一种管道检测清扫机器人的控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种管道检测清扫机器人的控制系统，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。本发明专利技术的控制系统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。

A control system for pipeline inspection and cleaning robot

The invention discloses a control system of pipeline inspection and cleaning robot, which relates to the technical field of cleaning robot, mainly including induction module, information fusion decision module, motion execution module, wireless relay module, remote control terminal and power module. The control system of the invention has strong ability of recognizing the global environment and recognizing the obstacles, accurate data detection, and can work normally in dark environment without using cables for data transmission, so it is suitable for complex pipeline environment.

【技术实现步骤摘要】
一种管道检测清扫机器人的控制系统
本专利技术涉及清扫机器人
，尤其涉及一种管道检测清扫机器人的控制系统。
技术介绍
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，甚至会引发呼吸系统疾病，严重危害着人体健康。基于此，管道清扫机器人应运而生。控制系统是风管清扫机器人系统的灵魂，机器人的各种功能都在控制系统的统一协调下实现。现有的机器人控制系统大都采用线缆供电，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系统是本专利技术所要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术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系统。本专利技术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系统，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系统，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系统，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系统，还包括电源模块，设置于机器人内仓内，用于对整个控制系统进行供电。优选的，所述的一种管道检测清扫机器人的控制系统，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系统，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系统，还包括LED灯，和信息融合决策模块连接，用于为系统提供照明。本专利技术的优点在于：本专利技术的控制系统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为本专利技术的结构框图。图2为本专利技术远程控制终端和机器人通讯示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。一种管道检测清扫机器人的控制系统，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系统还包括电源模块12，设置于机器人内仓内，用于对整个控制系统进行供电。优选的，所述管道检测清扫机器人的控制系统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系统还包括LED灯16，和信息融合决策模块连接，用于为系统提供照明。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，整个系统用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系统是利用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。本系统采用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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种管道检测清扫机器人的控制系统，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。...

【技术特征摘要】
1.一种管道检测清扫机器人的控制系统，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：史聪灵，胡鹄，车洪磊，王文伟，李建，胥旋，
申请(专利权)人：中国安全生产科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11