清洁机器人控制系统及清洁机器人的制作方法

1.本技术涉及机器人技术领域，尤其涉及一种清洁机器人控制系统及清洁机器人。


背景技术：

2.随着机器人技术的不断发展，机器人已经被广泛用于人们生活中的各种场景中，其中，常见的机器人应用于清洁场景，可以提供洗地、吸干、吸污、除菌、降灰等清洁功能，可以广泛应用于露天广场、室内停车场、机场、车站、购物中心、物流仓库等场地。现有机器人在提供清洁服务时，需要人工控制，例如，在清洁过程中，若机器人被困，需要人工将机器人解困后才能继续执行清洁服务等，导致现有机器人存在自动化程度比较低的问题。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本技术实施例提供了一种清洁机器人控制系统及清洁机器人。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种清洁机器人控制系统，包括：驱动子系统及控制子系统；所述驱动子系统包括：刷盘电机驱动器、与所述刷盘电机驱动器连接的刷盘驱动电机、移动驱动电机驱动器、及与所述移动驱动电机驱动器连接的移动驱动电机；所述控制子系统包括：第一控制器，分别与所述刷盘电机驱动器、所述移动驱动电机驱动器通信连接，用于从终端设备获取任务指令，根据所述任务指令获取任务路径，根据所述任务指令向所述刷盘电机驱动器发送第一工作指令、向所述移动驱动电机驱动器发送第二工作指令；所述刷盘电机驱动器，用于根据所述第一工作指令驱动所述刷盘驱动电机推动刷盘下降至地面，并带动所述刷盘旋转；所述移动驱动电机驱动器，还用于根据所述第二工作指令控制所述移动驱动电机按照所述任务路径带动清洁机器人移动。
5.可选的，所述控制子系统还包括：分别与所述第一控制器通信连接的第二控制器及环境感知子系统；所述第二控制器，还与环境感知子系统连接，用于从所述第一控制器接收地图扫描任务指令，根据所述地图扫描任务指令控制所述环境感知子系统采集环境感知数据，根据所述环境感知数据生成所述任务路径。
6.可选的，所述刷盘电机驱动器包括推杆电机驱动器及无刷电机驱动器，所述刷盘驱动电机包括推杆电机及无刷电机；所述推杆电机驱动器，分别与所述第一控制器及所述推杆电机连接，用于根据所述第一工作指令驱动所述推杆电机推动刷盘下降至地面；所述无刷电机驱动器，分别与所述第一控制器及所述无刷电机连接；用于根据所述第一工作指令驱动所述无刷电机带动所述刷盘旋转。
7.可选的，所述移动驱动电机驱动器包括：轮毂电机驱动器及转向电机驱动器，所述移动驱动电机包括：轮毂电机及转向电机；所述轮毂电机驱动器，与所述轮毂电机连接，用于根据所述第二工作指令控制所述轮毂电机按照所述任务路径控制清洁机器人的移动路径；所述转向电机驱动器，与所述转向电机连接，用于根据所述第二工作指令控制所述转向电机按照所述任务路径控制清洁机器人的移动方向。
8.可选的，所述第一控制器，还用于向所述刷盘电机驱动器及所述移动驱动电机驱动器分别发送停止指令；所述移动驱动电机驱动器，用于根据所述停止指令控制所述移动驱动电机停止运动；所述刷盘电机驱动器，还用根据所述停止指令控制所述刷盘驱动电机从地面收回所述刷盘，并控制刷盘停止旋转。
9.可选的，所述第一控制器，还用于向所述移动驱动电机驱动器发送复位指令；所述移动驱动电机驱动器，还用于根据所述复位指令控制所述移动驱动电机带动清洁机器人移动至预设位置。
10.可选的，所述环境感知子系统包括分别与所述第二控制器通信连接的环境拍摄设备及测距设备；所述环境拍摄设备，用于拍摄环境图像数据；所述测距设备，用于获取障碍物距离数据；所述第二控制器，还用于根据所述环境图像数据及所述障碍物距离数据生成所述任务路径。
11.可选的，所述推杆电机驱动器通过正负电源线和霍尔线与所述推杆电机连接；所述无刷电机驱动器通过三相电源线及霍尔线与所述无刷电机连接；所述轮毂电机驱动器通过正负电源线与所述轮毂电机连接；所述转向电机驱动器通过正负电源线与所述转向电机连接。
