[发明专利]一种教学竞赛用喷药机器人的控制系统

权利要求书

1.一种教学竞赛用喷药机器人的控制系统，其特征在于：包括主控模块，所述主控模块分别与行驶避障模块、行走控制模块、目标检测模块、喷药控制模块、电源控制模块连接。

2.根据权利要求1所述教学竞赛用喷药机器人的控制系统，其特征在于：所述主控模块包括上位机和下位机，上位机相应引脚接收所述目标检测模块的信息输出；上位机相应引脚输出控制所述喷药控制模块的控制信息；下位机相应引脚接收所述行驶避障模块输出的信息，下位机相应引脚输出控制行走控制模块的控制信息，同时下位机相应引脚接收行走控制模块输出的信息。

3.根据权利要求1所述教学竞赛用喷药机器人的控制系统，其特征在于：所述行驶避障模块包括左高层避障光电开关传感器、右高层避障光电开关传感器、左底层避障光电开关传感器和右底层避障光电开关传感器，所有避障光电开关传感器的信号输出与所述主控模块的下位机相应引脚连接。

4.根据权利要求1所述教学竞赛用喷药机器人的控制系统，其特征在于：所述行走控制模块包括左前电机、右前电机、左后电机、右后电机、左前电机编码器、右前电机编码器、左后电机编码器、右后电机编码器、四路电机驱动器、前灰度循迹传感器和后灰度循迹传感器；前后灰度循迹传感器的信号输出与所述主控制模块下位机相应引脚连接；四路电机驱动器输入与所述主控制模块下位机相应输出引脚连接；四路电机驱动器输出与左前电机、右前电机、左后电机、右后电机输入引脚连接；左前电机编码器、右前电机编码器、左后电机编码器、右后电机编码器与对应左前电机、右前电机、左后电机、右后电机同轴连接；左前电机编码器、右前电机编码器、左后电机编码器、右后电机编码器的AB相信号输出与所述主控制模块下位机相应输入引脚连接。

5.根据权利要求1所述教学竞赛用喷药机器人的控制系统，其特征在于：所述目标检测模块包括左高层检测光电开关传感器、右高层检测光电开关传感器、右中层检测光电开关传感器、左底层检测光电开关传感器、右底层检测光电开关传感器、摄像头和喇叭；所有检测光电开关传感器的信号输出与所述主控制模块上位机相应输入引脚连接；摄像头信号输出与所述主控制模块上位机通过USB接口连接；喇叭信号输入与所述主控制模块上位机相应输出引脚连接。

6.根据权利要求1所述教学竞赛用喷药机器人的控制系统，其特征在于：所述喷药控制模块包括三个电磁继电器、一个增压泵、左电磁阀、右电磁阀、左喷头、右喷头、左喷头控制舵机、右喷头控制舵机和云台控制舵机；三个电磁继电器、左喷头控制舵机、右喷头控制舵机和云台控制舵机的信号输入与所述主控制模块上位机相应输出引脚连接；左喷头控制舵机控制左喷头在垂直方向转动；右喷头控制舵机控制右喷头在垂直方向转动；云台控制舵机间接控制左右喷头同时在水平面上转动；三个电磁继电器分别控制增压泵、左电磁阀、右电磁阀开和关；增压泵出水口同时连接左右电磁阀的进水口，左电磁阀出水口连接左喷头进水口，右电磁阀出水口连接右喷头进水口。

7.根据权利要求1至6任一所述教学竞赛用喷药机器人的控制系统，其特征在于：所述电源控制模块包括12V电池、5V降压模块和7V降压模块；12V电池直接向增压泵、电机驱动器提供12V工作电压；5V降压模块将12V电池降压向树莓派、ARDUINO、灰度循迹传感器、所有光电开关传感器和所有电磁继电器提供5V工作电压；7V降压模块将12V电池降压向云台控制舵机、左右喷头控制舵机提供7V工作电压。

8.根据权利要求1所述教学竞赛用喷药机器人的控制系统，其特征在于：所述主控制模块的上位机控制器为树莓派3B+；所述主控制模块的下位机控制器为ARDUINO MEGA 2560；并且树莓派3B+与ARDUINO MEGA 2560通过串口通信协议协同工作。

9.根据权利要求4所述教学竞赛用喷药机器人的控制系统，其特征在于：所述左前电机、右前电机、左后电机、右后电机均为直流电机。