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1、(10)授权公告号 CN 202920087 U (45)授权公告日 2013.05.08 CN 202920087 U *CN202920087U* (21)申请号 201220485180.3 (22)申请日 2012.09.21 A47L 11/38(2006.01) A47L 11/40(2006.01) (73)专利权人 苏州工业园区职业技术学院 地址 215021 江苏省苏州市工业园区若水路 1 号 (72)发明人 张好明 王应海 史小波 (74)专利代理机构 苏州广正知识产权代理有限 公司 32234 代理人 刘述生 (54) 实用新型名称 无线多吸盘墙面清洗机器人控制系统 (5。
2、7) 摘要 本实用新型在单片的 DSP 处理器中引入 FPGA 处理器， 形成基于 DSP+FPGA 的双核处理器， 并充 分考虑电池在这个系统的作用， 实现单一控制器 同步控制七轴的功能， 把无线多吸盘墙面清洗机 器人控制系统中工作量最大的七轴伺服系统交给 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。
3、来， 抗干扰能力大大增强， 解决 了现有墙面清洗的局限性。 (51)Int.Cl. (ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利 权利要求书 2 页 说明书 7 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 (10)授权公告号 CN 202920087 U CN 202920087 U *CN202920087U* 1/2 页 2 1. 一种无线多吸盘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、 第三吸盘电机、 第四吸盘电机、 清洗电机、 回收电机、 卷扬电 机、 信号处理。
4、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、 第五驱动信号第六驱动信号以及第 七驱动信号， 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、 第五驱动 信号、 第六驱动信号以及第七驱动信号分别控制所述的第一吸盘电机、 第二吸盘电机、 第三 吸盘电机、 第四吸盘电机、 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、 通过所述的第三吸盘电。
5、机的 第三驱动信号、 通过所述的第四吸盘电机的第四驱动信号、 通过所述的清洗电机的第五驱 动信号、 通过所述的回收电机的第六驱动信号和通过所述的卷扬电机的第七驱动信号经过 信号处理器合成之后， 控制机器人的运动。 2. 根据权利要求 1 所述的无线多吸盘墙面清洗机器人控制系统， 其特征在于， 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。
6、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。 3. 根据权利要求 1 所述的无线多吸盘墙面清洗机器人控制系统， 其特征在于， 所述的 无线多吸盘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。
7、输出端和电池之间的连接点。 4. 根据权利要求 3 所述的无线多吸盘墙面清洗机器人控制系统， 其特征在于， 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。 5. 根据权利要求 3 所述的无线多吸盘墙面清洗机器人控制系统， 其特征在于， 所述的 电池进一步与第三吸盘电机和清洗电机的输出端连接， 且处理器单元进一步分别连接至第 三吸盘电机输出端和电池之间的连接点以及清洗电机输出端和电池之间的连接点。 6. 根据权利要求 3 所述的无线多吸盘墙面清洗机器人控制系统， 其特征在于， 所述。
8、的 电池进一步与第四吸盘电机的输出端连接， 且处理器单元进一步连接至第四吸盘电机输出 端和电池之间的连接点。 7. 根据权利要求 2 所述的无线多吸盘墙面清洗机器人控制系统， 其特征在于， 所述的 多轴伺服控制模块还包括转换模块， 所述的转换模块用于把数字信号转换成模拟信号。 8. 根据权利要求 2 所述的无线多吸盘墙面清洗机器人控制系统， 其特征在于， 所述的 多轴伺服控制模块还包括编码器模块和速度模块， 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 ； 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。
9、， 速度模块根据编码器 权 利 要 求 书 CN 202920087 U 2/2 页 3 模块检测的结果来调节机器人实际转速。 9. 根据权利要求 2 所述的无线多吸盘墙面清洗机器人控制系统， 其特征在于， 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。 10. 根据权利要求 2 所述的无线多吸盘墙面清洗机器人控制系统， 其特征在于， 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。 权 利 要 求 书 C。
