无线墙面清洗机器人控制系统技术方案

一种无线墙面清洗机器人控制系统，通过所述的控制器把控制信号分为第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号、第四驱动信号和第五驱动信号，所述的第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号、第四驱动信号和第五驱动信号分别控制所述的第一吸盘电机、第二吸盘电机、清洗电机、回收电机和卷扬电机，其中，通过所述的第一吸盘电机的第一驱动信号、通过所述的第二吸盘电机的第二驱动信号、通过所述的清洗电机的第三驱动信号、通过所述的回收电机的第四驱动信号和通过所述的卷扬电机的第五驱动信号经过信号处理器合成之后，控制机器人的运动。本实用新型专利技术抗干扰能力大大增强，解决了现有墙面清洗的局限性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是有关于机器人UAV (Unmanned Aerial Vehicle)的
,且特别是有关于无线墙面清洗机器人控制系统。
技术介绍
由于城市景观和建筑艺术的要求，建筑的平面形状和竖向体型日趋复杂，墙面线条、凹凸、开洞也采用较多。幕墙几何造型丰富多彩，有竖直、斜面、圆柱面、棱台面以及球面等，幕墙有明框、隐框、半隐框以及全玻璃幕墙等结构形式。幕墙与房屋主体结构之间柔性连接，在水平、垂直、内外方向上预留微量变形余地，并在相邻玻璃间预留“伸缩縫”，缝隙下部用橡胶条隔开以补偿温度影响。但是经过使用一段时间后会发现:(I)在其壁面上会有大量的泥块、尘埃、积灰和油垢等污染物，而这些东西无法清洗而导致长时间留在外围的壁墙上，明显影响了建筑的美观；(2)作为建筑，需要长时间的检查，而高楼的墙面检测属于高空作业，属于危险行业；(3)墙面每次清洗的费用太高。爬壁机器人是能够在垂直陡壁上进行作业的机器人，它作为高空极限作业的ー种自动机械装置，越来越受到人们的重视。壁面清洗机器人属于移动式服务机器人的ー种，它可在垂直壁面及屋顶移动进行物体表面的清洗作业。墙面清洗机器人的使用将大大降低高层建筑的清洗成本，改善工人的劳动环境，提高劳动生产率，具有相当的社会、经济意义和广阔的应用前景。而目前针对此类机器人的研究还没有比较成熟、可靠的方案。
技术实现思路
针对上述问题，本技术的目的是提供一种无线墙面清洗机器人控制系统，解决了现有墙面清洗的局限性。为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是:提供一种无线墙面清洗机器人控制系统，包括处理器単元、控制器、第一吸盘电机、第二吸盘电机、清洗电机、回收电机、卷扬电机、信号处理器、机器人以及地面无线控制台，所述的处理器单元与地面无线控制台通讯，所述的处理器单元发出控制信号至所述控制器，通过所述的控制器把控制信号分为第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号、第四驱动信号和第五驱动信号，所述的第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号、第四驱动信号和第五驱动信号分别控制所述的第一吸盘电机、第二吸盘电机、清洗电机、回收电机和卷扬电机，其中，通过所述的第一吸盘电机的第一驱动信号、通过所述的第二吸盘电机的第二驱动信号、通过所述的清洗电机的第三驱动信号、通过所述的回收电机的第四驱动信号和通过所述的卷扬电机的第五驱动信号经过信号处理器合成之后，控制机器人的运动。在本技术一个较佳实施例中，所述的处理器单元为一双核处理器，包括DSP处理器、FPGA处理器以及设于DSP处理器和FPGA处理器的上位机系统和运动控制系统，所述的上位机系统包括人机界面模块、障碍物检测模块、水位检测模块、负压模块、位置设定模块以及在线输出模块，所述的运动控制系统包括多轴伺服控制模块、数据采集存储模块以及I/o控制模块，其中，DSP处理器用于控制人机界面模块、障碍物检测模块、水位检测模块、负压模块、位置设定模块、在线输出模块、数据采集存储模块以及I/O控制模块，FPGA处理器用于控制多轴伺服控制模块，且DSP处理器及FPGA处理器之间实时进行数据交换和调用。在本技术一个较佳实施例中，所述的无线墙面清洗机器人控制系统还包括电池，所述电池进一步与第一吸盘电机和卷扬电机的输出端连接，且处理器单元进一步分别连接至第一吸盘电机输出端和电池之间的连接点以及卷扬电机输出端和电池之间的连接点。 在本技术一个较佳实施例中，所述的电池进一步与第二吸盘电机和回收电机的输出端连接，且处理器单元进一步分别连接至第二吸盘电机输出端和电池之间的连接点以及回收电机输出端和电池之间的连接点。