12.可选的，清洁机器人控制系统，还包括：障碍探测设备，与所述第一控制器连接，用于探测预设距离内的障碍物信息；所述第一控制器，还用于根据所述障碍物信息进行避障处理。
13.第二方面，本技术实施例提供了一种清洁机器人，包括：第一方面提供的清洁机器人控制系统。
14.上述本技术提供的清洁机器人控制系统及清洁机器人，包括：驱动子系统及控制子系统；驱动子系统包括：刷盘电机驱动器、与刷盘电机驱动器连接的刷盘驱动电机、移动驱动电机驱动器、及与移动驱动电机驱动器连接的移动驱动电机；控制子系统包括：第一控制器，分别与刷盘电机驱动器、移动驱动电机驱动器通信连接，用于从终端设备获取任务指令，根据任务指令获取任务路径，根据任务指令向刷盘电机驱动器发送第一工作指令、向移动驱动电机驱动器发送第二工作指令；刷盘电机驱动器，用于根据第一工作指令驱动刷盘驱动电机推动刷盘下降至地面，并带动刷盘旋转；移动驱动电机驱动器，还用于根据第二工作指令控制移动驱动电机按照任务路径带动清洁机器人移动。这样，可以从终端设备获取任务指令，自动根据任务指令执行清洁、扫地等任务，无需人工干预，提高清洁机器人的自
动化作业程度。
附图说明
15.为了更清楚地说明本技术的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对本技术保护范围的限定。在各个附图中，类似的构成部分采用类似的编号。
16.图1示出了本技术实施例提供的清洁机器人控制系统的一结构示意图；图2示出了本技术实施例提供的清洁机器人控制系统的另一结构示意图；图3示出了本技术实施例提供的清洁机器人控制系统的一局部结构示意图；图4示出了本技术实施例提供的清洁机器人控制系统的另一局部结构示意图；图5示出了本技术实施例提供的清洁机器人控制系统的另一局部结构示意图。
具体实施方式
17.下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
18.通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
19.在下文中，可在本技术的各种实施例中使用的术语“包括”、“具有”及其同源词仅意在表示特定特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合，并且不应被理解为首先排除一个或更多个其它特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的存在或增加一个或更多个特征、数字、步骤、操作、元件、组件或前述项的组合的可能性。
20.此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
21.除非另有限定，否则在这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本技术的各种实施例所属领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。所述术语(诸如在一般使用的词典中限定的术语)将被解释为具有与在相关技术领域中的语境含义相同的含义并且将不被解释为具有理想化的含义或过于正式的含义，除非在本技术的各种实施例中被清楚地限定。
22.实施例1本公开实施例提供一种清洁机器人控制系统。
23.具体的，请参阅图1，清洁机器人控制系统10包括：驱动子系统101及控制子系统102；所述驱动子系统101包括：刷盘电机驱动器1011、与所述刷盘电机驱动器1011连接的刷盘驱动电机1012、移动驱动电机驱动器1013、及与所述移动驱动电机驱动器1013连接的移动驱动电机1014；所述控制子系统102包括：第一控制器1021，分别与所述刷盘电机驱动器1011、所
