[發明專利]一種自主式視覺檢測機器人系統及其使用方法

在審

• 申請號: 201710252074.8
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN106970622A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 桂仲成;王重山;賀驥;楊輝;馬云峰;張憲文
• 申請（專利權）人: 成都圭目機器人有限公司
• 主分類號: G05D1/02
• 分類號: G05D1/02
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙)11362
• 代理人: 郭防

技術領域

本發明涉及一種自主式視覺檢測機器人系統及其使用方法，屬于機器人技術領域。

背景技術

磁吸附爬壁機器人是一種設計在導磁壁面上進行特定作業如焊接，打磨，檢測等的一種自動化機械裝置。輕量化磁輪吸附式視頻檢測爬壁機器人可以在船舶，集裝箱，大型結構件等的導磁面上靈活移動并且實時拍攝周圍視頻或圖像，并且傳輸回本地控制端，作為相應工作提供環境參考信息。

爬壁機器人必須具有吸附和移動兩個基本功能。常見的吸附方式有負壓吸附，磁吸附和表面材料吸附等。其中負壓方式可以通過裝置產生負壓將機械裝置吸附在壁面，不受壁面材料限制；磁吸附方式要求吸附表面必須是具有一定導磁性的表面；表面材料吸附方式主要是控制特定材料與吸附表面通過電學、化學、物理等方式粘接和分離。

磁吸附爬壁機器人按吸附功能分主要有磁足、磁輪、間隙吸附等方式。磁吸附方式爬壁機器人按移動功能分主要有磁足、輪式和履帶式。磁足式，能跨越比較復雜的障礙物，但是移動速度慢且機械結構和控制方式復雜；輪式移動速度快，控制相對靈活，但是在跨越障礙物時候容易脫離壁面，難以維持穩定的吸附力；履帶式，著地面積大，載重量大，但是不能適應復雜的表面，且不易轉向。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種自主式視覺檢測機器人系統，移動速度快、轉向靈活，并且能夠適應相對復雜的壁面結構，不易發生墜落，同時還提供了本自主式視覺檢測機器人系統的使用方法。

為解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

一種自主式視覺檢測機器人系統，包括機器人本體、無線通訊節點A、無線通訊節點B和遠程控制系統，所述機器人本體包括車架主體，車架主體上安裝有驅動機構，驅動機構包括磁性前輪，磁性前輪的摩擦面上鑲嵌有均勻分布的永磁體；還包括磁性后輪、后車架和柔性機構，后車架通過柔性機構和所述車架主體相連，磁性后輪安裝在后車架上，磁性前輪也可以選用其它形式的磁輪，只要能夠通過磁力將爬壁機器人吸附在壁面即可；所述車架主體上安裝有云臺，云臺上安裝有圖像采集裝置，云臺和圖像采集裝置均和機器人本體的控制系統電連接，機器人本體的控制系統連接有無線通訊裝置B；所述遠程控制系統包括控制器、顯示器和無線通訊裝置A，顯示器和無線通訊裝置A均和所述控制器電連接；無線通訊節點A和無線通訊節點B電連接，無線通訊裝置A和無線通訊節點A無線通訊連接，無線通訊節點B和無線通訊裝置無線通訊連接。

前述的一種自主式視覺檢測機器人系統中，所述磁性前輪為彈性材料，磁性前輪上具有若干孔位。通過孔位的形式減輕磁性前輪的重量，更重要的是，通過在磁性前輪上設置孔位，可以使更多的永磁體與壁面貼合。具體的是，能夠加大磁性前輪的形變量，使磁性前輪與壁面的貼合面積加大，以使更多的永磁體與壁面貼合，從而提高磁性前輪的吸附能力。

前述的一種自主式視覺檢測機器人系統中，所述磁性后輪為萬向輪。以提高轉向時整體的靈活性和穩定性。

前述的一種自主式視覺檢測機器人系統中，所述柔性機構為鉸接結構，后車架鉸接在車架主體上。

前述的一種自主式視覺檢測機器人系統中，所述云臺包括第一驅動電機、第二驅動電機和支撐架，支撐架成L型；第一驅動電機安裝在車架主體上，支撐架一端固定在第一驅動電機的驅動端上，第二驅動電機安裝在支撐架的另一端，圖像采集裝置安裝在第二驅動電機的驅動端上。

前述的一種自主式視覺檢測機器人系統中，車架主體上設有與所述控制系統電連接的三軸陀螺儀、加速度計和多個超聲波雷達測距傳感器。主體部分的三軸陀螺儀、加速度計能實時記錄機器人的空間姿態和速度，超聲波測距傳感器能對周圍距離進行測量，在已知周圍空間位置情況下，能夠通過空間姿態和距離測量判斷機器人在已知空間的位置。

前述的一種自主式視覺檢測機器人系統中，所述驅動機構還包括動力電機、聯軸器、輪軸、軸承和前驅動模塊殼體；動力電機的輸出軸通過聯軸器和輪軸相連，輪軸通過軸承和磁性前輪相連，聯軸器和輪軸位于前驅動模塊殼體內。

前述的一種自主式視覺檢測機器人系統中，所述第一驅動電機和第二驅動電機均是無刷直流伺服電機。無刷直流伺服電機帶動的云臺攝像模塊能夠根據機器人主體姿態調整云臺角度，確保拍攝畫面的穩定，和特定角度拍攝。

前述的一種自主式視覺檢測機器人系統中，所述磁性前輪為中空結構，中空結構為充氣部，磁性前輪的輪胎壁上鑲嵌有永磁體。