10、N 202920087 U 1/7 页 4 无线多吸盘墙面清洗机器人控制系统 技术领域 0001 本实用新型是有关于机器人 UAV（Unmanned Aerial Vehicle） 的技术领域， 且特 别是有关于无线多吸盘墙面清洗机器人控制系统。 背景技术 0002 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。
11、间预留 “伸缩缝” ， 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 ： 0003 （1） 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 ； 0004 （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 ； 0005 （3） 墙面每次清洗的费用太高。 0006 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一种 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一种， 它 可在垂直壁面及屋顶移动进行物体表。
12、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。 实用新型内容 0007 针对上述问题， 本实用新型的目的是提供一种无线多吸盘墙面清洗机器人控制系 统， 解决了现有墙面清洗的局限性。 0008 为解决上述技术问题， 本实用新型采用的一个技术方案是 ： 提供一种无线多吸盘 墙面清洗机器人控制系统， 包括处理器单元、 控制器、 第一吸盘电机、 第二吸盘电机、 第三吸 盘电机、 第四吸盘电机、 清洗电机、 回收电机、 卷扬电机、 信号处理。
13、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、 第五驱动信号第六驱动信号以及第七驱动信号， 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、 第五驱动信号、 第六驱动信号以及第七驱动 信号分别控制所述的第一吸盘电机、 第二吸盘电机、 第三吸盘电机、 第四吸盘电机、 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、 通过所述的第三吸盘。
14、电机的第三驱动信号、 通过所述的第四 吸盘电机的第四驱动信号、 通过所述的清洗电机的第五驱动信号、 通过所述的回收电机的 第六驱动信号和通过所述的卷扬电机的第七驱动信号经过信号处理器合成之后， 控制机器 说 明 书 CN 202920087 U 2/7 页 5 人的运动。 0009 在本实用新型一个较佳实施例中， 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。
15、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。 0010 在本实用新型一个较佳实施例中， 所述的无线多吸盘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。。
16、 0011 在本实用新型一个较佳实施例中， 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。 0012 在本实用新型一个较佳实施例中， 所述的电池进一步与第三吸盘电机和清洗电机 的输出端连接， 且处理器单元进一步分别连接至第三吸盘电机输出端和电池之间的连接点 以及清洗电机输出端和电池之间的连接点。 0013 在本实用新型一个较佳实施例中， 所述的电池进一步与第四吸盘电机的输出端连 接， 且处理器单元进一步连接至第四吸盘电机输出端和电池之间的连接点。 0014 在本实用新型一个较佳实。
17、施例中， 所述的多轴伺服控制模块还包括转换模块， 所 述的转换模块用于把数字信号转换成模拟信号。 0015 在本实用新型一个较佳实施例中， 所述的多轴伺服控制模块还包括编码器模块和 速度模块， 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 ； 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。 0016 在本实用新型一个较佳实施例中， 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。 0017 在本。
18、实用新型一个较佳实施例中， 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。 0018 本实用新型的无线多吸盘墙面清洗机器人控制系统， 为了提高运算速度， 保证无 线多吸盘墙面清洗机器人控制系统的稳定性和可靠性， 本实用新型在单片的 DSP 处理器中 引入 FPGA 处理器， 形成基于 DSP+FPGA 的双核处理器， 并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七轴的功能， 把无线多吸盘墙面清洗机器人控制系统中工作量最 大的七轴伺服系统交给FPGA。
