[發明專利]一種自動除冰柱機器人系統

有效

• 申請號: 201410121906.9
• 申請日: 2014-03-28
• 公開（公告）號: CN103885447B
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 付光杰;王金玉;牟海維;付躍;曹雪;高金蘭
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02;G05B19/042
• 代理公司: 北京眾元弘策知識產權代理事務所(普通合伙)11462
• 代理人: 周達,尤志君

技術領域

本發明涉及控制系統技術領域，尤其是位置數據實時采集以及加熱自動控制系統，尤其涉及一種自動除冰柱機器人系統。

背景技術

目前，為了提高土地的利用率，高層建筑物越來越多，但是在空氣濕度大而且氣溫低的地區，建筑物的屋檐處極易形成冰柱，特別是在我國北方的冬季與春季交替時節，晝夜溫差較大，由于樓頂積雪融化，屋檐處的冰柱更是隨處可見，為了防止冰柱從高處突然墜落傷及行人，應當將高層建筑物屋檐處的冰柱進行及時清理。當前，清理冰柱的工作通常由人工完成，利用較長的桿子進行敲擊使之墜落，首先，這種人工清理冰柱需要較長的桿子，操作起來不容易控制；其次，對于高度非常高的建筑物，在地面進行人工敲打是不可行的，如果到樓頂上去進行人工清理則危險性太高；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復性，因此還需經常人工巡視，大大增加了人工的工作量。

發明內容

本發明的目的是提供一種樓頂自動除冰柱機器人，解決了高層建筑物屋檐處的冰柱自動清除問題，保證了路過行人的安全。

本發明的目的是以如下方式實現的：一種樓頂自動除冰柱機器人，該系統由自動除冰柱機器人、小車軌道、上位機和鍵盤裝置，其中，所述自動除冰柱機器人包括單片機、以及單片機控制的繼電器、光電傳感器、電熱絲、微型電機、收集器和GPRS模塊構成。

其中，所述小車軌道沿樓頂屋檐安裝；

所述自動除冰柱機器人沿軌道進行自動巡視；

所述光電傳感器，用于發現屋檐某個位置有冰柱時，則對電熱絲通電，利用熱量使屋檐的冰柱脫落，落下的冰柱落入所述收集器；

所述GPRS模塊，用于將工作狀態傳遞給所述上位機，所述工作狀態包括單位距離內統計的除冰數量、單位時間內除冰的重量；

所述上位機，用于根據當前工作狀態對所述自動除冰柱機器人的巡視頻率、速度、位置進行遠距離控制，采用自動和手動相結合的方式進行；

所述自動除冰柱機器人通過導線進行供電，使其在所述小車軌道上行駛；所述自動除冰柱機器人根據所述上位機的指令由所述單片機進行控制。

可選地，當機器人除冰時，可通過機器人內部的重量傳感器進行檢測，判斷冰柱是否滿箱，如果滿箱，可按預定程序使機器人到達指定位置進行人工集中處理。

本發明的有益效果是：該系統可以自動發現并除去高層建筑物屋檐處的冰柱，并將工作狀態通過GPRS模塊傳遞給上位機，上位機可以對機器人巡視頻率、速度、位置等進行遠距離控制。實現除冰機器人的自動控制。另外，本發明結構設計合理，構思巧妙新穎，易于推廣應用。

附圖說明

圖1是本發明結構框圖。

圖2是本發明中機械結構圖。

圖3是本發明單片機接口電路圖。

圖4是本發明GPRS模塊無線通信電路圖。

圖5是本發明光電傳感器電路圖。

圖6是本發明微型電機電路圖。

具體實施方式

參照圖各圖，一種樓頂自動除冰柱機器人由自動除冰柱機器人(包括控制系統和小車，小車相當于機器人的腳)、小車軌道、上位機和鍵盤裝置，其中，所述自動除冰柱機器人包括單片機、以及單片機控制的繼電器、光電傳感器、電熱絲、微型電機、收集器和GPRS模塊構成。

1、機械部分結構

自動除冰柱機器人機械部分由平行于屋檐下方的水平軌道為軌道上的機構提供電源，在電機在單片機的控制下驅動小車在軌道上行走，利用光電傳感器對冰柱進行巡視，當遇到冰柱時小車減速，同時啟動電熱絲將冰柱切斷，使之掉落在安裝在電熱絲下方的收集器中，以防從高空落地傷人。本發明的導軌是平行于墻體安裝，固定導軌采用絕緣材質高強度玻璃鋼，并將固定導軌的玻璃鋼垂直安裝在高建筑物的房檐下，同時在給導軌供電的電源上采用了短路保護并可實現無線電告警。

2、單片機接口電路

該系統單片機采用STC12C5A60S2增強型51單片機，具有低功耗，高穩定性的特點，除單片機所需最小系統連接引腳外，其中P1.0-P1.2引腳用來控制微型電機；P1.3用來控制繼電器進而來控制電熱絲是否工作；P1.4-P1.7連光電傳感器引腳；P2.1-P2.2連接MCU_serial串口通信芯片RXD與TXD引腳，用來向上位機發送數據與接收上位機數據。當機器人除冰時，可通過機器人內部的重量傳感器進行檢測，判斷冰柱是否滿箱，如果滿箱，可按預定程序使機器人到達指定位置進行人工集中處理。本發明的軌道采用為強度高，并且電阻小的合金，例如，鐵、鋁板合金，并加入稀土永磁材料等。