一種管道清洗機器人的控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及管道清洗運動控制技術(shù)及其控制系統(tǒng)設(shè)計，具體涉及一種管道清洗機器人的控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人們生活水平的提高，餐飲行業(yè)在近十年得到了迅速的發(fā)展?？焖侔l(fā)展的背后，行業(yè)中普遍存在一些亟待解決的安全隱患。一般中式餐飲或者美式快餐的制作過程中，往往伴隨著比較大的油煙，雖然大部分商家在油煙管道內(nèi)安置了油煙凈化器，但其作用只是避免了油煙排放到室外環(huán)境中。不可避免地，油煙會在油煙管道內(nèi)壁大量積累。由于廚房的特殊條件，環(huán)境溫度一般較高。在油污大量積累在油煙管道后，將導(dǎo)致重大安全隱患，容易引發(fā)火災(zāi)，且火災(zāi)發(fā)生后很難控制火情。
[0003]為了克服以上安全隱患，商家須定時對油煙管道進行清洗?，F(xiàn)在主要通過人工清洗的方式，對油煙管道進行保養(yǎng)。但人工成本日益走高，清洗成本增加，另外對于一些較小的管道，人工清洗也無能為力。因此，設(shè)計一種能夠自動對油煙管道進行清洗的機器人，貼合當(dāng)前的市場需求。
[0004]現(xiàn)階段，市場上已經(jīng)出現(xiàn)了一些管道清洗機器人，但是需要施工人員對其進行實時操作。人員在管道之外，僅通過攝像頭不能對管道內(nèi)部情況作出準確的判斷，操作難度很高，無法實現(xiàn)對管道清洗機器人進行較好的控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中對管道清洗機器人需進行人工實時控制，控制難度較高的技術(shù)問題，提供一種能夠?qū)艿狼逑礄C器人進行自動控制，操作方便的管道清洗機器人的控制系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明提供一種管道清洗機器人的控制系統(tǒng)，所述管道清洗機器人包括行進裝置及清洗執(zhí)行裝置，所述控制系統(tǒng)包括，
第一驅(qū)動模塊，與所述行進裝置相連接，驅(qū)動所述機器人沿管道的軸向方向移動；
第二驅(qū)動模塊，與所述清洗執(zhí)行裝置相連接，驅(qū)動所述清洗執(zhí)行裝置在水平方向及豎直方向上擺動；
第三驅(qū)動模塊，與所述清洗執(zhí)行裝置相連接，驅(qū)動所述清洗執(zhí)行裝置繞自身中心軸線轉(zhuǎn)動；
人機交互模塊，通過一個運動控制卡分別與所述第一驅(qū)動模塊、第二驅(qū)動模塊及第三驅(qū)動模塊相連接，負責(zé)接收操作人員的控制指令，向下一層模塊輸出控制信號給所述第一驅(qū)動模塊、第二驅(qū)動模塊及第三驅(qū)動模塊，并接收第一驅(qū)動模塊、第二驅(qū)動模塊及第三驅(qū)動模塊返回的機器人端的反饋信號；
其中，所述第二驅(qū)動模塊包括一個第三電機驅(qū)動器、第四電機驅(qū)動器、第一伺服電機、第二伺服電機，人機交互模塊發(fā)送控制信號給第三電機驅(qū)動器驅(qū)動第一伺服電機工作，控制清洗執(zhí)行裝置在水平方向上擺動，人機交互模塊發(fā)送控制信號給第四電機驅(qū)動器驅(qū)動第二伺服電機工作，控制清洗執(zhí)行裝置在豎直方向上擺動。
[0007]進一步地，所述行進裝置包括分別設(shè)置在所述機器人底部左右兩側(cè)的傳動履帶，所述第一驅(qū)動模塊包括分別與所述運動控制卡電連接的第一電機驅(qū)動器及第二電機驅(qū)動器，還包括一個第一步進電機和一個第二步進電機，第一電機驅(qū)動器通過控制第一步進電機驅(qū)動左側(cè)的傳動履帶轉(zhuǎn)動，第二電機驅(qū)動器通過控制第二步進電機驅(qū)動右側(cè)的傳動履帶轉(zhuǎn)動。
[0008]進一步地，所述第三驅(qū)動模塊包括一個與所述運動控制卡相連接的第五電機驅(qū)動器，及與第五電機驅(qū)動器電連接的第三步進電機；所述清洗執(zhí)行裝置包括一個噴桿及安裝在噴桿頂端的噴嘴；所述第五電機驅(qū)動器通過控制第三步進電機驅(qū)動所述噴桿繞噴桿中心軸線轉(zhuǎn)動。
