[发明专利]基于单片机控制的幕墙清洗机器人控制系统及控制方法

摘要

本发明公开了一种基于单片机控制的幕墙清洗机器人控制系统及控制方法，属于爬壁机器人领域。本发明的幕墙清洗机器人控制系统及控制方法，其幕墙清洗机器人利用内外吸附行走机构交替吸附在幕墙上实现清洗机器人的横纵向移动，利用内吸附行走机构的旋转运动使幕墙清洗机器人自如转向，实现360°全方位移动；同时，内外吸附行走机构中的吸盘均具有伸缩功能，使其具有良好的越障功能，可适用于无框玻璃幕墙和有框玻璃幕墙；其控制系统及控制方法利用单片机程序及控制电路对幕墙清洗机器人中的电机和电磁阀进行逻辑控制，使幕墙清洗机器人能够根据操作指令执行清洗、行走、转向和越障等动作，操作灵活方便，稳定可靠，提高了工作效率和清洗效果。

主权项

1.基于单片机控制的幕墙清洗机器人控制系统，包括幕墙清洗机器人和控制系统两个部分，所述的幕墙清洗机器人包括外吸附行走机构(1)、纵向驱动机构(3)、横向驱动机构(4)、清扫机构(5)和气动系统，所述的外吸附行走机构(1)包括外框架(1‑1)和设于外框架(1‑1)上的若干组外吸盘组件(1‑2)，其特征在于：还包括内吸附行走机构(2)，所述的内吸附行走机构(2)通过纵向驱动机构(3)和横向驱动机构(4)安装于外吸附行走机构(1)的内侧，所述的清扫机构(5)安装于内吸附行走机构(2)上；其中，所述的外吸盘组件(1‑2)包括外伸缩气缸(1‑2‑1)和外吸盘(1‑2‑2)，所述的外伸缩气缸(1‑2‑1)固定于外框架(1‑1)上，所述的外吸盘(1‑2‑2)与外伸缩气缸(1‑2‑1)的活塞杆相连接；所述的内吸附行走机构(2)包括转向电机(2‑1‑1)、承载架(2‑3)、内伸缩气缸(2‑4)和内吸盘组件(2‑5)，所述的转向电机(2‑1‑1)的驱动端与承载架(2‑3)相连接，用于带动承载架(2‑3)转动，所述的内吸盘组件(2‑5)通过内伸缩气缸(2‑4)安装于承载架(2‑3)的底部，所述的内吸盘组件(2‑5)包括内吸盘安装板(2‑5‑1)和内吸盘(2‑5‑2)；所述的清扫机构(5)包括摆臂电机(5‑1‑1)、摆臂(5‑4)和清扫组件(5‑5)，所述的摆臂电机(5‑1‑1)固定安装于承载架(2‑3)上，所述的摆臂(5‑4)的一端通过摆臂轴(5‑3)转动安装于承载架(2‑3)上，且摆臂电机(5‑1‑1)的驱动端与摆臂(5‑4)的摆臂轴(5‑3)相连接，所述的摆臂(5‑4)的另一端与清扫组件(5‑5)相连接，所述的摆臂(5‑4)上还设有滚刷电机(5‑6‑1)，所述的滚刷电机(5‑6‑1)的驱动端与清扫组件(5‑5)传动连接；所述的纵向驱动机构(3)包括纵向运动电机(3‑1)、纵向驱动同步带机构(3‑3)和纵向导轨(3‑4)，所述的纵向运动电机(3‑1)固定安装于外框架(1‑1)上，且纵向运动电机(3‑1)与纵向驱动同步带机构(3‑3)中的带轮传动连接，所述的横向驱动机构(4)滑动安装于纵向导轨(3‑4)上，且横向驱动机构(4)与纵向驱动同步带机构(3‑3)中的同步带相连接；所述的横向驱动机构(4)包括横向运动电机(4‑1)、横向驱动同步带机构(4‑2)和横向导轨(4‑3)，所述的横向运动电机(4‑1)与横向驱动同步带机构(4‑2)中的带轮传动连接，所述的内吸附行走机构(2)滑动安装于横向导轨(4‑3)上，且内吸附行走机构(2)与横向驱动同步带机构(4‑2)中的同步带相连接；所述的气动系统包括电磁换向阀一(6)、电磁换向阀二(7)、电磁换向阀三(8)、电磁换向阀四(9)、电磁换向阀五(10)、空压机(11)和真空泵(12)，所述的外伸缩气缸(1‑2‑1)通过电磁换向阀一(6)与空压机(11)气路连接，所述的内伸缩气缸(2‑4)通过电磁换向阀二(7)与空压机(11)气路连接，所述的外吸盘(1‑2‑2)通过电磁换向阀三(8)与真空泵(12)气路连接，所述的内吸盘组件(2‑5)中的内吸盘(2‑5‑2)通过电磁换向阀四(9)与真空泵(12)气路连接，所述的内吸盘组件(2‑5)中的内吸盘(2‑5‑2)还通过电磁换向阀五(10)与空压机(11)气路连接；所述的控制系统包括电压转换模块、单片机主模块、驱动模块和输入模块，电源通过电压转换模块与单片机主模块电连接，用于为系统提供电能；所述的单片机主模块通过驱动模块分别与上述的转向电机(2‑1‑1)、摆臂电机(5‑1‑1)、滚刷电机(5‑6‑1)、纵向运动电机(3‑1)和横向运动电机(4‑1)电连接，用于控制和驱动各个电机工作；所述的驱动模块通过继电器与上述的电磁换向阀一(6)、电磁换向阀二(7)、电磁换向阀三(8)、电磁换向阀四(9)和电磁换向阀五(10)电连接，用于控制各个电磁换向阀的工作状态；所述的输入模块与单片机主模块电连接，用于向单片机主模块输入操作指令。