[发明专利]一种轨道路面清洁车吸尘口准确避障联动控制系统

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种控制系统，特别涉及一种轨道路面清洁车吸尘口准确避障联动控制系统。

背景技术：

目前，用于避障的系统主要有：激光雷达成像技术通过激光器扫描显示目标的三维图像、距离和速度等信息，进行目标定位和识别，缺点在于对激光器及其扫描装置要求高，成像质量差，速度慢，而且结构复杂，体积庞大和成本高的缺点。超声测距技术采用超声波传感器作为测距传感器，可以用于室内移动机器人、小车等避障，适用于测距精度不是很严、测量距离较短的情况，但是易于受环境温度、气流、超声波束与目标物体的入射角的变化等影响，而且分辨率较差。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是：提供一种轨道路面清洁车吸尘口准确避障联动控制系统，能精确测定障碍物方位，并联动精确控制吸尘口到达障碍物时能准确提升位置，具有目标识别、测距、测速和智能避障等功能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明由从动轮、张紧轮、激光器、工控机、显示器、摄像头、伺服驱动器、交流伺服电机、吸尘口、车身、螺母座、丝杆、车轮、主动轮、链条、支架和编码器组成，其特征是：车身和支架相连，支架上有从动轮，从动轮通过链条和车轮上的主动轮相连，张紧轮和链条相连，车身的下方固定有激光器、摄像头、交流伺服电机，车身的上方固定有工控机、伺服驱动器，工控机和显示器相连，交流伺服电机和丝杆相连，丝杆和螺母座相连，螺母座和吸尘口相连，从动轮和编码器相连。自编满足要求的程序嵌入到工控机中。

由于采用上述技术方案，本发明所具有的优点和积极效果是：安装调试方便，判断准确可靠，实用性强。

附图说明：

    下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明的结构示意图。

图2是编码器支架部分结构示意图。

图3是吸尘口部分联动结构示意图。

图4是联动控制系统运行示意图。

图5是图4的工控机程序运行流程框图。

图6是本发明智能控制系统人机交互界面图。

图中  1.从动轮，2. 张紧轮，3.激光器，4.工控机，5.显示器，6.摄像头，7.伺服驱动器，8.交流伺服电机，9.吸尘口，10.车身，11.螺母座，12.丝杆，

13.车轮，14.主动轮，15.链条，16.支架，17.编码器。

具体实施方式：

在图1中，车身（10）和支架（16）相连，支架（16）上有从动轮（1），从动轮（1）通过链条（15）和车轮（13）上的主动轮（14）相连，张紧轮（2）和链条（15）相连，车身（10）的下方固定有激光器（3）、摄像头（6）、交流伺服电机（8），车身（10）的上方固定有工控机（4）、伺服驱动器（7），工控机（4）和显示器（5）相连，交流伺服电机（8）和丝杆（12）相连，丝杆（12）和螺母座（11）相连，螺母座（11）和吸尘口（9）相连。

在图2中，车身（10）和支架（16）相连，支架（16）上有从动轮（1），从动轮（1）和编码器（17）相连。

在图3中，丝杆（12）和螺母座（11）相连，螺母座（11）和吸尘口（9）相连。吸尘口（9）中间是铁轨。

在图4中，工控机分别和数据采集卡、编码器、运动控制卡相连，数据采集卡和摄像头相连，运动控制卡和伺服系统相连，伺服系统和丝杆相连。

图5是工控机的程序运行框图。

本发明工作原理如下，激光器（3）发射的激光，照射到机车前方的轨道上，摄像头（6）采集图像，图像传输到工控机（4）内进行图像处理，当有障碍物存在时，图像经工控机（4）程序处理后，计算出障碍物的高度信息，以及障碍物位置到摄像头（6）的距离，并发出控制信号，从动轮（1）上的编码器（17）输出计数脉冲信号，计数脉冲信号经数据采集卡，传输到工控机（4），工控机（4）内的程序处理计算出机车运行速度V，并计算出吸尘口（9）的提升时间、提升位置以及提升高度，转化为车轮（13）需要转过的圈数或编码器（17）的计数个数 ，因此，在摄像头（6）检测到障碍物信息后，在吸尘口（9）到达障碍物之前，无论机车在运行过程中是否停止、运行速度增快还是减慢，避障联动控制系统程序均能在车轮（13）转过相应圈数或编码器（17）计 个数之后，准确发出控制吸尘口提升信号到交流伺服电机（8），交流伺服电机带动丝杠（12）转动，使吸尘口（9）在准确的时间内以正确的高度上升，以达到及时避障的目的。