一种用于水葫芦清理的机器人控制系统和方法与流程

本发明涉及一种用于水葫芦清理的机器人控制系统和方法，属于机器人控制技术领域。

背景技术：

七十年代初期，我国家畜养殖技术还不够成熟，为解决饲料短缺问题，从其他国家引进了可以作为家畜饲料的水葫芦。如今这种水生植物已经分布成灾。由于受到地理生态环境的影响，水葫芦的生命力变得很顽强，到目前为止还没有发现能够阻止其生长的方法，并且它的生长速度非常快。河面水葫芦过多会造成许多影响：1、阻碍了运河上的船只通行。2、水葫芦生长在水面，使阳光无法直射到水面，水体中的氧气会慢慢减少，水中生物会因得不到氧气而窒息，3、各种病毒和害虫会在其中生长污染水源，使可利用的淡水逐渐减少。现在国内外主要通过使用除草剂、生物治理、人工驾驶小船打捞等方法治理。使用除草剂简便并且可以取得较好的效果，但除草剂具有很强的毒性会杀死水中生物。生物治理即投放以水葫芦为食的昆虫，对环境友好，能够在一段时间内阻止水葫芦生长，但要达到预期效果时间较长，一般需要2-4年，人工驾驶小船打捞，操作人员人身安全的不到保障，并且效率很低。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种用于水葫芦清理的机器人控制系统和方法，所述用于水葫芦清理的机器人控制系统和方法不仅可以降低生产成本，节省占地空间；而且实用性高，出错率低。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种用于水葫芦清理的机器人控制系统，包括：用于发送控制信号的指令发送模块、作为机器人的信息处理中心和控制中心的主控模块、用于机器人在水中完成前进、后退、转向动作的行进模块、用于机器人在河道池塘水面收割水葫芦的水葫芦收割模块、用于将收割后的水葫芦传送到机器人存储仓中的水葫芦传送模块、为各模块提供电源的蓄电池；其中，所述主控模块的信号输入端与指令发送模块的信号输出端连接，所述行进模块、水葫芦收割模块、水葫芦传送模块的信号输入端分别与主控模块的信号输出端连接，所述蓄电池分别与主控模块、行进模块、水葫芦收割模块、水葫芦传送模块连接；

所述指令发送模块包括：液晶控制屏、单片机一和控制信号发射器，其中液晶控制屏的信号输出端与单片机一的信号输入端连接，单片机一的信号输出端与控制信号发射器信号输入端连接；

所述主控模块包括：控制信号接收器和单片机二，其中控制信号接收器的信号输出端与单片机二的信号输入端连接；

所述行进模块包括：电机驱动一、右行进电机、右划水叶轮、左行进电机、左划水叶轮，其中电机驱动一的信号输入端与单片机二的信号输出端连接，电机驱动一的信号输出端分别与右行进电机和左行进电机的信号输入端连接；右行进电机输出轴与右划水叶轮连接，左行进电机输出轴与左划水叶轮连接。

所述水葫芦收割模块包括：电机驱动二、右收割电机、左收割电机、旋转收割轮，其中电机驱动二的信号输入端与单片机二的信号输出端连接，电机驱动二的信号输出端分别与右收割电机和左收割电机的信号输入端连接，右收割电机输出轴与旋转收割轮右端连接，左收割电机输出轴与旋转收割轮左端连接。

所述水葫芦传送模块包括：电机驱动三、右传送电机、左传送电机、水葫芦传送带，其中电机驱动三的信号输入端与单片机二的信号输出端连接，电机驱动三的信号输出端分别与右传送电机和左传送电机的信号输入端连接，右传送电机输出轴与水葫芦传送带右端连接，左传送电机输出轴与水葫芦传送带左端连接。

所述蓄电池的正极分别与单片机二、右行进电机、左行进电机、右收割电机、左收割电机、右传送电机、左传送电机的正极连接；蓄电池的负极分别与单片机二、右行进电机、左行进电机、右收割电机、左收割电机、右传送电机、左传送电机的负极连接。

