[發明專利]檢測鋼結構壁面的行走機器人控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 201710106581.0
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106826831B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 羅義;范勤;余震;霍同乾
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/08;B62D57/024
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 樊戎

1.一種檢測鋼結構壁面的行走機器人控制系統，其特征在于：包括用于行走的行進足(1)、用于固定的吸附足(2)和控制器(8)，所述行進足(1)和吸附足(2)底部均設有電磁吸盤(5)，所述行進足(1)上設有用于控制行進足(1)旋轉的第一舵機(31)，所述行進足(1)的頂部與第一連桿(41)的一端通過第二舵機(32)連接，所述第一連桿(41)的另一端與第二連桿(42)的一端通過第三舵機(33)連接，所述第二連桿(42)的另一端與吸附足(2)的頂部通過第四舵機(34)連接，所述第二舵機(32)、第三舵機(33)和第四舵機(34)相互配合帶動行進足(1)向前運動，所述吸附足(2)上設有用于控制行進足(1)、第一連桿(41)和第二連桿(42)作整體旋轉的第五舵機(35)；所述行進足(1)外周面上設有用于探測障礙物位置的超聲測距傳感器(6)和紅外光電開關(7)，所述行進足(1)底部設有用于探測行進足位置的超聲測距傳感器(6)；所述控制器(8)與第一舵機(31)、第二舵機(32)、第三舵機(33)、第四舵機(34)、第五舵機(35)、電磁吸盤(5)、超聲測距傳感器(6)和紅外光電開關(7)均相連；所述行進足(1)和吸附足(2)底部的電磁吸盤(5)均通過繼電器控制，所述行進足(1)外周面上設有兩路超聲測距傳感器(6)和兩路紅外光電開關(7)，所述兩路超聲測距傳感器(6)和兩路紅外光電開關(7)均勻布置在行進足(1)外周面上90°范圍內；所述行進足(1)底部均勻布置有三路超聲測距傳感器(6)；

利用該控制系統檢測鋼結構壁面的控制方法：包括以下步驟：

a、將控制器(8)切換到手動模式，在手動模式下通過控制器(8)的界面操作，使得行走機器人到達待檢測鋼結構的壁面上；將控制系統狀態進行初始化，此時第一舵機(31)所在的行進足(1)和第五舵機(35)所在的吸附足(2)與壁面垂直，第一連桿(41)和第二連桿(42)與壁面夾角均為45°，第一連桿(41)和第二連桿(42)相互之間夾角為90°，吸附足(2)的電磁吸盤(5)所對應的繼電器閉合，吸附足(2)的電磁吸盤(5)得電吸附在壁面上，行進足(1)的電磁吸盤(5)未通電貼于壁面；

b、將控制器(8)切換到自動模式，控制器(8)依次控制第四舵機(34)、第三舵機(33)和第二舵機(32)轉動，帶動行進足(1)在壁面上前行，同時行進足(1)外周面上超聲測距傳感器(6)和紅外光電開關(7)探測行進足(1)前方的障礙物信息，將行進足(1)前方障礙物信息傳送到控制器(8)中，控制器(8)綜合分析障礙物信息；

c、若行進足(1)前方有障礙物，則控制第五舵機(35)轉動帶動行進足(1)、第一連桿(41)和第二連桿(42)作整體旋轉，重復步驟b，直至行進足(1)前方沒有障礙物；若行進足(1)前方沒有障礙物，則第五舵機(35)不轉動，行進足(1)在壁面上繼續前行；

d、當行進足(1)前行到再次與壁面處于垂直狀態且第一連桿(41)與第二連桿(42)之間的夾角為150°時，位于行進足(1)底部的超聲測距傳感器(6)獲取各自的位置信息，將位置信息傳輸到控制器(8)中，控制器(8)綜合行進足(1)底部的超聲測距傳感器(6)位置信息，分析判斷行進足(1)是否處于壁面邊界外，進而控制第五舵機(35)轉動的轉動角度和方向；

e、若行進足(1)處于壁面邊界外，則控制器(8)控制第五舵機(35)轉動帶動行進足(1)、第一連桿(41)和第二連桿(42)作整體旋轉，重復步驟d，直至第五舵機(35)不轉動，即行進足(1)處于壁面邊界內；若行進足(1)處于壁面邊界內，控制器(8)控制行進足(1)的電磁吸盤(5)所對應的繼電器閉合，行進足(1)的電磁吸盤(5)得電吸附在壁面上，此時行進足(1)和吸附足(2)同時吸附在壁面上，此時檢測設備開始工作完成所在位置的檢測任務；

f、檢測設備完成所在位置的檢測工作后，控制器(8)控制吸附足(2)的電磁吸盤(5)對應的繼電器斷開，吸附足(2)的電磁吸盤(5)貼于壁面，控制器(8)依次控制第二舵機(32)、第三舵機(33)和第四舵機(34)帶動吸附足(2)向前運動，運動到第一舵機(31)所在的行進足(1)和第五舵機(35)所在的吸附足(2)與壁面垂直，第一連桿(41)和第二連桿(42)與壁面夾角分別為45°，第一連桿(41)和第二連桿(42)相互之間夾角為90°為止；控制器(8)控制吸附足(2)的電磁吸盤(5)對應的繼電器閉合，吸附足(2)的電磁吸盤(5)得電吸附在壁面上，控制器(8)控制行進足(1)的電磁吸盤(5)對應的繼電器斷開，行進足(1)的電磁吸盤(5)斷電貼于壁面，此時行走機器人回到初始化狀態；

g、重復步驟b～f，即可完成下一個壁面位置的檢測，當行走機器人遍歷鋼結構的所有壁面后，切換到手動模式，使行走機器人返回地面。