本發(fā)明涉及水下機器人技術領域，尤其涉及一種水下空化清洗機器人的控制系統(tǒng)。
背景技術：
水下清洗是一項技術難度較大而又極具市場潛力的行業(yè)。我國在這一行業(yè)的技術研發(fā)還處于極為落后的狀態(tài)。國際上現(xiàn)階段所使用的液壓清洗刷使用不方便，效率低(尤其對污損生物滋生嚴重的表面)，對被清潔物表面和涂料有很大的損傷并對環(huán)境產(chǎn)生污染。空化射流技術是目前清洗行業(yè)上新興的最具潛力的方法，但在水下清洗的設備上還存在著許多問題，如目前只能進行潛水員進行手持作業(yè)，清洗效率低，人力成本高等。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種水下空化清洗機器人的控制系統(tǒng)，采用CAN總線設計方法，對不同模塊進行分級控制，所采用的控制方案能有效解決船舶、大壩等壁面的清洗，同時可以靈活的調整機器人姿態(tài)和行駛路徑，且設有自動駕駛和導航模塊，智能化程度高，使用方便。
為解決上述技術問題，本申請實施例提供了一種水下空化清洗機器人的控制系統(tǒng)，包括水下清洗控制系統(tǒng)和機器人控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的機器人控制系統(tǒng)包括控制終端、推進模塊、照明攝像模塊、主控制器、路徑規(guī)劃模塊和導航模塊，其中控制終端包括顯示器和控制手柄兩部分，推進模塊包括垂直推進器、水平推進器和前后推進器，照明攝像模塊包括攝像頭和照明燈兩部分；所述的水下清洗控制系統(tǒng)包括電位計、分控制器、滾輪驅動模塊、絲杠驅動模塊和行程定位模塊，所述的主控制器和分控制器通過通訊線纜相連。
作為本方案的優(yōu)選實施例，所述的推進模塊中的推進器通過伺服電機進行驅動，其中垂直推進器和前后推進器的數(shù)量為兩個，水平推進器的數(shù)量至少為一個。
作為本方案的優(yōu)選實施例，所述的路徑規(guī)劃模塊內設有自動駕駛儀，路徑設定為Z形路線，即沿水平方向向前運動L米后垂直向下運動H米，隨后沿水平方向向后運動L米，周而復始。
作為本方案的優(yōu)選實施例，所述的導航模塊可以為電子羅盤，也可以為微機電陀螺儀。
作為本方案的優(yōu)選實施例，所述的滾輪驅動模塊至少包括四個滾輪和步進驅動機，每個步進電機驅動一個滾輪，并對應一個電位計，其中電位計為角度旋轉傳感器。
作為本方案的優(yōu)選實施例，所述的行程定位模塊包括滾輪行程定位和絲桿行程定位兩部分，均是通過霍爾傳感器的脈沖感應信號進行監(jiān)測。
本申請實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優(yōu)點：
采用CAN總線設計方法，對不同模塊進行分級控制，所采用的控制方案能有效解決船舶、大壩等壁面的清洗，同時可以靈活的調整機器人姿態(tài)和行駛路徑，且設有自動駕駛和導航模塊，智能化程度高，使用方便。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1是本申請實施例的結構示意圖。
圖1中：1、水下清洗控制系統(tǒng)，2、機器人控制系統(tǒng)，3、顯示器，4、控制手柄，5、控制終端，6、推進模塊，7、垂直推進器，8、水平推進器，9、前后推進器，10、攝像頭，11、照明燈，12、照明攝像模塊，13、主控制器，14、路徑規(guī)劃模塊，15、導航模塊，16、電位計，17、分控制器，18、滾輪驅動模塊，19、絲杠驅動模塊，20、行程定位模塊。
具體實施方式
本發(fā)明提供了一種水下空化清洗機器人的控制系統(tǒng)，采用CAN總線設計方法，對不同模塊進行分級控制，所采用的控制方案能有效解決船舶、大壩等壁面的清洗，同時可以靈活的調整機器人姿態(tài)和行駛路徑，且設有自動駕駛和導航模塊，智能化程度高，使用方便。