述移动驱动电机驱动器1013通信连接，用于从终端设备获取任务指令，根据所述任务指令获取任务路径，根据所述任务指令向所述刷盘电机驱动器1011发送第一工作指令、向所述移动驱动电机驱动器1013发送第二工作指令；所述刷盘电机驱动器1011，用于根据所述第一工作指令驱动所述刷盘驱动电机推动刷盘下降至地面，并带动所述刷盘旋转；所述移动驱动电机驱动器1013，还用于根据所述第二工作指令控制所述移动驱动电机按照所述任务路径带动清洁机器人移动。
24.在本实施例中，终端设备可以为移动终端，例如手机等，终端设备通过无线网络与第一控制器连接，向第一控制器发送任务指令。补充说明的是，终端设备也可以称为一体机。一体机通过lan连接第一控制器。
25.这样，清洁机器人控制系统可以从终端设备获取任务指令，自动根据任务指令执行清洁、扫地等任务，无需人工干预，提高清洁机器人的自动化作业程度。清洁机器人可适用于应用于露天广场、室内停车场、机场、车站、购物中心、物流仓库等多种场景，能根据接收到的任务指令自主完成任务，在清洁机器人工作过程中不需要人工操作，亦不需人工看守，可实现解放劳动力。
26.可选的，请参阅图2，所述控制子系统102还包括：分别与所述第一控制器1021通信连接的第二控制器1022及环境感知子系统103；所述第二控制器1022，还与环境感知子系统103连接，用于从所述第一控制器1021接收地图扫描任务指令，根据所述地图扫描任务指令控制所述环境感知子系统103采集环境感知数据，根据所述环境感知数据生成所述任务路径。
27.在本示例中，第一控制器又可以称为下位机，第二控制器又可以称为上位机。上位机与下位机通过网线通信连接，具体的，上位机的局部区域网（local area network，lan）接口通过网线与下位机的lan接口连接。下位机通过控制器局域网络（controller area network，can）总线与各驱动器通信连接，实现整机的控制。第一控制器及第二控制器构成控制子系统，控制子系统接收各路驱动仔细及环境感知子系统的各类信号，通过分析数据实现自动控制整机运行，并通过互相通讯实现信息共享传输。第一控制器与各驱动器之间通过can线连接，第一控制器向各驱动器发送各类指令，并接受来自各驱动器的数据反馈。
28.这样，环境感知子系统103采集环境感知数据，第一控制器1021根据所述环境感知数据生成所述任务路径，方便清洁机器人根据任务路径进行作业，提高避障效果，提高清洁机器人作业的自动化程度。
29.可选的，请参阅图3，所述刷盘电机驱动器1011包括推杆电机驱动器10111及无刷电机驱动器10112，所述刷盘驱动电机1012包括推杆电机10121及无刷电机10122；所述推杆电机驱动器10111，分别与所述第一控制器1021及所述推杆电机10121连接，用于根据所述第一工作指令驱动所述推杆电机10121推动刷盘下降至地面；所述无刷电机驱动器10112，分别与所述第一控制器1021及所述无刷电机10122连接；用于根据所述第一工作指令驱动所述无刷电机10122带动所述刷盘旋转。
30.在本实施例中，推杆电机驱动器控制推杆电机，分别实现刷盘的上升与下降。无刷电机驱动器控制无刷电机动作，无刷电机通过传动机构带动刷盘转动，实现清洁地面作业。刷盘具有滚刷，刷盘在旋转时带动滚刷清扫地面。
31.在本实施例中，推杆电机驱动器10111的电源正极接整机蓄电池，负极搭铁。推杆电机驱动器10111通过can线与第一控制器1021通信连接。整机蓄电池的电压为24v。推杆电机10121通过两根电源线和一组霍尔线与推杆电机驱动器10111连接。
32.在本实施例中，无刷电机驱动器10112的电源正极接整机蓄电池，负极搭铁；无刷电机10122通过can线与第一控制器1021通信连接。整机蓄电池的电压为24v。无刷电机10122分别通过三相电源线和一组霍尔线与无刷电机驱动器10112连接。
33.补充说明的是，第一控制器1021向推杆电机驱动器10111发送第一工作指令，推杆电机驱动器10111接收到第一工作指令后，按照第一工作指令要求速度控制推杆电机7工作，推杆伸出带动刷盘下降至地面。
