选的，所述的一种管道检测清扫机器人的控制***，还包括中继模块收放器，设置于机器人内仓内，用于控制无线中继模块的布设。
优选的，所述的一种管道检测清扫机器人的控制***，所述的运动执行模块还包括电动推杆和摄像头电机，用于控制调节摄像头的摄像位置。
优选的，所述的一种管道检测清扫机器人的控制***，还包括LED灯，和信息融合决策模块连接，用于为***提供照明。
本发明的优点在于：本发明的控制***对全局环境的认识能力和对障碍物的识别能力强，数据检测准确，可在黑暗环境下正常工作，不需要利用线缆进行数据传输，适合复杂的管道环境。
附图说明
图1为本发明的结构框图。
图2为本发明远程控制终端和机器人通讯示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
一种管道检测清扫机器人的控制***，包括：
感应模块，所述感应模块包括激光测距仪1、超声波传感器2和摄像头3，所述激光测距仪1用以探测机器人前方障碍物，所述超声波传感器2作为环境感知器，实现机器人对全局环境的认识能力和对障碍物的识别能力，摄像头3作为辅助环境感知器，配合超声波传感器对机器人周围环境进行识别；
信息融合决策模块4，与所述感应模块连接，用于在接收感应模块采集的信息后对运动执行模块发送指令，控制机器人的动作；
运动执行模块，所述运动执行模块包括移动控制卡5、底盘驱动电机6、机械臂控制电机7、毛刷电机8和真空泵9，移动控制卡5与信息融合决策模块4连接，用于接收信息融合决策模块4的指令，然后对底盘驱动电机6、机械臂控制电机7、毛刷电机8和真空泵9的动作进行控制，所述底盘驱动电机6控制机器人行走动作，所述机械臂控制电机7控制机器人清扫机械臂的动作，实现清扫位置的控制，所述毛刷电机8控制清扫毛刷的转动，所述真空泵9控制真空吸附装置工作，对灰尘进行吸附；
无线中继模块10，布设于管道内，实现机器人和远程控制终端的无线通讯；
远程控制终端11，设置于远程工作站，通过无线中继模块10和信息融合决策模块4进行无线通讯，对现场机器人进行发送命令，或者接收现场机器人的状态包；
优选的，所述的信息融合决策模块4采用微控制器作为核心，设置于机器人内仓内，用于对机器人的各种动作进行控制。
优选的，所述的摄像头3包括红外摄像头301和RGB摄像头302。
优选的，所述管道检测清扫机器人的控制***还包括电源模块12，设置于机器人内仓内，用于对整个控制***进行供电。
优选的，所述管道检测清扫机器人的控制***还包括中继模块收放器13，设置于机器人内仓内，用于控制无线中继模块10的布设。
优选的，所述的运动执行模块还包括电动推杆14和摄像头电机15，用于控制调节摄像头3的摄像位置。
优选的，所述的管道检测清扫机器人的控制***还包括LED灯16，和信息融合决策模块连接，用于为***提供照明。
机器人在管道内将传感器的数据进行采集，并将数据通过无线发送到中继模块中，以风管局域网为传输平台再传输至上位机，上位机得到机器人在风管内的信息，上位机将控制信号通过WIFI网络来控制机器人在管道内的探测与清扫，整个***用WiFi无线网络来传输数据，实现机器人在风管内的无线通信与机器人控制，基于WIFI通信技术的风管监测***是利用WIFI技术进行无线覆盖，这样就可以使计算机以及其它的电子设备在局域网中快速发送或接收数据信息，而不需要线路连接就可以实现。
本***采用wifi自组网方案，机器人自带无线传输模块，其中无线模块根据管道距离、角度等因素机器人可在管道内自动放下无线中继，实现烟道内无线网络链接，当清扫探测工作完成后，机器人原路返回，自动拾取无线中继。
风管清扫机器人采用超声波传感器作为风管环境感知器，可在光线暗、油污等恶劣环境的条件下正常工作，数据处理简单快速，配合的采用摄像头作为辅助环境感知器，既提高了机器人对全局环境的认识能力和对障碍物识别能力，又能很快的测定距离实施快速的运动；摄像头采用红外摄像头和RGB摄像头，配合LED灯，在黑暗的环境下也能工作；激光测距仪用于测量前方障碍物的距离，以使机器人作出相应的避让或爬行动作。
通过控制面板上的操纵杆可以控制机器人的前后左右移动。同时控制机械臂来调节清扫头的动作轨迹，实现风管的清扫，清扫装置清扫头转速根据风管内灰尘程度自动调节速度要求，能够有效的打落风管内壁附着粉尘。
电源模块可采用锂电池，***工作时为***进行供电，在清扫工作结束后，通过外部电源进行充电。
本发明的控制***对全局环境的认识能力和对障碍物的识别能力强，数据检测准确，可在黑暗环境下正常工作，不需要利用线缆进行数据传输，适合复杂的管道环境。
需要说明的是，在本文中，如若存在第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.一种管道检测清扫机器人的控制***，其特征在于，包括：
感应模块，所述感应模块包括激光测距仪、超声波传感器和摄像头，所述激光测距仪用以探测机器人前方障碍物，所述超声波传感器作为环境感知器，实现机器人对全局环境的认识能力和对障碍物的识别能力，摄像头作为辅助环境感知器，配合超声波传感器对机器人周围环境进行识别；
信息融合决策模块，与所述感应模块连接，用于在接收感应模块采集的信息后对运动执行模块发送指令，控制机器人的动作；
运动执行模块，所述运动执行模块包括移动控制卡、底盘驱动电机、机械臂控制电机、毛刷电机和真空泵，移动控制卡与信息融合决策模块连接，用于接收信息融合决策模块的指令，然后对底盘驱动电机、机械臂控制电机、毛刷电机和真空泵的动作进行控制，所述底盘驱动电机控制机器人行走动作，所述机械臂控制电机控制机器人清扫机械臂的动作，实现清扫位置的控制，所述毛刷电机控制清扫毛刷的转动，所述真空泵控制真空吸附装置工作，对灰尘进行吸附；
无线中继模块，布设于管道内，实现机器人和远程控制终端的无线通讯；
远程控制终端，设置于远程工作站，通过无线中继模块和信息融合决策模块进行无线通讯，对现场机器人进行发送命令，或者接收现场机器人的状态包；
所述的信息融合决策模块采用微控制器作为核心，设置于机器人内仓内，用于对机器人的各种动作进行控制；
所述的摄像头包括红外摄像头和RGB摄像头；
所述控制***还包括电源模块，设置于机器人内仓内，用于对整个控制***进行供电；
所述控制***还包括中继模块收放器，设置于机器人内仓内，用于控制无线中继模块的布设；
所述的运动执行模块还包括电动推杆和摄像头电机，用于控制调节摄像头的摄像位置；
所述控制***还包括LED灯，和信息融合决策模块连接，用于为***提供照明；
本***采用wifi自组网方案，机器人自带中继模块收放器，其中中继模块收放器根据管道距离、角度因素机器人可在管道内自动放下无线中继模块，实现管道内无线网络连接，当清扫探测工作完成后，机器人原路返回，自动拾取无线中继模块。
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