為了更好的理解上述技術方案，下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細的說明。
如圖1所示，一種水下空化清洗機器人的控制系統(tǒng)，包括水下清洗控制系統(tǒng)1和機器人控制系統(tǒng)2，所述的機器人控制系統(tǒng)2包括控制終端5、推進模塊6、照明攝像模塊12、主控制器13、路徑規(guī)劃模塊14和導航模塊15，其中控制終端5包括顯示器3和控制手柄4兩部分，推進模塊6包括垂直推進器7、水平推進器8和前后推進器9，照明攝像模塊12包括攝像頭10和照明燈11兩部分；所述的水下清洗控制系統(tǒng)1包括電位計16、分控制器17、滾輪驅動模塊18、絲杠驅動模塊19和行程定位模塊20，所述的主控制器13和分控制器17通過通訊線纜相連。
其中，在實際應用中，所述的推進模塊6中的推進器通過伺服電機進行驅動，其中垂直推進器7和前后推進器9的數(shù)量為兩個，水平推進器8的數(shù)量至少為一個，通過垂直推進器7可以實現(xiàn)上浮和下潛的運動，同時對左右平衡姿態(tài)進行調整，防止機器人受到干擾后向一邊傾斜；前后推進器9的左右是為前進和后退提供動力，并且要保證滾輪始終貼合在壁面上；水平推進器8的作用是為機器人的左右移動提供動力，可以通過控制手柄4對各個推進器發(fā)送不同的指令，通過改變其轉速來調整推進力的大小和方向。
其中，在實際應用中，所述的路徑規(guī)劃模塊14內設有自動駕駛儀，路徑設定為Z形路線，即沿水平方向向前運動L米后垂直向下運動H米，隨后沿水平方向向后運動L米，周而復始，以船舶為例，此處的“前方”是指自船首至船尾的方向，“下方”是指自水面至水底的方向，由于大部分船舶的壁面是傾斜的，這樣的路徑規(guī)劃可以保證機器人清洗過程最大程度的保持在一條水平線上航行，姿態(tài)控制更加方便，其中向下運動的距離H要小于空化噴嘴的有效直徑，防止出現(xiàn)漏刷區(qū)域。
其中，在實際應用中，所述的導航模塊15可以為電子羅盤，也可以為微機電陀螺儀，通過導航模塊15監(jiān)測機器人的運動是否正常，如果與設定路線之間出現(xiàn)偏差，將及時反饋到主控制器13內，并通過推進模塊6進行調整，以此保證機器人能夠按照規(guī)劃路徑行駛，提高了自主性，減少了人工干預。
其中，在實際應用中，所述的滾輪驅動模塊18至少包括四個滾輪和步進驅動機，每個步進電機驅動一個滾輪，并對應一個電位計16，其中電位計16為角度旋轉傳感器，通過滾輪式結構，既可以容易判斷機器人是否離開壁面，又不妨礙機器人的正常運動，分控制器17內設有判斷算法，當四個滾輪中至少有三個正常運動，說明系統(tǒng)工作正常；當有兩個或兩個以上的滾輪不轉動時，則說明機器人離開了清洗壁面，清洗無效，并發(fā)出警報，需要重新貼合。
其中，在實際應用中，所述的行程定位模塊20包括滾輪行程定位和絲桿行程定位兩部分，均是通過霍爾傳感器的脈沖感應信號進行監(jiān)測，利用滾輪上的霍爾傳感器可以判斷出滾輪轉動的圈數(shù)，進而可以得出機器人在水平方向上運動的距離，當這個距離等于設定值L后，系統(tǒng)自動轉入垂直運動狀態(tài)，同樣根據(jù)滾輪的圈數(shù)計算下移距離；絲杠上的霍爾傳感器可以檢測出噴頭運動距離和方向，如設定絲杠長度為l，噴頭運動速度為v1，機器人的運動速度為v2，則噴頭需在機器人離清洗界面的距離s＝v2·l/v1處開始移動，保證在機器人的一側到達界面時，噴頭也能從一側移動到另一側，從而保證不會因機器人本身寬度問題造成界面處的清洗死角。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術人員，在不脫離本發(fā)明技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術方案的內容，依據(jù)本發(fā)明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術方案的范圍內。