一种用于水葫芦清理的机器人控制系统的控制方法，包括以下步骤：

s1、启动蓄电池，主控模块、水葫芦收割模块、水葫芦传送模块、行进模块得电工作；

s2、主控模块检测是否有控制信号，检测到控制信号则进入步骤s3，否则继续进行检测；

s3、主控模块检测到控制信号后，首先主控模块根据控制信号向行进模块发送控制指令，使机器人在水中完成前进、后退和转向动作，到达指定区域后，然后主控模块根据控制信号向水葫芦收割模块、水葫芦传送模块发送控制指令，使机器人完成水葫芦清理工作，最后主控模块根据控制信号向行进模块发送控制指令，使机器人回到岸边，进入步骤s4；

s4、取出机器人存储仓中的水葫芦，关闭蓄电池，主控模块、行进模块、水面杂物收集模块和电源补给模块停止工作。

所述步骤s3包括：

s31、操作人员按下液晶控制屏上的前进、后退、左转或右转按键，则单片机一通过控制信号发射器向控制信号接收器发送相应指令，然后控制信号接收器再向单片机二发送指令，单片机二接收到指令后，再向电机驱动一发送指令，最后电机驱动一驱动右行进电机输出轴顺时针转动带动右划水叶轮顺时针转动，左行进电机输出轴逆时针转动带动左划水叶轮逆时针转动，实现机器人前进动作；右行进电机输出轴逆时针转动带动右划水叶轮逆时针转动，左行进电机输出轴顺时针转动带动左划水叶轮顺时针转动，实现机器人后退动作；右行进电机输出轴顺时针转动带动右划水叶轮顺时针转动，左行进电机输出轴顺时针转动带动左划水叶轮顺时针转动，实现机器人右转动作；右行进电机输出轴逆时针转动带动右划水叶轮逆时针转动，左行进电机输出轴逆时针转动带动左划水叶轮逆时针转动，实现机器人左转动作；右行进电机与左行进电机配合运动实现机器人在水中的前进、后退、左转或右转运动；

s32、当机器人到达指定区域后，电机驱动二分别向右收割电机发送顺时针旋转控制信号，左收割电机发送逆时针旋转控制信号，则旋转收割轮在右收割电机与左收割电机的共同作用下实现顺时针旋转收割水面水葫芦动作，同时，电机驱动三分别向右传送电机发送逆时针旋转控制信号，左传送电机发送顺时针旋转控制信号，则水葫芦传送带在右传送电机与左传送电机共同作用下实现将收割完的水葫芦逆时针向后传送到机器人存储仓动作；

s33、机器人完成水葫芦清理工作后，单片机二向电机驱动一发送回去指令，电机驱动一根据接收到的指令驱动右行进电机输出轴逆时针转动带动右划水叶轮逆时针转动，左行进电机输出轴顺时针转动带动左划水叶轮顺时针转动，实现机器人后退动作，使机器人后退到岸边，进入步骤s4；

本发明的有益效果是：所述用于水葫芦清理的机器人控制系统和方法不仅可以降低生产成本，节省占地空间；而且实用性高，出错率低。

附图说明

图1为本发明的机器人控制系统的结构框图；

图2为本发明的控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：如图1所示，一种用于水葫芦清理的机器人控制系统，包括：用于发送控制信号的指令发送模块、作为机器人的信息处理中心和控制中心的主控模块、用于机器人在水中完成前进、后退、转向动作的行进模块、用于机器人在河道池塘水面收割水葫芦的水葫芦收割模块、用于将收割后的水葫芦传送到机器人存储仓中的水葫芦传送模块、为各模块提供电源的蓄电池；其中，所述主控模块的信号输入端与指令发送模块的信号输出端连接，所述行进模块、水葫芦收割模块、水葫芦传送模块的信号输入端分别与主控模块的信号输出端连接，所述蓄电池分别与主控模块、行进模块、水葫芦收割模块、水葫芦传送模块连接；

如图2所示，所述指令发送模块包括：液晶控制屏、单片机一和控制信号发射器，其中液晶控制屏的信号输出端与单片机一的信号输入端连接，单片机一的信号输出端与控制信号发射器信号输入端连接；

所述主控模块包括：控制信号接收器和单片机二，其中控制信号接收器的信号输出端与单片机二的信号输入端连接；

所述行进模块包括：电机驱动一、右行进电机、右划水叶轮、左行进电机、左划水叶轮，其中电机驱动一的信号输入端与单片机二的信号输出端连接，电机驱动一的信号输出端分别与右行进电机和左行进电机的信号输入端连接；右行进电机输出轴与右划水叶轮连接，左行进电机输出轴与左划水叶轮连接。