19、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 说 明 书 CN 202920087 U 3/7 页 6 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 0019 图 1 为本实用新型较佳实施例的无线多吸盘墙面清洗机器人控制系统的方框图 ； 0020 图 2 为图 1 中处理器单元的方框图 ；。
20、 0021 图 3 为图 1 中机器人的运行示意图。 具体实施方式 0022 下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述， 以使本实用新型的优点 和特征能更易于被本领域技术人员理解， 从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确 的界定。 0023 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。
21、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 03.3v 的 AD 转换等。具有片内 128k16 位的片内 FLASH， 18K 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。 0024 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。
22、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、 缩短开发周期。由于 FPGA 处理器采用软件化的设计思想实现硬件电路的设计， 这样就使得 基于 FPGA 处理器设计的系统具有良好的可复用和修改性， 这种全新的设计思想已经逐渐 应用在高性能的交流驱动控制上， 并快速发展。 0025 如图 2 所示， 为本实用新型较佳实施例的无线多吸盘墙面清洗机器人控制系统的 方框图。 本实施例中，。
23、 无线多吸盘墙面清洗机器人控制系统包括电池、 处理器单元、 控制器、 第一吸盘电机、 第二吸盘电机、 第三吸盘电机、 第四吸盘电机、 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， 其中， 所述电池为铅酸电池， 是一种供电装置， 为整个系统的工作提供工作电压。所述的无 线多吸盘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 ； 所述的电池进一步与第二吸盘电机和回收电 机的输出端。
24、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 ； 所述的电池进一步与第三吸盘电机和清洗电 机的输出端连接， 且处理器单元进一步分别连接至第三吸盘电机输出端和电池之间的连接 说 明 书 CN 202920087 U 4/7 页 7 点以及清洗电机输出端和电池之间的连接点 ； 所述的电池进一步与第四吸盘电机的输出端 连接， 且处理器单元进一步连接至第四吸盘电机输出端和电池之间的连接点。 0026 本实用新型中所述的处理器单元内置控制系统及控制电路， 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。
25、信号、 第二驱动信 号、 第三驱动信号、 第四驱动信号、 第五驱动信号第六驱动信号以及第七驱动信号， 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、 第五驱动信号、 第六驱动信号 以及第七驱动信号分别控制所述的第一吸盘电机、 第二吸盘电机、 第三吸盘电机、 第四吸盘 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、 通过所述的第三吸盘电机的第三驱动信号、 通过 所述的第四吸盘电机的第四驱动信号、 通过所述的清洗电机的第五驱动信号、 通过所述的 回收电机的第六驱动信号和通过所述的卷扬电机的第。
26、七驱动信号经过信号处理器合成之 后， 控制机器人的运动。 0027 本实用新型为保证墙面清洗机器人的稳定性和快速性的特殊要求， 舍弃了单片的 DSP处理器的工作模式， 提供了DSP+FPGA处理器的全新控制模式。 控制板以FPGA处理器为 处理核心， 实现数字信号的实时处理， 把 DSP 处理器从复杂的工作当中解脱出来， 实现部分 的信号处理算法和 FPGA 处理器的控制逻辑， 并响应中断， 实现数据通信和存储实时信号。 0028 请参阅图 2， 所述处理器单元为一双核处理器， 其包括 DSP 处理器及 FPGA 处理器， 二者可相互通讯， 实时进行数据交换和调用。所述的处理器单元还包括设于 。
27、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。 0029 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。人机。
