[發(fā)明專利]一種適用于桁架結(jié)構(gòu)的仿尺蠖攀爬機器人

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• 申請日: 2018-02-10
• 公開（公告）號: CN108382477A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設計）人: 曹仰杰;段鵬松;張博;楊知錦;江曉沖;馮雅琦
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州大學
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024;G01C21/34
• 代理公司: 鄭州德勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41128
• 代理人: 宋文龍

本發(fā)明提供一種適用于桁架結(jié)構(gòu)的仿尺蠖攀爬機器人，它包括兩端的夾持器模塊、關(guān)節(jié)模塊、處理器、雙目圖像采集模塊、圖像處理模塊和路徑計算模塊；所述關(guān)節(jié)模塊包括I型關(guān)節(jié)模塊和T型關(guān)節(jié)模塊；兩夾持器模塊上分別安裝所述雙目立體視覺模塊的兩個攝像頭，所述雙目圖像采集模塊用于采集環(huán)境圖像信息及圖像中各點的空間坐標信息；所述圖像處理模塊用于將所述雙目圖像采集模塊采集的圖像進行處理，分離圖像中的障礙物圖像；所述路徑計算模塊根據(jù)分離后的障礙物圖像規(guī)劃到達障礙物的若干路徑距離并進行篩選。該適用于桁架結(jié)構(gòu)的仿尺蠖攀爬機器人具有設計科學、能夠?qū)崿F(xiàn)自動行進、適應環(huán)境能力強、具有越障能力的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種仿生機器人，具體的說，涉及了一種適用于桁架結(jié)構(gòu)的仿尺蠖攀爬機器人。

背景技術(shù)

塔架屬于高聳鋼結(jié)構(gòu)（不定型產(chǎn)品），對工程情況的不同可以根據(jù)其要求由設計人員設計塔架架構(gòu)，因此塔架結(jié)構(gòu)的用途很廣泛，常常應用于桁架橋梁、索式橋梁、電力塔架等，尤以前兩者為最。

中國交通運輸部數(shù)據(jù)顯示，按使用年限計算，我國公路永久性橋梁數(shù)量全國總計達到76.5456萬座，其中各類塔架式橋梁總數(shù)達18萬座，已成為世界第一橋梁大國，但同時也進入了橋梁垮塌等安全事故的高發(fā)期。嚴峻的是，帶病橋梁達30%，其中15%的橋梁更被認定為（約10萬座）危橋。橋梁的安全通行受到了嚴重的威脅，人民的生命財產(chǎn)安全也存在著重大的隱患。所以，防患于未然，定期對橋梁健康與安全狀況進行監(jiān)測十分必要。橋梁結(jié)構(gòu)的安全性與可靠性以及它所涉及的檢測維護技術(shù)問題，是我們國家目前需要面對的技術(shù)性難題。為解決橋梁問題，我國有數(shù)以萬計的橋梁工人仍在從事危險的高空作業(yè)。橋梁檢修事故的發(fā)生卻在所難免，橋梁工人的生命安全值得我們的關(guān)注。

目前，市面上對于橋梁的安全檢測有兩種基本方法：一是利用安裝在橋梁上的檢測裝置配合傳統(tǒng)的人工巡查對橋梁進行實時的檢測；二是借助路面檢測車進行半自主檢測。

但是這些檢測方式均存在問題，一來，工程耗資大，且當繩索損壞或者老化時不易替換；二來，人工耗時耗力，且安全性較低，近距離作業(yè)困難，易阻礙橋上交通。

本發(fā)明針對于桁架橋梁、索式橋梁（斜拉索橋索塔及纜索），特發(fā)明了智能仿生爪式攀爬機器人代替人類，從事單調(diào)乏味而又艱苦的工作，可廣泛使用于橋梁作業(yè)，解決現(xiàn)實問題，發(fā)展前景不可小覷。

為了解決以上存在的問題，人們一直在尋求一種理想的技術(shù)解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，從而提供一種設計科學、能夠?qū)崿F(xiàn)自動行進、適應環(huán)境能力強、具有越障能力的一種適用于桁架結(jié)構(gòu)的仿尺蠖攀爬機器人。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種適用于桁架結(jié)構(gòu)的仿尺蠖攀爬機器人，包括兩端的夾持器模塊、連接在兩夾持器模塊之間的若干串接在一起的關(guān)節(jié)模塊、處理器、雙目圖像采集模塊、圖像處理模塊和路徑計算模塊；

若干所述關(guān)節(jié)模塊包括I型關(guān)節(jié)模塊和T型關(guān)節(jié)模塊，每個關(guān)節(jié)模塊均由舵機驅(qū)動運動，相鄰兩關(guān)節(jié)模塊之間固定連接；

兩夾持器模塊上分別安裝所述雙目立體視覺模塊的兩個攝像頭，所述雙目圖像采集模塊用于采集環(huán)境圖像信息及圖像中各點的空間坐標信息；

所述圖像處理模塊用于將所述雙目圖像采集模塊采集的圖像進行處理，分離圖像中的障礙物圖像；

所述路徑計算模塊根據(jù)分離后的障礙物圖像規(guī)劃到達障礙物的若干路徑距離并進行篩選；

所述處理器連接所述夾持器模塊、各舵機、所述雙目圖像采集模塊、所述圖像處理模塊和所述路徑計算模塊用于控制各模塊的運行。

基上所述，所述圖像處理模塊采用漫水填充算法對目標障礙物進行填充，對非目標障礙物進行剔除。