智能保洁机器人电控系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种智能保洁机器人电控系统，包括单片机控制电路及与之相连的障碍物识别电路、探空识别电路、左轮控制电路、右轮控制电路、吸尘控制电路、副刷控制电路、主刷控制电路、充电管理电路、语音控制电路、LED显示电路和红外遥控接收电路、无线电遥控接收电路，充电管理电路和充电电池组相连，充电电池组经电源管理电路为电控系统提供工作电压。电控系统还配套有独立于其外的控制附属设备，控制附属设备包括各自独立的红外遥控发射电路、无线电遥控发射电路及红外发射自动充电座电路、虚拟墙发射电路。本实用新型专利技术操作方便且灵活，特别适合行动不便的使用者远程操作，人机交互直观，使用方便，功能丰富，智能化程度高。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种智能吸尘器，尤其涉及一种操作方便、使用简单、人机交互直观、智能化程度高的智能保洁机器人电控系统。
技术介绍
随着社会的进步，人们的工作越来越繁忙，消费水平也越来越高。随着家电自动化水平的不断提高，消费者对居住环境的除尘要求也越来越高。于是，市场上出现了各种各样的吸尘器。有使用大功率串激电机的传统真空吸尘器，使用家用电网电源工作，这种吸尘器工作时必须全程有人跟踪操作，而且拖着长长的电源线，距离有限，使用不方便，噪音也很大。还有一种是使用单片机为控制核心的自动吸尘器，虽然采用电池供电，不再有长长的电源线，但是一般只通过按键操作，操作方式不够多样和灵活，通过不同的蜂鸣声提醒操作者机器的工作状态，人机交互不够直观，造成使用的不方便，而且功能也不是非常多样和丰富，智能化程度还不是很高。
技术实现思路
本技术主要解决原有吸尘器操作方式不够多样和灵活、人机交互不够直观、 使用不方便、功能简单、智能化程度不是很高的技术问题；提供一种智能保洁机器人电控系统，其操作方便且灵活、使用简单、人机交互直观、使用方便、功能丰富、智能化程度高。本技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的本技术包括单片机控制电路以及和单片机控制电路相连的障碍物识别电路、探空识别电路、左轮控制电路、右轮控制电路、吸尘控制电路、副刷控制电路、主刷控制电路，还包括充电电池组、 充电管理电路和语音控制电路、LED显示电路、红外遥控接收电路、无线电遥控接收电路以及控制附属设备，所述的单片机控制电路和所述的充电管理电路相连，所述的充电管理电路再和所述的充电电池组相连，所述的语音控制电路、LED显示电路、红外遥控接收电路、无线电遥控接收电路分别和所述的单片机控制电路相连；所述的控制附属设备包括红外遥控发射电路、无线电遥控发射电路及红外发射自动充电座电路、虚拟墙发射电路。本电控系统由充电电池组提供工作电压，单片机控制电路通过充电管理电路对充电电池组进行充放电管理，充电管理电路在硬件上做恒流控制，再由单片机控制电路控制该部分电路的开启与停止，对充电实现管理。左轮控制电路、右轮控制电路各包括有由四只晶体管为主构成的 “H”型电机驱动电路以及电机过流采样电路、转速检测电路等。在单片机控制电路的控制下，实现左、右轮电机的正转、反转、刹车以及差速转动等功能。其中转速检测电路采用红外线发射和接收对管，配合装载电机转轴上的光栅结构，实现电机转速和电信号的转换，实现转速检测功能。探空识别电路包含以运算放大器电路为核心的红外信号处理电路。单片机控制电路通过控制程序发出调制后的脉冲信号控制红外发射管发出脉动的红外信号，经过该电路接收再处理后，把地面的探空情况转换成电平信号回传给单片机控制电路，实现探空功能。障碍物识别电路通过对左右检测回路的红外线对管的信号通断的变化，来判断机器人是否遭遇到障碍物，并把信号传递到单片机控制电路，由单片机控制电路再去控制左、 右轮的转动，从而避开障碍物。主刷控制电路、副刷控制电路和吸尘控制电路是本电控系统的主要工作电路。主刷控制电路包含主刷开关电路、主刷转速检测电路、主刷过流检测电路，完成单片机控制电路对主刷的开关控制和故障检测功能。副刷一般设于保洁机器人的两侧，和主刷一起完成清扫工作，清扫范围更广。清扫的同时由吸尘控制电路控制吸尘电机转动，完成吸尘，确保不会有灰尘扬起，边清扫边吸尘，完成保洁工作。本电控系统既有无线电遥控又有红外遥控，两种遥控方式并存，也可以单独使用其中一种方式来遥控。既实现了红外遥控的经济性，又不缺乏无线电遥控的灵活性和高性能。遥控方式特别适合行动不便的使用者操作，使用更方便和灵活。LED显示电路把单片机控制电路送来的串行信号，转换为并行信号输出，节约单片机控制电路的I/O 口资源，同时也实现了保洁机器人的各种状态指示。