吸附裝置能夠徹底消除機(jī)器人高速行走打滑現(xiàn)象的發(fā)生。
【附圖說(shuō)明】
[0029]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖，其中:
圖1為本發(fā)明的一種單輪雙核中低速滅火機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)一較佳實(shí)施例的滅火機(jī)器人房間示意圖；
圖2為本發(fā)明的一種單輪雙核中低速滅火機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)一較佳實(shí)施例的基于單片機(jī)控制的兩輪滅火機(jī)器人原理圖； 圖3為本發(fā)明的一種單輪雙核中低速滅火機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)一較佳實(shí)施例的基于STM32F407單輪滅火機(jī)器人二維結(jié)構(gòu)圖；
圖4為本發(fā)明的一種單輪雙核中速滅火機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)一較佳實(shí)施例的基于STM32F407單輪滅火機(jī)器人原理圖；
圖5為本發(fā)明的一種單輪雙核中速滅火機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)一較佳實(shí)施例的基于STM32F407單輪滅火機(jī)器人伺服程序框圖；
圖6為本發(fā)明的一種單輪雙核中低速滅火機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)一較佳實(shí)施例的滅火機(jī)器人運(yùn)行方向示意圖；
圖7為本發(fā)明的一種單輪雙核中低速滅火機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)一較佳實(shí)施例的右轉(zhuǎn)示意圖；
圖8為本發(fā)明的一種單輪雙核中低速滅火機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)一較佳實(shí)施例的左轉(zhuǎn)示意圖；
圖9為本發(fā)明的一種單輪雙核中低速滅火機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)一較佳實(shí)施例的整體原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0031]本發(fā)明實(shí)施例提供如下技術(shù)方案。
[0032]請(qǐng)參閱圖1-9，在本實(shí)施例中提供一種單輪雙核中低速滅火機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)，所述的單輪雙核中低速滅火機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)1、一種單輪雙核中低速滅火機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)，其特征在于，包括:控制器STM32F407、若干判斷前方運(yùn)動(dòng)環(huán)境的超聲波傳感器、電流傳感器、電機(jī)、電機(jī)光電編碼器、控制參數(shù)轉(zhuǎn)化模塊和環(huán)境參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；所述控制器STM32F407與所述的電流傳感器、電機(jī)光電編碼器、控制參數(shù)轉(zhuǎn)化模塊、環(huán)境參數(shù)轉(zhuǎn)換模塊之間相連接，微控制器STM32F407通過(guò)結(jié)合電流傳感器信號(hào)、電機(jī)光電編碼器生成若干控制電機(jī)的PWM控制信號(hào)并驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行。
[0033]所述單輪雙核高速滅火機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)還包括加速度傳感器，所述加速度傳感器與電機(jī)光電編碼器相結(jié)合并把實(shí)時(shí)信號(hào)傳輸至控制器STM32F407，所述控制器STM32F407根據(jù)實(shí)施信號(hào)的不同自動(dòng)切換超聲波傳感器中的一個(gè)或多個(gè)。
