CN211826951U - 一种墙面清洗机的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种墙面清洗机的控制系统，包括逻辑总控模块、无线通信模块、上位机、电机驱动模块、路障探测模块和摄像头模块；逻辑总控模块用于处理接收到的信号得到控制方案并按照控制方案向电机驱动模块发送控制信号；无线通信模块用于实现逻辑总控模块与用于操作者实时监控并发布命令的上位机之间的通讯连接；电机驱动模块用于接受逻辑总控模块发出的控制信号并根据控制信号驱动各电机；路障探测模块用于探测墙面清洗机的前方是否存在障碍物并将该信号发送至逻辑总控模块；摄像头模块用于拍摄墙面清洗机的前方路况并将该信号发送至逻辑总控模块。本实用新型设计合理，结构简单，操作简单便捷；智能化程度好，能自动避障，应用前景好。
Description
技术领域
本实用新型属于墙面清洗机控制技术领域，涉及一种墙面清洗机的控制系统。
背景技术
现代办公大楼等建筑大多为高层建筑，为保持其外观整洁，外墙清洗成了一项必不可少的工作。目前主要是通过人工对外墙进行清洗，然而人力清洗一方面成本较高，另一方面存在较大的安全隐患。随着社会的进步以及技术的不断发展，人们对效率及使用便捷性的要求越来越高。墙面清洗机应运而生，然而目前的墙面清洗机多还是通过人工操纵，虽然其一定程度上避免了安全隐患，然而墙面清洗机的设备费用及人工费用仍然居高不下。
而当前机械化设备的发展方向正是智能化及自主化，智能化(自主化)设备能够极大地节约成本，解放劳动力并提高工作效率，同时其适用范围广，操作简便。对于现代建筑外墙而言，由于美观的需求，其形状多样复杂，因此，对墙面清洗机的主动避障要求较高，当前的设备多仅能通过人工操纵完成避障。
因此，开发一种智能化程度高且能主动避障的墙面清洗机的控制系统极具现实意义。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术墙面清洗机智能化程度不高、无法实现主动避障且仍需人工控制的缺陷，提供一种智能化程度高且能主动避障的墙面清洗机的控制系统。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种墙面清洗机的控制系统，所述墙面清洗机通过拉绳卷扬机在墙面上运动，墙面清洗机的下方安有清洗刷盘，其四角上分别安有用于调整墙面清洗机与墙面距离的旋翼，所述拉绳卷扬机、清洗刷盘及旋翼分别通过卷扬机电机、刷盘电机及旋翼电机控制，通过卷扬机电机可控制拉绳卷扬机的转速，控制清洗机上下运动的速度及方向，通过刷盘电机可控制清洗刷盘的转速，通过旋翼电机可控制旋翼转速，调整清洗机与墙面的距离即完成清洗机与墙面的贴合或分离；
所述控制系统包括逻辑总控模块、无线通信模块、上位机、电机驱动模块、喷嘴电磁阀模块、路障探测模块和摄像头模块；
所述逻辑总控模块(本控制系统的核心)用于处理接收到的信号得到控制方案，并按照控制方案向电机驱动模块发送控制信号；
所述无线通信模块用于实现逻辑总控模块与上位机之间的通讯连接；
所述上位机用于操作者实时监控并发布命令；
所述电机驱动模块用于接受逻辑总控模块发出的控制信号，并根据控制信号对卷扬机电机、刷盘电机及旋翼电机进行驱动；
所述喷嘴电磁阀模块用于控制清洗剂的喷洒与关闭，与刷盘电机同时打开，同时关闭；
所述路障探测模块用于探测墙面清洗机的前方是否存在障碍物及与障碍物的距离并将该信号发送至逻辑总控模块；
所述摄像头模块用于实时拍摄墙面清洗机的前方路况并将该信号发送至逻辑总控模块，逻辑总控模块将路况信息实时发送至上位机，操作者通过上位机即可实时观察墙面清洗机的前方路况；
当路障探测模块探测到墙面清洗机存在障碍物且与障碍物的距离小于等于阈值时，逻辑总控模块首先增加墙面清洗机的前侧的两旋翼电机的转速即墙面清洗机抬头，然后增加墙面清洗机的后侧的两旋翼电机的转速即整个墙面清洗机抬起，再控制卷扬机电机使得墙面清洗机越过障碍，最后减小四旋翼电机的转速，使得墙面清洗机与墙面距离恢复原距离(避障前的距离)，完成自动避障。
本实用新型的墙面清洗机的控制系统，设计合理，结构简单，操作便捷。使用时，将清洗机放置在墙面，通过上位机下达开机指令后，旋翼旋转，产生风压，工作时让清洁毛刷紧贴墙面，智能化程度好，避障无需操作人员操作，由逻辑总控模块直接控制，操作人员只需控制清洗机的上下、清洁刷盘转速的快慢和监控清洗机状态，操作简单，极具应用前景。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种墙面清洗机的控制系统，所述逻辑总控模块为单片机，如STM32F1、STM32F4系列，本实用新型的保护范围并不仅限于此，本领域技术人员可根据实际情况进行选择。
如上所述的一种墙面清洗机的控制系统，所述无线通信模块通过蓝牙通讯。本实用新型的保护范围并不仅限于此，本领域技术人员可根据实际需要选择合适的通讯组件，只要能够保证通讯顺畅即可。