在本技术一个较佳实施例中，所述的电池进一步与清洗电机的输出端连接，且处理器单元进一步连接至清洗电机输出端和电池之间的连接点。在本技术一个较佳实施例中，所述的多轴伺服控制模块还包括转换模块，所述的转换模块包括模拟数字转换器及数字模拟转换器。在本技术一个较佳实施例中，所述的多轴伺服控制模块还包括编码器模块，所述的编码器模块用于检测机器人的实际转速，判断是否符合速度要求，是否过快或过慢，并发出控制信号。在本技术一个较佳实施例中，所述的多轴伺服控制模块还包括电流模块，所述的电流模块用于调整电池的供电功率达到机器人需要的范围。在本技术一个较佳实施例中，所述的多轴伺服控制模块还包括速度模块，所述的速度模块与编码器模块通讯连接，当编码器模块检测机器人实际转速过快或过慢，速度模块根据编码器模块检测的结果来调节机器人实际转速。在本技术一个较佳实施例中，所述的多轴伺服控制模块还包括位移模块，所述的位移模块用于检测机器人是否到达既定位移，如果离既定过远，发出加速指令至控制器；如果离既定位移过近，则发出减速指令至控制器。本技术的无线墙面清洗机器人控制系统，为了提高运算速度，保证无线墙面清洗机器人控制系统的稳定性和可靠性，本技术在单片的DSP处理器中引入FPGA处理器，形成基于DSP+FPGA的双核处理器，此处理器充分考虑电池在这个系统的作用，实现单一控制器同步控制五轴的功能，把无线墙面清洗机器人控制系统中工作量最大的五轴伺服系统交给FPGA处理器控制，充分发挥FPGA处理器数据处理速度较快的特点，而人机界面模块、障碍物检测模块、水位检测模块、负压模块、位置设定模块、在线输出模块、数据采集存储模块以及I/O控制模块等功能交给DSP处理器控制，这样就实现了 DSP处理器与FPGA处理器的分工，把DSP处理器从繁重的工作量中解脱出来，抗干扰能力大大增强，解决了现有墙面清洗的局限性。附图说明图1为本技术较佳实施例的无线墙面清洗机器人控制系统的方框图；图2为图1中处理器单元的方框图；图3为图1中机器人的运行示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。随着微电子技术和计算机集成芯片制造技术的不断发展和成熟，数字信号处理芯片(DSP)由于其快速的计算能力，不仅广泛应用于通信与视频信号处理，也逐渐应用在各种高级的控制系统中。TMS320F2812是美国TI公司推出的C2000平台上的定点32位DSP处理器，适合用于工业控制，电机控制等，用途广泛。运行时钟也快可达150MHz，处理性能可达150MIPS，每条指令周期6.67ns，IO 口丰富，对用户一般的应用来说足够了，两个串口。具有12位的0 3.3v的AD转换等。具有片内128kX16位的片内FLASH，18K X 16位的SRAM，一般的应用系统可以不要外扩存储器。加上独立的算术逻辑单元，拥有强大的数字信号处理能力。此外，大容量的RAM被集成到该芯片内，可以极大地简化外围电路设计，降低系统成本和系统复杂度，也大大提高了数据的存储处理能力。基于现场可编程门阵列(FPGA)及现代电子设计自动化(EDA)技术的硬件实现方法是最近几年出现了一种全新的设计思想。虽然FPGA本身只是标准的单元阵列，没有一般的集成电路所具有的功能，但用户可以根据自己的设计需要，通过特定的布局布线工具对其内部进行重新组合连接，在最短的时间内设计出自己的专用集成电路，这样就减小成本、缩短开发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线墙面清洗机器人控制系统，其特征在于，包括处理器单元、控制器、第一吸盘电机、第二吸盘电机、清洗电机、回收电机、卷扬电机、信号处理器、机器人以及地面无线控制台，所述的处理器单元与地面无线控制台通讯，所述的处理器单元发出控制信号至所述控制器，通过所述的控制器把控制信号分为第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号、第四驱动信号和第五驱动信号，所述的第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号、第四驱动信号和第五驱动信号分别控制所述的第一吸盘电机、第二吸盘电机、清洗电机、回收电机和卷扬电机，其中，通过所述的第一吸盘电机的第一驱动信号、通过所述的第二吸盘电机的第二驱动信号、通过所述的清洗电机的第三驱动信号、通过所述的回收电机的第四驱动信号和通过所述的卷扬电机的第五驱动信号经过信号处理器合成之后，控制机器人的运动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张好明，王应海，贡亚丽，
申请(专利权)人：苏州工业园区职业技术学院，
类型：实用新型
国别省市：