[0009]進一步地，所述第三驅(qū)動模塊還包括一個所述運動控制卡相連接的第六電機驅(qū)動器，及與第六電機驅(qū)動器電連接的第四步進電機；所述第六電機驅(qū)動器通過控制第四步進電機驅(qū)動所述噴嘴沿噴桿的軸線方向轉(zhuǎn)動，從而調(diào)節(jié)噴嘴與噴桿之間的夾角。
[0010]進一步地，所述控制系統(tǒng)還包括一個AD轉(zhuǎn)換模塊及DA轉(zhuǎn)換模塊，所述AD轉(zhuǎn)換模塊及DA轉(zhuǎn)換模塊分別與第三電機驅(qū)動器、第四電機驅(qū)動器、人機交互模塊電連接；人機交互模塊發(fā)送的控制信號通過DA轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后發(fā)送給第三電機驅(qū)動器及第四電機驅(qū)動器，第三電機驅(qū)動器及第四電機驅(qū)動器傳回的反饋信號通過AD轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換后傳輸給人機交互模塊。
[0011 ] 進一步地，所述控制系統(tǒng)還包括一個攝像頭，與所述攝像頭相連接的視頻采集卡，所述視頻采集卡還與所述人機交互模塊電連接；人機交互模塊通過視頻采集卡及攝像頭實時監(jiān)控管道內(nèi)的情況。
[0012]進一步地，當(dāng)所述控制系統(tǒng)控制所述機器人清洗重油污管道時，通過人機交互模塊發(fā)送控制信號給第六電機驅(qū)動器控制第四步進電機調(diào)節(jié)所述噴嘴與噴桿的夾角為預(yù)設(shè)值，并使噴嘴與噴桿所形成的平面與所清洗的管道的橫截面垂直。
[0013]進一步地，當(dāng)所述控制系統(tǒng)控制所述機器人清洗輕油污管道時，通過人機交互模塊發(fā)送控制信號給第六電機驅(qū)動器控制第四步進電機調(diào)節(jié)所述噴嘴與噴桿的夾角為O。
[0014]進一步地，所述控制信號包括力矩控制信號、速度控制信號及位置控制信號。
[0015]進一步地，所述反饋信號包括各電機驅(qū)動軸的速度信息及各電機驅(qū)動軸的位移信息。
[0016]以上所述技術(shù)方案，通過人機交互模塊控制設(shè)定不同的控制信號從而控制不同的電機進行工作，從而可以實現(xiàn)自動控制管道清洗機器人的各個部位自動工作，在機器人自動行進的同時實現(xiàn)對管道的自動清洗，有效降低了對管道清洗機器人的操控難度，同時采用伺服電機對機器人的噴桿進行控制，能夠使噴嘴與管道壁貼緊，保證噴嘴與管道壁時時貼緊的同時又不會對電機造成損傷，有效提高了管道清洗機器人清洗管道的可靠性。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明一種實施例的管道清洗機器人控制系統(tǒng)的模塊組成圖。
[0018]圖2是本發(fā)明另一種實施例的管道清洗機器人控制系統(tǒng)的模塊組成圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]如圖1所示，圖1示出了本發(fā)明管道清洗機器人的控制系統(tǒng)的一種實施例的結(jié)構(gòu)組成框圖，包括行進裝置及清洗執(zhí)行裝置(圖中未示出)，所述控制系統(tǒng)包括:
第一驅(qū)動模塊0021，與所述行進裝置相連接，驅(qū)動所述機器人沿管道的軸向方向移動；所述機器人的行進裝置可以為現(xiàn)有的各種傳動裝置，如輪子、鉸鏈支架行走裝置、履帶傳動裝置等，本實施例中所述行進裝置優(yōu)選為履帶傳動裝置，在所述機器人底部左右兩側(cè)分別設(shè)置一個履帶傳動裝置，由第一驅(qū)動模塊0021驅(qū)動所述履帶傳動裝置工作，并帶動機器人沿著管道的軸線方向前后移動；
第二驅(qū)動模塊0022，與所述清洗執(zhí)行裝置相連接，驅(qū)動所述清洗執(zhí)行裝置在水平方向及豎直方向上擺動；
第三驅(qū)動模塊0023，與所述清洗執(zhí)行裝置相連接，驅(qū)動所述清洗執(zhí)行裝置繞自身中心軸線轉(zhuǎn)動；
人機交互模塊0001，通過一個運動控制卡0103分別與所述第一驅(qū)動模塊0021、第二驅(qū)動模塊0022及第三驅(qū)動模塊0023相連接，負責(zé)接收操作人員的控制指令，向下一層模塊輸出控制信號給所述第一驅(qū)動模塊0021、第二驅(qū)動模塊0022及第三驅(qū)動模塊0023，