[0034]所述電機(jī)包括直流無(wú)刷電機(jī)、直流電機(jī)和真空抽吸電機(jī)，所述電機(jī)光電編碼器位于直流無(wú)刷電機(jī)、直流電機(jī)和真空抽吸電機(jī)上，且所述直流無(wú)刷電機(jī)、直流電機(jī)和真空抽吸電機(jī)分別產(chǎn)生第一位置脈沖信號(hào)、第二位置脈沖信號(hào)、第三位置脈沖信號(hào)，第一位置脈沖信號(hào)、第二位置脈沖信號(hào)、第三位置脈沖信號(hào)與控制器STM32F407之間通信連接。
[0035]控制器STM32F407通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)并自動(dòng)調(diào)節(jié)真空抽吸電機(jī)對(duì)地面的吸附能力，且存儲(chǔ)環(huán)境信息。
[0036]所述第一位置脈沖信號(hào)、第二位置脈沖信號(hào)、第三位置脈沖信號(hào)同時(shí)為低電平，產(chǎn)生信號(hào)傳輸至控制器STM32F407，同時(shí)記錄直流無(wú)刷電機(jī)、直流電機(jī)和真空抽吸電機(jī)的絕對(duì)位置。
[0037]所述單輪雙核高速滅火機(jī)器人伺服控制系統(tǒng)還包括上位機(jī)模塊和運(yùn)動(dòng)控制模塊，所述上位機(jī)模塊中包含有房間探索單元、房間存儲(chǔ)單元、路徑讀取單元、人機(jī)界面單元和在線輸出單元，所述探索單元、存儲(chǔ)單元、路徑讀取單元、人機(jī)界面單元、在線輸出單元均與上位機(jī)模塊分別控制連接。
[0038]所述運(yùn)動(dòng)控制模塊包含坐標(biāo)定位單元、I/O控制單元、三軸同步直流無(wú)刷和直流混合伺服控制系統(tǒng)；所述三軸同步直流無(wú)刷和直流混合伺服控制系統(tǒng)包括直流無(wú)刷電機(jī)和直流電機(jī)兩軸混合滅火伺服模塊、單軸真空吸盤(pán)吸附伺服模塊，所述直流無(wú)刷電機(jī)和直流電機(jī)兩軸混合滅火伺服模塊與單軸真空吸盤(pán)吸附伺服模塊相連接，且將信號(hào)傳輸至單軸真空吸盤(pán)吸附伺服模塊。
[0039]所述電機(jī)光電編碼器輸出第一位置脈沖信號(hào)、第二位置脈沖信號(hào)至控制器STM32F407，所述單軸真空吸盤(pán)吸附伺服模塊與真空抽吸電機(jī)之間控制連接，直流無(wú)刷電機(jī)、直流電機(jī)兩軸混合伺服模塊分別與直流無(wú)刷電機(jī)、直流電機(jī)之間控制連接。
[0040]在一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，
對(duì)于本文設(shè)計(jì)的STM32F407控制器，在電源打開(kāi)狀態(tài)下，滅火機(jī)器人先進(jìn)入自鎖狀態(tài)。滅火機(jī)器人通過(guò)超聲波傳感器Sl、S6判斷前方運(yùn)動(dòng)環(huán)境，實(shí)際導(dǎo)航環(huán)境被轉(zhuǎn)化為控制參數(shù)傳輸給STM32F407，STM32F407把這些環(huán)境參數(shù)轉(zhuǎn)化為滅火機(jī)器人在指定方向下直流無(wú)刷電機(jī)X要運(yùn)行的速度指令值以及直流電機(jī)Y要運(yùn)行的距離、速度和加速度參數(shù)指令值，然后控制器結(jié)合電流傳感器Cl、C2和電機(jī)光電編碼器的反饋生成控制電機(jī)X和電機(jī)Y的PWM控制信號(hào)，直流無(wú)刷電機(jī)X和直流電機(jī)Y在控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)下向前運(yùn)動(dòng)，加速度計(jì)A1和光電編碼器實(shí)時(shí)把測(cè)得的信號(hào)反饋給STM32F407，由微處理器二次校正滅火機(jī)器人的姿態(tài)。如果滅火機(jī)器人進(jìn)入死胡同，控制器會(huì)自動(dòng)切換傳感器，使得滅火器人不需要原地旋轉(zhuǎn)180度。滅火機(jī)器人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，控制器根據(jù)滅火機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度自動(dòng)通過(guò)電機(jī)Μ調(diào)節(jié)真空裝置對(duì)地面的吸附能力，增加有效摩擦，防止滅火機(jī)器人快速行走打滑，并實(shí)時(shí)儲(chǔ)存房間信息。當(dāng)控制器發(fā)現(xiàn)火源后自動(dòng)開(kāi)啟干冰滅火器電磁閥，通過(guò)噴灑干冰滅火，滅火完畢后控制器立即調(diào)出滅火機(jī)器人已經(jīng)儲(chǔ)存的房間信息，通過(guò)洪水算法找出返程最短路徑，并開(kāi)啟加速模式迅速回到起點(diǎn)等待一下條尋求火源命令。
