一种管道清洗机器人的控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及管道清洗运动控制技术及其控制系统设计，具体涉及一种管道清洗机器人的控制系统。
【背景技术】
[0002]随着人们生活水平的提高，餐饮行业在近十年得到了迅速的发展。快速发展的背后，行业中普遍存在一些亟待解决的安全隐患。一般中式餐饮或者美式快餐的制作过程中，往往伴随着比较大的油烟，虽然大部分商家在油烟管道内安置了油烟净化器，但其作用只是避免了油烟排放到室外环境中。不可避免地，油烟会在油烟管道内壁大量积累。由于厨房的特殊条件，环境温度一般较高。在油污大量积累在油烟管道后，将导致重大安全隐患，容易引发火灾，且火灾发生后很难控制火情。
[0003]为了克服以上安全隐患，商家须定时对油烟管道进行清洗。现在主要通过人工清洗的方式，对油烟管道进行保养。但人工成本日益走高，清洗成本增加，另外对于一些较小的管道，人工清洗也无能为力。因此，设计一种能够自动对油烟管道进行清洗的机器人，贴合当前的市场需求。
[0004]现阶段，市场上已经出现了一些管道清洗机器人，但是需要施工人员对其进行实时操作。人员在管道之外，仅通过摄像头不能对管道内部情况作出准确的判断，操作难度很高，无法实现对管道清洗机器人进行较好的控制。
【发明内容】
[0005]本发明旨在解决现有技术中对管道清洗机器人需进行人工实时控制，控制难度较高的技术问题，提供一种能够对管道清洗机器人进行自动控制，操作方便的管道清洗机器人的控制系统。
[0006]本发明提供一种管道清洗机器人的控制系统，所述管道清洗机器人包括行进装置及清洗执行装置，所述控制系统包括，
第一驱动模块，与所述行进装置相连接，驱动所述机器人沿管道的轴向方向移动；
第二驱动模块，与所述清洗执行装置相连接，驱动所述清洗执行装置在水平方向及竖直方向上摆动；
第三驱动模块，与所述清洗执行装置相连接，驱动所述清洗执行装置绕自身中心轴线转动；
人机交互模块，通过一个运动控制卡分别与所述第一驱动模块、第二驱动模块及第三驱动模块相连接，负责接收操作人员的控制指令，向下一层模块输出控制信号给所述第一驱动模块、第二驱动模块及第三驱动模块，并接收第一驱动模块、第二驱动模块及第三驱动模块返回的机器人端的反馈信号；
其中，所述第二驱动模块包括一个第三电机驱动器、第四电机驱动器、第一伺服电机、第二伺服电机，人机交互模块发送控制信号给第三电机驱动器驱动第一伺服电机工作，控制清洗执行装置在水平方向上摆动，人机交互模块发送控制信号给第四电机驱动器驱动第二伺服电机工作，控制清洗执行装置在竖直方向上摆动。
[0007]进一步地，所述行进装置包括分别设置在所述机器人底部左右两侧的传动履带，所述第一驱动模块包括分别与所述运动控制卡电连接的第一电机驱动器及第二电机驱动器，还包括一个第一步进电机和一个第二步进电机，第一电机驱动器通过控制第一步进电机驱动左侧的传动履带转动，第二电机驱动器通过控制第二步进电机驱动右侧的传动履带转动。
[0008]进一步地，所述第三驱动模块包括一个与所述运动控制卡相连接的第五电机驱动器，及与第五电机驱动器电连接的第三步进电机；所述清洗执行装置包括一个喷杆及安装在喷杆顶端的喷嘴；所述第五电机驱动器通过控制第三步进电机驱动所述喷杆绕喷杆中心轴线转动。
[0009]进一步地，所述第三驱动模块还包括一个所述运动控制卡相连接的第六电机驱动器，及与第六电机驱动器电连接的第四步进电机；所述第六电机驱动器通过控制第四步进电机驱动所述喷嘴沿喷杆的轴线方向转动，从而调节喷嘴与喷杆之间的夹角。
[0010]进一步地，所述控制系统还包括一个AD转换模块及DA转换模块，所述AD转换模块及DA转换模块分别与第三电机驱动器、第四电机驱动器、人机交互模块电连接；人机交互模块发送的控制信号通过DA转换模块转换后发送给第三电机驱动器及第四电机驱动器，第三电机驱动器及第四电机驱动器传回的反馈信号通过AD转换模块转换后传输给人机交互模块。
[0011 ] 进一步地，所述控制系统还包括一个摄像头，与所述摄像头相连接的视频采集卡，所述视频采集卡还与所述人机交互模块电连接；人机交互模块通过视频采集卡及摄像头实时监控管道内的情况。
[0012]进一步地，当所述控制系统控制所述机器人清洗重油污管道时，通过人机交互模块发送控制信号给第六电机驱动器控制第四步进电机调节所述喷嘴与喷杆的夹角为预设值，并使喷嘴与喷杆所形成的平面与所清洗的管道的横截面垂直。
[0013]进一步地，当所述控制系统控制所述机器人清洗轻油污管道时，通过人机交互模块发送控制信号给第六电机驱动器控制第四步进电机调节所述喷嘴与喷杆的夹角为O。
[0014]进一步地，所述控制信号包括力矩控制信号、速度控制信号及位置控制信号。
[0015]进一步地，所述反馈信号包括各电机驱动轴的速度信息及各电机驱动轴的位移信息。
[0016]以上所述技术方案，通过人机交互模块控制设定不同的控制信号从而控制不同的电机进行工作，从而可以实现自动控制管道清洗机器人的各个部位自动工作，在机器人自动行进的同时实现对管道的自动清洗，有效降低了对管道清洗机器人的操控难度，同时采用伺服电机对机器人的喷杆进行控制，能够使喷嘴与管道壁贴紧，保证喷嘴与管道壁时时贴紧的同时又不会对电机造成损伤，有效提高了管道清洗机器人清洗管道的可靠性。
【附图说明】
[0017]图1是本发明一种实施例的管道清洗机器人控制系统的模块组成图。
[0018]图2是本发明另一种实施例的管道清洗机器人控制系统的模块组成图。
【具体实施方式】
[0019]为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0020]如图1所示，图1示出了本发明管道清洗机器人的控制系统的一种实施例的结构组成框图，包括行进装置及清洗执行装置(图中未示出)，所述控制系统包括:
第一驱动模块0021，与所述行进装置相连接，驱动所述机器人沿管道的轴向方向移动；所述机器人的行进装置可以为现有的各种传动装置，如轮子、铰链支架行走装置、履带传动装置等，本实施例中所述行进装置优选为履带传动装置，在所述机器人底部左右两侧分别设置一个履带传动装置，由第一驱动模块0021驱动所述履带传动装置工作，并带动机器人沿着管道的轴线方向前后移动；
第二驱动模块0022，与所述清洗执行装置相连接，驱动所述清洗执行装置在水平方向及竖直方向上摆动；
第三驱动模块0023，与所述清洗执行装置相连接，驱动所述清洗执行装置绕自身中心轴线转动；
人机交互模块0001，通过一个运动控制卡0103分别与所述第一驱动模块0021、第二驱动模块0022及第三驱动模块0023相连接，负责接收操作人员的控制指令，向下一层模块输出控制信号给所述第一驱动模块0021、第二驱动模块0022及第三驱动模块0023，