语音控制电路实现保洁机器人的工作状态的语音提示功能。根据保洁机器人的工作状况预设了固定语音内容，当机器人遇到不同的状况，会有相应的语音提示，告知使用者如何处理，人机交互更加直观。无线电遥控发射电路、红外遥控发射电路、虚拟墙发射电路和红外发射自动充电座电路为保洁机器人的四个控制附属设备。虚拟墙发射电路通过发射红外线的方式，构成一道禁止保洁机器人进入的区域，电控系统通过红外遥控接收电路接收到虚拟墙信号后，通过单片机控制电路控制左、右轮，使保洁机器人向其他方向移动，以保护区域内的物品不受机器人干扰。红外发射自动充电座电路通过发射红外信号引导保洁机器人向其前进，使保洁机器人自动和充电座对接上，从而完成自动充电功能，保证保洁机器人在没有人工干预的情况下，有足够充足的电能维持工作需要。作为优选，所述的充电电池组上连接有电源管理电路，充电电池组经电源管理电路为电控系统提供工作电压。本电控系统的电源管理电路采用低功耗设计，采用软开关结构，实现了保洁机器人的待机“零”功耗功能，有效延长了充电电池组的使用寿命。作为优选，所述的无线电遥控发射电路包括编码芯片U3及与编码芯片U3相连的无线电发射模块U4和若干按键，所述的无线电遥控接收电路包括解码芯片U8及与解码芯片U8相连的无线电接收模块U9，所述的解码芯片U8和所述的单片机控制电路相连。作为优选，所述的虚拟墙发射电路包括编码芯片U1、三档档位开关U2和三极管 Q3、三极管Q4、红外发射管LED3、红外发射管LED1，编码芯片Ul的11脚经电阻R8和三极管 Q3的基极相连，三极管Q3的集电极和红外发射管LED3的负极相连，红外发射管LED3的正极和电阻R10、电阻R11、电阻R12的并接点相连，电阻R10、电阻R11、电阻R12的另一端分别和三档档位开关U2的6、9、10脚相连；编码芯片Ul的12脚经电阻R9和三极管Q4的基极相连，三极管Q4的集电极和红外发射管LEDl的负极相连，红外发射管LEDl的集电极经电阻R6接+5V电压，三极管Q3、三极管Q4的发射极均接地。编码芯片Ul能发出两种不同编码的红外信号，其中红外发射管LED3发出的信号可以阻止保洁机器人进入事先人为设置的禁区，红外发射管LEDl发出的红外信号可以防止保洁机器人撞跑虚拟墙发射器本体。作为优选，所述的红外发射自动充电座电路包括单片机TO和三极管Q5、三极管 Q6、三极管Q7、红外发射管IR-L、红外发射管IR-H、红外发射管IR-R，单片机TO的11脚、12 脚、13脚分别经电阻和三极管Q5的基极、三极管Q6的基极、三极管Q7的基极相连，三极管 Q5的集电极经红外发射管IR-L、电阻R5和+5V电压相连，三极管Q6的集电极经红外发射管IR-H、电阻R3和+5V电压相连，三极管Q7的集电极经红外发射管IR-R、电阻R4和+5V电压相连，三极管Q5、三极管Q6、三极管Q7的发射极均接地。单片机TO作为编码芯片，驱动三只红外发射管^-L、IR-H和IR-R发出三种不同编码的红外线信号，共同完成对保洁机器人的引导工作，确保自动充电成功完成。作为优选，所述的语音控制电路包括语音处理单片机U10、存储器TO、语音功放芯片U7和扬声器，语音处理单片机UlO和存储器U6相连，语音处理单片机U10、存储器U6又和所述的单片机控制电路相连，语音处理单片机UlO再和语音功放芯片U7相连，语音功放芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种智能保洁机器人电控系统，包括单片机控制电路（１）以及和单片机控制电路（１）相连的障碍物识别电路（２）、探空识别电路（３）、左轮控制电路（４）、右轮控制电路（５）、吸尘控制电路（６）、副刷控制电路（７）、主刷控制电路（８），其特征在于还包括充电电池组（９）、充电管理电路（１０）和语音控制电路（１１）、ＬＥＤ显示电路（１２）、红外遥控接收电路（１３）、无线电遥控接收电路（１４）以及控制附属设备，所述的单片机控制电路（１）和所述的充电管理电路（１０）相连，所述的充电管理电路（１０）再和所述的充电电池组（９）相连，所述的语音控制电路（１１）、ＬＥＤ显示电路（１２）、红外遥控接收电路（１３）、无线电遥控接收电路（１４）分别和所述的单片机控制电路（１）相连；所述的控制附属设备包括红外遥控发射电路（２１）、无线电遥控发射电路（２２）及红外发射自动充电座电路（２３）、虚拟墙发射电路（２４）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐涛，
申请(专利权)人：宁波波朗电器有限公司，
类型：实用新型
国别省市：97