[0041]打開(kāi)電源瞬間，STM32F407會(huì)對(duì)電池電壓進(jìn)行檢測(cè)，如果低壓的話，STM32F407將封鎖直流無(wú)刷電機(jī)X和直流無(wú)刷電機(jī)Υ的PffM波控制信號(hào)，電機(jī)不能啟動(dòng)，同時(shí)電壓傳感器VI將工作，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)。如果系統(tǒng)電壓正常，控制器首先開(kāi)啟真空抽吸電機(jī)Μ，通過(guò)抽吸裝置先對(duì)微型真空吸盤(pán)抽吸，使真空吸盤(pán)對(duì)地面具有一定的吸附力，控制器并實(shí)時(shí)檢測(cè)，如果地面不干凈，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)Μ加大真空吸盤(pán)對(duì)地面的吸附力。
[0042]在滅火機(jī)器人未接到探索命令之前，它一般會(huì)在起點(diǎn)坐標(biāo)(0，0)等待控制器發(fā)出的探索命令，一旦接到任務(wù)后，會(huì)沿著起點(diǎn)開(kāi)始為了尋找火源進(jìn)行全宮探索。
[0043]滅火機(jī)器人放在起點(diǎn)坐標(biāo)(0，0)，一般情況下，滅火機(jī)器人按照?qǐng)D6中北的方向(計(jì)算機(jī)編程代碼為0)放置，接到任務(wù)后其前方的傳感器Sl、S6和會(huì)對(duì)前方的環(huán)境進(jìn)行判斷，然后傳輸給STM32F407作為行走的初始指令值。
[0044]在滅火機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，裝在直流無(wú)刷電機(jī)X、直流電機(jī)Υ、直流電機(jī)Μ上的光電編碼器會(huì)輸出其位置信號(hào)Α和位置信號(hào)B并反饋給STM32F407，光電編碼器的位置信號(hào)A脈沖和B脈沖邏輯狀態(tài)每變化一次，STM32F407的位置寄存器會(huì)根據(jù)直流無(wú)刷電機(jī)X、直流電機(jī)Y、直流電機(jī)Μ的運(yùn)行方向加1或者是減1 ;
在滅火機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，裝在直流無(wú)刷電機(jī)X、直流電機(jī)Υ、直流電機(jī)Μ上的光電編碼器的位置信號(hào)Α脈沖和B脈沖和Z脈沖同時(shí)為低電平時(shí)，就產(chǎn)生一個(gè)INDEX信號(hào)給STM32F407寄存器，記錄直流無(wú)刷電機(jī)X、直流電機(jī)Y、直流電機(jī)Μ的絕對(duì)位置，然后換算成滅火機(jī)器人在房間中的具體位置和調(diào)整的角度大小。
[0045]為了能夠?qū)崿F(xiàn)滅火機(jī)器人準(zhǔn)確的坐標(biāo)計(jì)算功能，滅火機(jī)器人左右的傳感器S2、S3和S4、S5會(huì)時(shí)刻對(duì)運(yùn)動(dòng)方向左右的房間擋墻和柱子進(jìn)行探測(cè)，如果S2、S3或者S4、S5發(fā)現(xiàn)傳感器信號(hào)發(fā)生了躍變，則說(shuō)明滅火機(jī)器人進(jìn)入了從有房間擋墻到無(wú)房間擋墻(或者是從無(wú)房間擋墻到有房間擋墻)狀態(tài)的變化，STM32F407會(huì)根據(jù)滅火機(jī)器人當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)精確補(bǔ)償，徹底消除滅火機(jī)器人在復(fù)雜房間中探尋火源時(shí)已經(jīng)累計(jì)的誤差。
[0046]在滅火機(jī)器人沿著任何一個(gè)方向向前運(yùn)動(dòng)，在任何一個(gè)方格的中心如果確定沒(méi)有擋墻進(jìn)入前方的運(yùn)動(dòng)范圍，則滅火機(jī)器人將存儲(chǔ)其坐標(biāo)(X，Υ)，并把向前運(yùn)動(dòng)一格的位置參數(shù)送給STM32F407，由STM32F407根據(jù)搜尋控制器速度和加速度要求以及光電編碼器的反饋，生成速度-時(shí)間運(yùn)動(dòng)梯形圖，這個(gè)梯形包含的面積就是滅火機(jī)器人直流無(wú)刷電機(jī)X要運(yùn)行