34.进一步说明的是，本实施例中，无刷电机驱动器有两个，无刷电机也有两个，刷盘包括左侧刷盘及右侧刷盘。第一控制器1021向两个无刷电机驱动器10112发送第一工作指令，两个无刷电机驱动器接收第一工作指令后，分别按照第一工作指令速度要求控制左侧刷盘电机顺时针旋转，右侧刷盘电机逆时针旋转。
35.这样，可以自动化地实现刷盘下降至地面、刷盘自动旋转，提高清扫作业的自动化程度，及清扫干净度。
36.可选的，请参阅图4，所述移动驱动电机驱动器1013包括：轮毂电机驱动器10131及转向电机驱动器10132，所述移动驱动电机1014包括：轮毂电机10141及转向电机10142；所述轮毂电机驱动器10131，与所述轮毂电机10141连接，用于根据所述第二工作指令控制所述轮毂电机10141按照所述任务路径控制清洁机器人的移动路径；所述转向电机驱动器10132，与所述转向电机10142连接，用于根据所述第二工作指令控制所述转向电机10142按照所述任务路径控制清洁机器人的移动方向。
37.在本实施例中，轮毂电机驱动器控制轮毂电机，实现对清洁机器人的前进和后退的控制。转向电机驱动器控制转向电机，实现清洁机器人的整机转向的控制。
38.在本实施例中，轮毂电机驱动器10131的电源正极接整机蓄电池24v，负极搭铁；轮毂电机驱动器10131通过can线与第一控制器1021通信连接；所述轮毂电机驱动器10131通过正负电源线与所述轮毂电机10141连接。
39.在本实施例中，转向电机驱动器10132的can线与第一控制器1021的can口连接，转向电机10142通过两根电源线与转向电机驱动器10132连接。
40.在本实施例中，第一控制器1021向轮毂电机驱动器10131、转向电机驱动器10132发送第二工作指令，轮毂电机驱动器10131和转向电机驱动器10132接收到第二工作指令后，分别控制轮毂电机10141和转向电机10142按照任务路径运动，控制清洁机器人移动，清洁机器人开始洗地作业。
41.这样，清洁机器人根据任务路径进行作业移动，可以自动化地避障，提高清扫作业的自动化程度，及清扫干净度。
42.可选的，所述第一控制器1021，还用于向所述刷盘电机驱动器1011及所述移动驱动电机驱动器1013分别发送停止指令；所述移动驱动电机驱动器1013，用于根据所述停止指令控制所述移动驱动电机1014停止运动；所述刷盘电机驱动器1011，还用根据所述停止指令控制所述刷盘驱动电机1012从
地面收回所述刷盘，并控制刷盘停止旋转。
43.在本实施例中，当清洁机器人按照任务路径完成所有区域的作业之后，第一控制器1021发送停止指令，轮毂电机驱动器10131接收停止指令后，控制轮毂电机10141停止运动。转向电机驱动器10132接收到指令后控制转向电机10142停止旋转，同时推杆电机驱动器10111控制推杆电机10121缩回推杆至初始状态；推杆回到初始状态后，第一控制器1021向无刷电机驱动器10112发送停止指令，无刷电机驱动器1011接收到指令后控制无刷电机10121减速至停止。
44.这样，根据停止指令对作业过程进行控制，可以提高清扫作业的自动化程度，无需人工干涉，降低成本。
45.可选的，所述第一控制器1021，还用于向所述移动驱动电机驱动器1013发送复位指令；所述移动驱动电机驱动器1013，还用于根据所述复位指令控制所述移动驱动电机1014带动清洁机器人移动至预设位置。
46.在本实施例中，第一控制模块1021给轮毂电机驱动器10131、转向电机驱动器10132发送复位指令，轮毂电机驱动器10131和转向电机驱动器10132接收复位指令后，分别控制轮毂电机10141和转向电机10142运动，使清洁机器人回到预设位置，并保持轮毂电机10141和转向电机10142速度为0，工作完毕。
47.这样，根据复位指令对无人机进行复位，放置在预设位置，可控制作业后的清洁机器人自动放置到预设位置，避免出现清洁机器人出现在人行道、房间中央等重要区域，提高清扫作业的自动化程度，无需人工干涉，降低成本。