如上所述的一种墙面清洗机的控制系统，所述上位机为智能手机、平板电脑或计算机。本实用新型的保护范围并不仅限于此，本领域技术人员可根据实际需要选择合适的上位机。
如上所述的一种墙面清洗机的控制系统，所述路障探测模块为超声波探测模块。本实用新型的保护范围并不仅限于此，本领域技术人员可根据实际需要选择合适的路障探测模块(如红外探测模块等也可)。
如上所述的一种墙面清洗机的控制系统，所述刷盘电机和旋翼电机均为直流电机。本实用新型的保护范围并不仅限于此，本领域技术人员可根据实际需要选择合适的电机。
有益效果：
(1)本实用新型的墙面清洗机的控制系统，设计合理，结构简单，操作便捷；
(2)本实用新型的墙面清洗机的控制系统，智能化程度好，能够自动避障，操作简单，极具应用前景。
附图说明
图1为本实用新型的墙面清洗机的控制系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式做进一步阐述。
一种墙面清洗机的控制系统，如图1所示，包括逻辑总控模块、无线通信模块、上位机、电机驱动模块、喷嘴电磁阀模块、路障探测模块和摄像头模块；
该墙面清洗机通过拉绳卷扬机在墙面上运动，墙面清洗机的下方安有清洗刷盘，其四角上分别安有用于调整墙面清洗机与墙面距离的旋翼，所述拉绳卷扬机、清洗刷盘及旋翼分别通过卷扬机电机、刷盘电机及旋翼电机(其中刷盘电机和旋翼电机均为直流电机)控制；
逻辑总控模块具体为单片机，其用于处理接收到的信号得到控制方案，并按照控制方案向电机驱动模块发送控制信号；
无线通信模块用于实现逻辑总控模块与上位机之间的通讯连接，其具体是通过蓝牙通讯的；
上位机具体为智能手机、平板电脑或计算机，用于操作者实时监控并发布命令；
电机驱动模块用于接受逻辑总控模块发出的控制信号，并根据控制信号对卷扬机电机、刷盘电机及旋翼电机进行驱动；
喷嘴电磁阀模块用于控制清洗剂的喷洒与关闭；
路障探测模块具体为超声波探测模块，用于探测墙面清洗机的前方是否存在障碍物及与障碍物的距离并将该信号发送至逻辑总控模块；
摄像头模块用于实时拍摄墙面清洗机的前方路况并将该信号发送至逻辑总控模块。
墙面清洗机进行自动避障的过程如下：
当路障探测模块探测到墙面清洗机存在障碍物且与障碍物的距离小于等于阈值时，逻辑总控模块首先增加墙面清洗机的前侧的两旋翼电机的转速，然后增加墙面清洗机的后侧的两旋翼电机的转速，再控制卷扬机电机使得墙面清洗机越过障碍，最后减小四旋翼电机的转速，使得墙面清洗机与墙面距离恢复原距离，完成自动避障。
经验证，本实用新型的墙面清洗机的控制系统，设计合理，结构简单，操作便捷；智能化程度好，能够自动避障，操作简单，极具应用前景。
虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应该理解，这些仅是举例说明，在不违背本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改。
Claims (6)
1.一种墙面清洗机的控制系统，其特征在于，所述墙面清洗机通过拉绳卷扬机在墙面上运动，墙面清洗机的下方安有清洗刷盘，其四角上分别安有用于调整墙面清洗机与墙面距离的旋翼，所述拉绳卷扬机、清洗刷盘及旋翼分别通过卷扬机电机、刷盘电机及旋翼电机控制；
所述控制系统包括逻辑总控模块、无线通信模块、上位机、电机驱动模块、喷嘴电磁阀模块、路障探测模块和摄像头模块；
所述逻辑总控模块用于处理接收到的信号得到控制方案，并按照控制方案向电机驱动模块发送控制信号；
所述无线通信模块用于实现逻辑总控模块与上位机之间的通讯连接；
所述上位机用于操作者实时监控并发布命令；
所述电机驱动模块用于接受逻辑总控模块发出的控制信号，并根据控制信号对卷扬机电机、刷盘电机及旋翼电机进行驱动；
所述喷嘴电磁阀模块用于控制清洗剂的喷洒与关闭；
所述路障探测模块用于探测墙面清洗机的前方是否存在障碍物及与障碍物的距离并将该信号发送至逻辑总控模块；
所述摄像头模块用于实时拍摄墙面清洗机的前方路况并将该信号发送至逻辑总控模块；
当路障探测模块探测到墙面清洗机存在障碍物且与障碍物的距离小于等于阈值时，逻辑总控模块首先增加墙面清洗机的前侧的两旋翼电机的转速，然后增加墙面清洗机的后侧的两旋翼电机的转速，再控制卷扬机电机使得墙面清洗机越过障碍，最后减小四旋翼电机的转速，使得墙面清洗机与墙面距离恢复原距离，完成自动避障。
2.根据权利要求1所述的一种墙面清洗机的控制系统，其特征在于，所述逻辑总控模块为单片机。
3.根据权利要求1所述的一种墙面清洗机的控制系统，其特征在于，所述无线通信模块通过蓝牙通讯。
4.根据权利要求1所述的一种墙面清洗机的控制系统，其特征在于，所述上位机为智能手机、平板电脑或计算机。
5.根据权利要求1所述的一种墙面清洗机的控制系统，其特征在于，所述路障探测模块为超声波探测模块。
6.根据权利要求1所述的一种墙面清洗机的控制系统，其特征在于，所述刷盘电机和旋翼电机均为直流电机。
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