所述水葫芦收割模块包括：电机驱动二、右收割电机、左收割电机、旋转收割轮，其中电机驱动二的信号输入端与单片机二的信号输出端连接，电机驱动二的信号输出端分别与右收割电机和左收割电机的信号输入端连接，右收割电机输出轴与旋转收割轮右端连接，左收割电机输出轴与旋转收割轮左端连接。

所述水葫芦传送模块包括：电机驱动三、右传送电机、左传送电机、水葫芦传送带，其中电机驱动三的信号输入端与单片机二的信号输出端连接，电机驱动三的信号输出端分别与右传送电机和左传送电机的信号输入端连接，右传送电机输出轴与水葫芦传送带右端连接，左传送电机输出轴与水葫芦传送带左端连接。

所述蓄电池的正极分别与单片机二、右行进电机、左行进电机、右收割电机、左收割电机、右传送电机、左传送电机的正极连接；蓄电池的负极分别与单片机二、右行进电机、左行进电机、右收割电机、左收割电机、右传送电机、左传送电机的负极连接。

一种用于水葫芦清理的机器人控制方法包括以下步骤：

s1、启动蓄电池，主控模块、水葫芦收割模块、水葫芦传送模块、行进模块得电工作；

s2、主控模块检测是否有控制信号，检测到控制信号则进入步骤s3，否则继续进行检测；

s3、主控模块检测到控制信号后，首先主控模块根据控制信号向行进模块发送控制指令，使机器人在水中完成前进、后退和转向动作，到达指定区域后，然后主控模块根据控制信号向水葫芦收割模块、水葫芦传送模块发送控制指令，使机器人完成水葫芦清理工作，最后主控模块根据控制信号向行进模块发送控制指令，使机器人回到岸边，进入步骤s4；

s4、取出机器人存储仓中的水葫芦，关闭蓄电池，主控模块、行进模块、水面杂物收集模块和电源补给模块停止工作。

实施例2：实施例1中的步骤s3包括以下具体过程：s31、操作人员按下液晶控制屏上的前进、后退、左转或右转按键，则单片机一通过控制信号发射器向控制信号接收器发送相应指令，然后控制信号接收器再向单片机二发送指令，单片机二接收到指令后，再向电机驱动一发送指令，最后电机驱动一驱动右行进电机输出轴顺时针转动带动右划水叶轮顺时针转动，左行进电机输出轴逆时针转动带动左划水叶轮逆时针转动，实现机器人前进动作；右行进电机输出轴逆时针转动带动右划水叶轮逆时针转动，左行进电机输出轴顺时针转动带动左划水叶轮顺时针转动，实现机器人后退动作；右行进电机输出轴顺时针转动带动右划水叶轮顺时针转动，左行进电机输出轴顺时针转动带动左划水叶轮顺时针转动，实现机器人右转动作；右行进电机输出轴逆时针转动带动右划水叶轮逆时针转动，左行进电机输出轴逆时针转动带动左划水叶轮逆时针转动，实现机器人左转动作；右行进电机与左行进电机配合运动实现机器人在水中的前进、后退、左转或右转运动；

s32、当机器人到达指定区域后，电机驱动二分别向右收割电机发送顺时针旋转控制信号，左收割电机发送逆时针旋转控制信号，则旋转收割轮在右收割电机与左收割电机的共同作用下实现顺时针旋转收割水面水葫芦动作，同时，电机驱动三分别向右传送电机发送逆时针旋转控制信号，左传送电机发送顺时针旋转控制信号，则水葫芦传送带在右传送电机与左传送电机共同作用下实现将收割完的水葫芦逆时针向后传送到机器人存储仓动作；

s33、机器人完成水葫芦清理工作后，单片机二向电机驱动一发送回去指令，电机驱动一根据接收到的指令驱动右行进电机输出轴逆时针转动带动右划水叶轮逆时针转动，左行进电机输出轴顺时针转动带动左划水叶轮顺时针转动，实现机器人后退动作，使机器人后退到岸边，进入步骤s4；

本实施例中各部件均可采用具备相应功能的已有的市售产品。

上面结合图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。