48.可选的，请参阅图5，所述环境感知子系统103包括分别与所述第二控制器1022通信连接的环境拍摄设备1031及测距设备1032；所述环境拍摄设备1031，用于拍摄环境图像数据；所述测距设备1032，用于获取障碍物距离数据；所述第二控制器1022，还用于根据所述环境图像数据及所述障碍物距离数据生成所述任务路径。
49.在本实施例中，所述第二控制器1022与所述第一控制器1021通信连接，向所述第一控制器1021发送所述任务路径。
50.这样，基于障碍物距离数据、环境图像数据生成所述任务路径，实现对周围环境的感知，达到路径规划与避障的功能。
51.可选的，所述测距设备包括：激光雷达、毫米波雷达、和/或超声波探头。
52.在本实施例中，所述激光雷达包括3d激光雷达、平激光雷达和/或斜激光雷达。
53.需要说明的是，3d激光雷达的lan接口通过网线与第二控制器1022连接；平激光雷达、斜激光雷达的rs232接口连接usb
‑
rs232接口组件的rs232接口，再通过usb
‑
rs232接口组件的usb接口连接第二控制器1022； 环境拍摄设备1031可以为摄像头，摄像头通过通用串行总线（universal serial bus，usb）连接第二控制器1022；毫米波雷达通过can线连接can
‑
lan 接口组件，can
‑
lan 接口组件的lan接口再通过lan线连接第二控制器1022。
54.在本实施例中，清洁机器人控制系统同时装配了摄像头、3d激光雷达、平激光雷达、斜激光雷达、毫米波雷达、及超声波探头等传感器，实现对周围环境的感知，达到路径规
划与避障的功能。
55.可选的，所述推杆电机驱动器10111通过正负电源线和霍尔线与所述推杆电机10121连接；所述无刷电机驱动器10112通过三相电源线及霍尔线与所述无刷电机10122连接；所述轮毂电机驱动器10131通过正负电源线与所述轮毂电机10141连接；所述转向电机驱动器10132通过正负电源线与所述转向电机10142连接。
56.在本实施例中，所述无刷电机10122包括霍尔传感器，通过一组霍尔线可以采集无刷电机10122的霍尔传感器的电流，确定无刷电机10122的转速。
57.可选的，清洁机器人控制系统10还包括：障碍探测设备，与所述第一控制器1021连接，用于探测预设距离内的障碍物信息；所述第一控制器1021，还用于根据所述障碍物信息进行避障处理。
58.在本实施例中，障碍探测设备为超声波探头，也可以是雷达探测设备，在此不做限制。超声波探头通过rs485线与第一控制器1021的rs485接口连接。
59.这样，在按照任务路径行驶过程，根据障碍物信息进行避障处理，可以对任务路径避障之外的实时新增的障碍物进行避障处理，提高作业安全性。
60.本公开实施例提供的清洁机器人控制系统，包括：驱动子系统及控制子系统；驱动子系统包括：刷盘电机驱动器、与刷盘电机驱动器连接的刷盘驱动电机、移动驱动电机驱动器、及与移动驱动电机驱动器连接的移动驱动电机；控制子系统包括：第一控制器，分别与刷盘电机驱动器、移动驱动电机驱动器通信连接，用于从终端设备获取任务指令，根据任务指令获取任务路径，根据任务指令向刷盘电机驱动器发送第一工作指令、向移动驱动电机驱动器发送第二工作指令；刷盘电机驱动器，用于根据第一工作指令驱动刷盘驱动电机推动刷盘下降至地面，并带动刷盘旋转；移动驱动电机驱动器，还用于根据第二工作指令控制移动驱动电机按照任务路径带动清洁机器人移动。这样，可以从终端设备获取任务指令，自动根据任务指令执行清洁、扫地等任务，无需人工干预，提高清洁机器人的自动化作业程度。
61.实施例2此外，本公开实施例提供了一种清洁机器人，包括实施例1提供的清洁机器人控制系统。
62.由于本实施例提供的清洁机器人包括实施例1提供的清洁机器人控制系统，因此具有清洁机器人控制系统的相应结构，实现相应的功能，到的相应的效果，为避免重复，在此不做赘述。
63.以上所述，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。