1.一種可越障的壁面清潔機器人的控制系統(tǒng),其特征包括:整個控制系統(tǒng)包括用于接收各種操作指令并控制清潔機器人的各機構協(xié)調運動的控制器(1)、用于檢測清潔機器人的自身工作狀態(tài)及壁面障礙情況的傳感器集合(2)、用于實時監(jiān)控機器人工作狀態(tài)的獨立的WiFi攝像頭模塊(6)、用于給機器人發(fā)送各種操作指令的手機操作APP(3)、用于傳輸操作指令和圖像的Wifi傳輸模塊(4);其中,操作人員通過手機APP發(fā)送操作指令,并通過Wifi傳輸模塊傳輸指令,控制板接受指令后對其進行翻譯,然后配合傳感器,指導前臺規(guī)劃機器人的運動,后臺指導執(zhí)行機構(5)動作使機器人完成高樓壁面(7)上的前進擦拭和越障,同時WiFi攝像頭模塊可將機器人運動狀態(tài)實時反饋到手機APP;操作人通過手機APP(3)發(fā)送操作指令,控制器(1)接受指令,并根據(jù)相應的指令控制相應的元件或傳感器,主要包括控制真空泵(8)吸附于壁面,控制步進電機(9)轉動給定的角度,并通過角度傳感器(14)檢測并反饋,控制直流電機(10)和舵機(11)轉動并控制執(zhí)行機構動作,控制氣壓計(12)檢測氣壓值,控制光電傳感器(13)檢測障礙物。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種可越障的壁面清潔機器人的控制系統(tǒng),其特征在于:在高空壁面清潔過程中,機器人的主要運動狀態(tài)包括前進和越障兩個部分,因此該控制系統(tǒng)的設計考慮到吸附和障礙等實際問題,并設計了相應的傳感器及控制操作指令,在保證機器人穩(wěn)定吸附的前提下實現(xiàn)越障。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種可越障的壁面清潔機器人的控制系統(tǒng),其特征在于:主控板是Arduino Due,控制機器人的執(zhí)行機構和接收傳感器集合的信號所需的控制板外設有模擬輸出PWM口、數(shù)字輸入I/O口、I2C總線接口、外部中斷和其他經(jīng)過編程的輸入輸出I/O口;用于執(zhí)行機器人行走連桿機構的三個舵機由三路以周期為20ms的PWM采用前臺規(guī)劃后臺執(zhí)行的方法聯(lián)動控制。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種可越障的壁面清潔機器人的控制系統(tǒng),其特征在于:用于配合機器人清潔、越障時步進電機采用經(jīng)過算法編程過的三路分別表示方向,輸出脈沖和使能的 I/O口輸出給定要求的一系列脈沖來控制DVR8825步進電機驅動來控制步進電機工作;每個編碼器通過兩個外部中斷來檢測步進電機裝過的角度反饋給系統(tǒng)來精確地完成清掃和越障工作。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種可越障的壁面清潔機器人的控制系統(tǒng),其特征在于:真空泵和直流電機都采用L298N電機驅動,通過控制方向、輸出功率的PWM及控制使能的I/O口來控制直流電機和真空泵的轉速及方向;4路數(shù)字I/O口接收紅外傳來的障礙信號。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種可越障的壁面清潔機器人的控制系統(tǒng),其特征在于:通過I2C總線接收氣壓計傳來的信號,在需要判斷真空泵工作時作為反饋信號判斷其工作狀態(tài)來完成吸附控制。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種可越障的壁面清潔機器人的控制系統(tǒng),其特征在于:獨立的Wifi攝像頭模塊主要用于實時監(jiān)控清潔機器人的運動狀態(tài),當操作人員監(jiān)控到機器人遇到障礙時,可以通過一鍵操作,使機器人主動越障,若出現(xiàn)意外隨時急停,同時也可通過單步操作,分步分關節(jié)調整,手動調整越障。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種可越障的壁面清潔機器人的控制系統(tǒng),其特征在于:對于Wifi傳輸模塊,可給定一定的IP聯(lián)網(wǎng),實現(xiàn)在手機APP和控制器之間傳輸操作指令和圖像。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種可越障的壁面清潔機器人的控制系統(tǒng),其特征在于:其整體工作控制流程為機器人在真空泵的作用下吸附在壁面上,然后在手機APP界面彈出是否人工控制的指令,若需要人工控制,則通過遙控的方式控制機器人完成清潔和越障動作,否則,通過光電傳感器檢測是否存在障礙,若檢測到障礙,機器人進行越障操作,否則機器人自動行走擦拭,清潔壁面。
10.根據(jù)權利要求1所述的一種可越障的壁面清潔機器人的控制系統(tǒng),其特征在于:電機舵機的協(xié)調配合通過統(tǒng)一指令控制,實現(xiàn)運動執(zhí)行規(guī)劃與指令接受的統(tǒng)一指令集,控制層程序分為運動執(zhí)行,運動規(guī)劃和指令接收。
11.根據(jù)權利要求1所述的一種可越障的壁面清潔機器人的控制系統(tǒng),其特征在于:執(zhí)行機構控制的具體實現(xiàn)為,運動執(zhí)行為后臺任務,在中斷中執(zhí)行,從運動隊列中獲取運動塊并完成;運動規(guī)劃為前臺任務,作用是從指令接收模塊獲得指令,并將其分解為小的線性運動,加入運動隊列供運動執(zhí)行模塊執(zhí)行;指令接收模塊作用是翻譯字符串格式的指令,使運動規(guī)劃模塊能夠理解,并處理指令等待。