28、界面模块包括开始 / 重启按键及功能选择键 ； 障碍物检 测模块、 水位检测模块和负压模块主要用于检测是否有障碍物、 检测水箱内水位的高低以 及检测吸盘的吸附力 ； 位置设定模块用于定位墙面需要清洗的位置以及参数设置 ； 在线输 出模块模块用于提示机器人的工作状态， 比如是机器人工作过程中或到站状态提示。 0030 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， 数据采集存储模块模块为一存储器 ； I/O 控制模块包括 RS-232 串行接口、 ICE 端口等。 多轴伺服控制模块进一步包括转换模块、 编码器模块、 电流模块、 速度模块、 位移模块以及 高度。
29、模块。 0031 其中， 所述转换模块包括模拟数字转换器 （ADC， Analog to Digital Converter） 及数字模拟转换器 （DAC， Digital to Analog Converter） ； 所述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。 0032 所述电流模块与电池和控制器、 转换模块连接。转换模块根据电池和控制器的电 流， 判断工作功率， 并把功率状况反馈至电池， 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。 0033 所述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 说 。
30、明 书 CN 202920087 U 5/7 页 8 过慢， 速度模块根据编码器模块检测的结果来调节机器人的实际转速。 0034 所述位移模块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。 0035 对于处理器单元为一双核处理器， 在电源打开状态下， 先由人机界面模块工作， 再 根据实际工作需要， 在人机界面模块上选择机器人的规划路径， 机器人根据实际传感器运 行情况把环境传输参数给处理器单元中的 DSP 处理器， DSP 处理器处理后与 FPGA 处理器通 讯， 然后由 FPGA 处理器处理四个电机的伺服控制， 并把。
31、处理数据通讯给 DSP 处理器， 由 DSP 处理器继续处理后续的运行状态。 0036 结合以上描述， 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、 在线输出模块等功能 ； 运动控制系统包括多轴伺服控制模块、 数 据采集存储模块、 I/O 控制模块等功能。其中工作量最大的多轴伺服控制模块交给 FPGA 处 理器控制， 其余的包括上位机系统交给 DSP 处理器控制， 这样就实现了 DSP 处理器与 FPGA 处理器的分工， 同时二者之间也可以进行通讯， 实时进行数据交换和调用。 0037 请参阅图 3， 本实用新型中无线多吸盘墙面清洗机器人控制系统具。
32、体的功能实现 如下 ： 0038 1） 在机器人未接到命令之前， 它一般会在等待区域等待主控制器或者地面无线控 制台发出的命令， 一旦接到任务后， 会沿着等待区域进入正常的清洗区域 ； 0039 2） 墙面清洗机器人进入正常清洗区域， 其第一吸盘、 第二吸盘、 第三吸盘和第四吸 盘的压力传感器将工作， 判断其内部的压力是不是设定值， 如果压力不够， 第一吸盘电机、 第二吸盘电机、 第三吸盘电机和第四吸盘电机将同时工作， 抽空各个吸盘腔内的空气， 从而 使吸盘内出现更大的负压， 控制器通过调节供给各个吸盘电机的驱动信号 PWM 波形来调节 吸盘电机的供给电压， 从而第一吸盘电机、 第二吸盘电机、。
33、 第三吸盘电机和第四吸盘电机的 转速， 从而决定吸盘腔内负压的值， 为了能够使系统受力平衡， 要保证各个吸盘内的负压大 小要一致， 如果第一吸盘、 第二吸盘、 第三吸盘和第四吸盘的压力传感器始终认为系统不具 备足够压力来吸附机器人时， 将向 DSP 处理器发出中断请求， DSP 处理器会对中断做第一时 间响应， 如果 DSP 处理器的中断响应没有来得及处理， 机器人上的自锁装置将被触发， 使机 器人锁定在目前状态， 进而达到保护的功能 ； 0040 3） 如果各个吸盘能够提供足够的吸附力， 机器人上的清洗电机将工作， 此时机器 人背负的水箱将自动打开阀门， 此时控制器可以通过调节控制清洗电机的。
34、电压来达到调节 电机转速快慢的目的， 从而使清洗墙面快慢可调 ； 0041 4） 在机器人背负水箱阀门打开的瞬间， 控制污水回收的电机将打开， 将通过接收 装置把水压缩给机器人身上的水吸收装置， 然后进入自动循环系统进而净化水质， 这样可 以节省水源供给下个周期使用 ； 0042 5） 当机器人完成一个区域的清洗后， 其第三吸盘电机和第四吸盘电机将给第三 吸盘和第四吸盘充入空气， 使第三吸盘和第四吸盘自动脱离， 此时机器人的下半部分机构 处于可运动状态， 此时卷扬电机将把第三吸盘和第四吸盘所在的下半部分机构放下一个距 离， 此时第三吸盘电机和第四吸盘电机将重新抽走第三吸盘和第四吸盘的空气， 使。
35、第三吸 盘和第四吸盘有足够的吸附力可以保证机器人不下滑， 然后第一吸盘电机和第二吸盘电机 将给第一吸盘和第二吸盘充入空气， 使第一吸盘和第二吸盘脱离， 此时机器人的上半部分 说 明 书 CN 202920087 U 6/7 页 9 机构处于可运动状态， 此时卷扬电机将把第一吸盘和第二吸盘所在的上半部分机构放下一 个距离， 此时第一吸盘电机和第二吸盘电机将重新抽走第一吸盘和第二吸盘的空气， 使得 第一吸盘、 第二吸盘、 第三吸盘和第四吸盘共同提供吸附力克服机器人的重力， 然后进入新 一轮的清洗工作 ； 0043 6） 如果机器人下部的传感器探测到有障碍物进入运行范围， 其第三吸盘电机和第 四吸盘。
