[实用新型]基于角度传感器的扫地机路径规划控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及智能家电，具体为对扫地机路径进行规划的控制系统。

背景技术

科研人员测试发现室内灰尘中存在各种各样的有毒、有害物质，如重金属、杀虫剂，这些物质主要来源于家居产品、玩具、电器等，人们通过呼吸和皮肤接触等方式暴露于含有毒有害物质的灰尘中，它们能严重影响到人们的身体健康。

为减少室内灰尘对人体健康的影响，人们设计开发出家用智能净化清扫一体机，它同时具有空气净化和地面除尘的功能，一体机中的扫地机可对地面灰尘进行清洁，有效减少了室内地面的污染。但是已有的扫地机大多不具备路径规划功能，存在盲扫的现象，其工作效率低，能耗高。

实用新型内容

为解决现有技术所存在的技术问题，本实用新型提供基于角度传感器的扫地机路径规划控制系统，可以控制扫地机按指定路径自动清扫、避障、防跌和回充，从而保持地板清洁；能实现扫地机自动路径的规划，能自动跟踪速度和转角，实现对室内环境高效、节能的清扫。

本实用新型采用以下技术方案来实现：基于角度传感器的扫地机路径规划控制系统，包括控制子系统、监控终端及通信模块；控制子系统包括MCU主控制器，以及分别与MCU主控制器连接的左轮速度传感器、右轮速度传感器、回充红外传感器、激光雷达传感器、角度传感器、人机交互系统及通信模块；通信模块包括2.4G无线模块和WiFi模块，MCU主控制器通过WiFi模块与监控终端连接，通过2.4G无线模块与空气净化器连接；MCU主控制器利用激光雷达传感器采集的障碍物信息构建出电子地图，然后对扫地机的行走路径进行规划，并接收角度传感器传来的数据，根据采集到的角度数据不断调整扫地机的左右行走电机输出的PWM值，使扫地机按照指定路径行走。

所述控制子系统还包括分别通过功率放大器与MCU主控制器连接的左行走电机、右行走电机、边刷电机、吸尘电机、清扫电机。

所述控制子系统还包括分别与MCU主控制器连接的红外防跌传感器、红外避障传感器、接触/压力传感器。

所述角度传感器选用GY-25模块。

所述人机交互系统包括分别与MCU主控制器连接的显示屏、触摸按键、蜂鸣器。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、具有扫除室内垃圾和粉尘等功能，能有效减少室内污染，减少地板积尘，实现清扫过程中的智能化和实时监控功能。

2、智能化程度高，可以控制扫地机按指定路径自动清扫、避障、防跌和回充，从而保持地板清洁；能实现扫地机自动路径的规划，能自动跟踪指定速度和转角，实现对室内环境高效、节能的清扫。

附图说明

图1是本实用新型控制系统的总体框图；

图2是本实用新型扫地机航位推算原理图；

图3是本实用新型的控制原理图；

图4是本实用新型扫地机旋转角度跟踪曲线图；

图5是本实用新型扫地机速度跟踪曲线图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

本实用新型研发的智能清扫净化一体机主要由空气净化器和扫地机组成，它们之间通过无线模块通讯进行协同控制，扫地机通过接收空气净化器传来的控制指令进行清扫、回充和路径规划功能。如图1，本实用新型扫地机控制系统包括控制子系统、监控终端及通信模块，控制子系统主要包括MCU主控制器，以及分别与MCU主控制器连接的各类传感器、人机交互系统、通信模块、各类电机等五大部分，控制子系统负责整个扫地机的运转控制和数据交互，包括传感器数据信息接收和处理、用户控制信息控制、外设控制等。各类传感器包括分别与MCU主控制器连接的左轮速度传感器、右轮速度传感器、回充红外传感器、红外防跌传感器、红外避障传感器、激光雷达传感器、接触/压力传感器，还包括通过UART接口与MCU主控制器连接的角度传感器。各类电机，包括左行走电机、右行走电机、边刷电机、吸尘电机、清扫电机，均分别通过功率放大器与MCU主控制器连接。人机交互系统包括分别与MCU主控制器连接的显示屏、触摸按键、蜂鸣器。通信模块包括2.4G无线模块和WiFi模块，MCU主控制器通过WiFi模块与监控终端连接，通过2.4G无线模块与空气净化器连接。