[發明專利]一種用于污泥自動處理的移動機器人系統

有效

• 申請號: 201410196877.2
• 申請日: 2014-05-12
• 公開（公告）號: CN104129895A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 崔澤;崔玉乾;錢東海;丁衛;楊海偉
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: C02F11/12
• 分類號: C02F11/12;C05F3/06
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及一種用于污泥自動處理的移動機器人系統，用于對污水處理廠中污泥的自動處理，屬于環保機器人領域。

背景技術

現有環保領域的污泥處理技術有衛生填埋、焚燒、干化制肥等。衛生填埋這種處置方法簡單、易行、成本低，污泥又不需要高度脫水，適應性強。但是污泥填埋也存在一些問題，尤指填埋滲濾液和氣體的形成。滲濾液是一種被嚴重污染的液體，如果填埋場選址或運行不當會污染地下水環境。填埋場產生的氣體主要是甲烷，若不采取適當措施會引起爆炸和燃燒。以焚燒為核心的污泥處理方法是最徹底的污泥處理方法之一，它能使有機物全部碳化，殺死病原體，可最大限度地減少污泥體積；但是其缺點在于處理設施投資大，處理費用高，設備維護成本高，而且產生強致癌物質二惡英。污泥中含有豐富的氮磷鉀、有機質等養分，是很好的有機肥，但污泥含水量高達80%，儲運使用都非常困難，若處置不當又容易造成二次污染。干化制肥徹底解決了這一難題，將污泥鋪在干化車間內，車間內的風扇通過配電柜自動控制，隨時調控車間內的風速、濕度，自動翻泥機器人可以自動識別翻泥情況控制轉向在污泥中來回行駛，可以代替人做重復、骯臟的工作，提高效率，節約資源，實現生態效益和經濟效益雙贏。

發明內容

本發明的目的在于解決現有的污泥干化制肥過程中重復、機械式的翻泥問題，而提供一種用于污泥自動處理的移動機器人系統。

為解決上述技術問題本發明的構思是：

一種用于污泥自動處理的移動機器人系統，從總體上主要由上位機控制系統和車載控制系統組成，上位機負責編程、監控、發送指令，車載控制系統包括PLC控制器、嵌入式計算機、傳感器、車體、工作切換裝置、工作裝置。該系統可以實現移動機器人的行走、翻地、轉向、定位、避障、識別功能。該機器人可以實現三種方式的工作模式：一是手動控制，我們可以根據手控盒的指令實現機器人的運動；二是前置路徑規劃，我們可以先在車載嵌入式計算機中規劃好機器人的路徑，當PLC控制器接收到前置路徑規劃模式工作方式時向計算機獲取路徑按預先設定好的路徑行走；三是智能路徑規劃，我們把機器人放在工作車間，機器人根據傳感器檢測到的信號智能地識別判斷行走方向和工作區域。

根據上述發明構思，本發明采用下述技術方案：

一種用于污泥自動處理的移動機器人系統，包括機械部分和控制系統；其特征在于：所述機械部分包括車體、工作切換裝置和工作裝置三部分，所述工作切換裝置通過其中的一個飛盤和車體中的一個支架相連，而通過其中的一個前拉桿和一個后拉桿分別和工作裝置上的一個前犁支架和一個后犁支架相連；所述工作裝置的前犁支架和后犁支架和車體中的前后端支座相鉸連，能夠實現翻地、行走、轉向功能；控制系統由上位機控制系統和車載控制系統組成；所述上位機控制系統是：一個上位機和一個無線模塊甲連接；所述車載控制系統的結構是：一個無線模塊乙和一個PLC控制器乙連接，上位機通過無線模塊和PLC控制器乙實現通訊，起到編程、調試、記錄和發送指令的作用；一個車載計算機嵌入在車體上和PLC控制器乙連接負責路徑規劃，傳感器裝在車體上也和PLC控制器乙連接作為模擬信號的檢測輸入；三個接觸器甲、乙、丙一端和PLC控制器乙連接，另一端分別經熱繼電器甲、乙、丙和行走電機、轉向電機及翻地電機連接；傳感器將檢測到的信號發送到PLC控制器乙，PLC控制器乙經過識別、處理再將動作信號發送到各個電機的接觸器智能地控制機器人的行走、翻地、轉向，同時實現機器人的定位、避障、識別功能，實現機器人真正意義上的自動化和智能化。

所述傳感器包括：定位功能方面的有一個GPS模塊和一個增量式光學編碼器，所述GPS模塊放在車體機架上，實現機器人的粗定位，增量式光學編碼器裝在機器人前輪軸上，通過和GPS模塊協作實現機器人精確定位；避障功能方面的有一個超聲波傳感器，通過檢測與障礙物的距離實現避障功能；檢測功能方面的有一個視覺傳感器和一個濕度傳感器，視覺傳感器裝在車體機架的最上端，通過拍攝污泥的局部圖像去辨別污泥的顏色，然后控制器根據污泥顏色（沒翻的污泥經過風扇吹干后呈暗白色，剛剛翻過的污泥呈暗黑色）控制機器人的運動避免重復工作，濕度傳感器裝在車體的兩側，通過檢測污泥的含水量（剛加工的污泥濕度大，未加工的污泥濕度小）進一步判斷污泥的翻轉情況。