36、电机将给第三吸盘和第四吸盘充入空气， 使第三吸盘和第四吸盘自动脱离， 此时机 器人的下半部分机构处于可运动状态， 此时卷扬电机把下半机构卷起一个角度， 然后把第 三吸盘和第四吸盘所在的下半部分机构放下一个距离躲过障碍物， 然后在把下半部分机构 放回垂直状态， 使第三吸盘和第四吸盘紧贴墙面， 此时第三吸盘电机和第四吸盘电机将重 新抽走第三吸盘和第四吸盘的空气， 使第三吸盘和第四吸盘有足够的吸附力可以保证机器 人不下滑， 然后第一吸盘电机和第二吸盘电机将给第一吸盘和第二吸盘充入空气， 使第一 吸盘和第二吸盘自动脱离， 此时机器人的上半部分机构处于可运动状态， 此时卷扬电机把 上半部分机构卷起一个角。
37、度， 然后把第一吸盘和第二吸盘所在的上下半部分机构放下一个 距离躲过障碍物， 然后在把上半部分机构放回垂直状态， 使第一吸盘和第二吸盘紧贴墙面， 此时第一吸盘电机和第二吸盘电机将重新抽走第一吸盘和第二吸盘的空气， 使得第一吸 盘、 第二吸盘、 第三吸盘和第四吸盘共同提供吸附力克服机器人的重力， 然后进入新一轮的 清洗工作 ； 0044 7） 在整个清洗过程中， 液位传感器将对箱内水位进行检测， 当水箱水位低于设定 门槛时， 将向 DSP 处理器发出停止清洗请求， 然后控制器向地面无线控制台将发出充水请 求， 地面无线控制台将对回收污水的回收电机发出充水命令， 经循环净化的水将通过回收 电机压入。
38、到水箱中去， 起到了水自动循环利用的目的 ； 0045 8） 为了更好的保护电池， 当系统进入低压区域时， 机器人上的电压传感器会自动 开启， 当读到低压反馈时， 机器人控制器会发出充电请求给地面无线装置， 然后沿着工作区 域回到地面自动充电站， 然后自动充电 ； 0046 9） 在机器人工作期间， 地面人员可以根据现场工作情况， 可以通过无线控制优化 机器人清洗墙面的区域， 可以随意更改其清洗区域 ； 0047 10） 机器人按固定路径行驶走时， 系统上的多种声光报警系统将工作， 很轻易的探 测到周围各种障碍物的存在， 当有危险存在时， 控制器会发出停止清洗信号， 然后通知地面 无线装置请求。
39、支援， 这样有利于保护机器人本体。 0048 本实用新型无线多吸盘墙面清洗机器人控制系统具有的有益效果是 ： 0049 1 ： 由于采用了机器人， 使得墙面的清洗容易程度大大增加， 并且只是一个简单的 机器人运动， 所以费用大大降低 ； 0050 2 ： 在运动过程中， 充分考虑了电池在这个系统中的作用， 基于 DSP+FPGA 处理器时 刻都在对机器人的运行状态和放电电流进行监测和运算， 所以从根本上解决了电池过度放 电的现象发生， 避免了铅酸电池过度老化现象的发生 ； 0051 3 ： 为了更好的保护电池， 当系统进入低压区域时， 机器人的电压传感器会自动开 启， 当读到低压反馈时， 机器。
40、人控制器会通知地面无线控制台， 然后自动回到充电区域进行 充电， 从根本上杜绝了电池低压带来的危险 ； 0052 4 ： 由 FPGA 处理器处理多轴伺服控制模块， 大大提高了运算速度， 解决了单片的 说 明 书 CN 202920087 U 7/7 页 10 DSP 处理器运行较慢的瓶颈， 缩短了开发周期短， 并且系统可移植能力强 ； 0053 5 ： 完全实现了单板控制， 不仅节省了控制板占用空间， 而且还完全实现了多路电 机控制信号的同步， 有利于提高机器人的稳定性和动态性能 ； 0054 6 ： 由于本控制器采用 FPGA 处理器处理大量的数据与算法， 并充分考虑了周围的 干扰源， 并。
41、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。 0055 7 ： 由于加入了多个吸盘， 使得系统的吸附能力大大提高， 避免了机器人在工作期 间滑落的可能 ； 0056 8 ： 机器人加入了自动下降功能， 当遇到障碍物时， 控制器会发出自动下降功能， 此 时机器人上的卷扬电机帮助其上下吸附装置躲过障碍物 ； 0057 9 ： 当清洗机器人遇到其中一个吸盘出现泄压或故障时， 剩下的多个吸盘电机会工 作使其自身压力增加， 防止由于压力不够造成机器人吸附力不足而导致机器人滑落的现象 发生 ； 0058 10 ： 机器人加入了水位检测模块， 避免了干洗的可能 ； 0059 11 ： 。
42、此机器人对清洗的水进行了回收， 避免了高空工作时换水的请求 ； 0060 12 ： 机器人带有无线遥控装置， 可以根据适时情况人为干预墙面的清洗情况 ； 0061 13 ： 采用机器人进行墙面清洗后， 使得人工劳动力参加的情况减少， 操作人员根据 现场情况通过地面无线控制台控制机器人的现场工作。 0062 以上所述仅为本实用新型的实施例， 并非因此限制本实用新型的专利范围， 凡是 利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换， 或直接或间接运用在 其他相关的技术领域， 均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。 说 明 书 CN 202920087 U 1/3 页 11 图 1 说 明 书 附 图 CN 202920087 U 2/3 页 12 图 2 说 明 书 附 图 CN 202920087 U 3/3 页 13 图 3 说 明 书 附 图 CN 202920087 U 。