[发明专利]一种自动除冰柱机器人系统

说明书

技术领域

本发明涉及控制系统技术领域，尤其是位置数据实时采集以及加热自动控制系统，尤其涉及一种自动除冰柱机器人系统。

背景技术

目前，为了提高土地的利用率，高层建筑物越来越多，但是在空气湿度大而且气温低的地区，建筑物的屋檐处极易形成冰柱，特别是在我国北方的冬季与春季交替时节，昼夜温差较大，由于楼顶积雪融化，屋檐处的冰柱更是随处可见，为了防止冰柱从高处突然坠落伤及行人，应当将高层建筑物屋檐处的冰柱进行及时清理。当前，清理冰柱的工作通常由人工完成，利用较长的杆子进行敲击使之坠落，首先，这种人工清理冰柱需要较长的杆子，操作起来不容易控制；其次，对于高度非常高的建筑物，在地面进行人工敲打是不可行的，如果到楼顶上去进行人工清理则危险性太高；再次，人工除冰住速度慢，效率太低；最后，由于冰柱的形成具有反复性，因此还需经常人工巡视，大大增加了人工的工作量。

发明内容

本发明的目的是提供一种楼顶自动除冰柱机器人，解决了高层建筑物屋檐处的冰柱自动清除问题，保证了路过行人的安全。

本发明的目的是以如下方式实现的：一种楼顶自动除冰柱机器人，该系统由自动除冰柱机器人、小车轨道、上位机和键盘装置，其中，所述自动除冰柱机器人包括单片机、以及单片机控制的继电器、光电传感器、电热丝、微型电机、收集器和GPRS模块构成。

其中，所述小车轨道沿楼顶屋檐安装；

所述自动除冰柱机器人沿轨道进行自动巡视；

所述光电传感器，用于发现屋檐某个位置有冰柱时，则对电热丝通电，利用热量使屋檐的冰柱脱落，落下的冰柱落入所述收集器；

所述GPRS模块，用于将工作状态传递给所述上位机，所述工作状态包括单位距离内统计的除冰数量、单位时间内除冰的重量；

所述上位机，用于根据当前工作状态对所述自动除冰柱机器人的巡视频率、速度、位置进行远距离控制，采用自动和手动相结合的方式进行；

所述自动除冰柱机器人通过导线进行供电，使其在所述小车轨道上行驶；所述自动除冰柱机器人根据所述上位机的指令由所述单片机进行控制。

可选地，当机器人除冰时，可通过机器人内部的重量传感器进行检测，判断冰柱是否满箱，如果满箱，可按预定程序使机器人到达指定位置进行人工集中处理。

本发明的有益效果是：该系统可以自动发现并除去高层建筑物屋檐处的冰柱，并将工作状态通过GPRS模块传递给上位机，上位机可以对机器人巡视频率、速度、位置等进行远距离控制。实现除冰机器人的自动控制。另外，本发明结构设计合理，构思巧妙新颖，易于推广应用。

附图说明

图1是本发明结构框图。

图2是本发明中机械结构图。

图3是本发明单片机接口电路图。

图4是本发明GPRS模块无线通信电路图。

图5是本发明光电传感器电路图。

图6是本发明微型电机电路图。

具体实施方式

参照图各图，一种楼顶自动除冰柱机器人由自动除冰柱机器人(包括控制系统和小车，小车相当于机器人的脚)、小车轨道、上位机和键盘装置，其中，所述自动除冰柱机器人包括单片机、以及单片机控制的继电器、光电传感器、电热丝、微型电机、收集器和GPRS模块构成。

1、机械部分结构

自动除冰柱机器人机械部分由平行于屋檐下方的水平轨道为轨道上的机构提供电源，在电机在单片机的控制下驱动小车在轨道上行走，利用光电传感器对冰柱进行巡视，当遇到冰柱时小车减速，同时启动电热丝将冰柱切断，使之掉落在安装在电热丝下方的收集器中，以防从高空落地伤人。本发明的导轨是平行于墙体安装，固定导轨采用绝缘材质高强度玻璃钢，并将固定导轨的玻璃钢垂直安装在高建筑物的房檐下，同时在给导轨供电的电源上采用了短路保护并可实现无线电告警。

2、单片机接口电路

该系统单片机采用STC12C5A60S2增强型51单片机，具有低功耗，高稳定性的特点，除单片机所需最小系统连接引脚外，其中P1.0-P1.2引脚用来控制微型电机；P1.3用来控制继电器进而来控制电热丝是否工作；P1.4-P1.7连光电传感器引脚；P2.1-P2.2连接MCU_serial串口通信芯片RXD与TXD引脚，用来向上位机发送数据与接收上位机数据。当机器人除冰时，可通过机器人内部的重量传感器进行检测，判断冰柱是否满箱，如果满箱，可按预定程序使机器人到达指定位置进行人工集中处理。本发明的轨道采用为强度高，并且电阻小的合金，例如，铁、铝板合金，并加入稀土永磁材料等。