[發明專利]一種爬壁機器人的輔助吊裝設備及控制方法

有效

• 申請號: 201810143020.2
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108358072B
• 公開（公告）日: 2019-07-16
• 發明（設計）人: 邵忠喜;富宏亞;廉明;金鴻宇;韓振宇;付云忠;韓德東;李茂月
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B66C23/16
• 分類號: B66C23/16;B66C13/48;B66C13/22;B66C15/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 楊立超

一種爬壁機器人的輔助吊裝設備及控制方法，它屬于爬壁機器人領域。本發明解決了由于爬壁機器人自身的吸力不夠，可能導致爬壁機器人從工作面上脫落下來，造成爬壁機器人工作不便利，而且存在安全隱患的問題。本發明利用整體承重模式控制方法將爬壁機器人吊裝到指定工作位置，利用部分承重模式控制方法保持爬壁機器人的正常工作狀態，而且，通過PID張力控制全閉環系統可以對爬壁機器人的負載進行實時、自動稱重。本發明可以應用于吸盤式爬壁機器人的輔助吊裝領域用。

技術領域

本發明涉及爬壁機器人領域，具體涉及一種爬壁機器人的輔助吊裝設備及控制方法。

背景技術

爬壁噴丸機器人是一種吸附在工作面，進而進行噴漆、清潔等任務的機器人。而另一方面，輪船由于長期處于濕度較高的環境下，更需要一種機器人來為船體進行除銹、噴漆等工作。已有的爬壁機器人往往采用磁吸式的方式吸附在工作面上，但是爬壁機器人自身的重量過高，體積過大，當它直接應用在輪船船體的除銹、噴漆工作中，可能會由于爬壁機器人自身的吸盤吸力不夠導致爬壁機器人從工作面上脫落下來，造成爬壁機器人工作不便利、存在安全隱患。

發明內容

本發明的目的是為解決由于吸力不夠導致爬壁機器人從工作面上脫落下來，造成爬壁機器人工作不便利，而且存在安全隱患的問題。

本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是：

根據本發明的第一方面，提供了一種爬壁機器人的輔助吊裝設備，包括：

吊裝單元、張力傳感單元和移動車，其中：

所述吊裝單元包括卷揚機、卷揚機支架和支撐臂；

卷揚機支架固設在移動車上，卷揚機固定在卷揚機支架上；

支撐臂的一端與卷揚機支架連接，且支撐臂的另一端與卷揚機的定滑輪連接；

張力傳感單元包括張力傳感器、第一導向輪、第二導向輪和背板，張力傳感器、第一導向輪和第二導向輪均設置在背板上，且第一導向輪和第二導向輪沿背板的長度方向、對稱分布于張力傳感器的兩側；背板固設在支撐臂上；

所述卷揚機的鋼絲繩的一端固定在卷揚機的卷筒上，鋼絲繩的另一端依次繞過第二導向輪的上部側壁、張力傳感器、第一導向輪的上部側壁和定滑輪后，懸于支撐臂的外側；且張力傳感器的感應探頭與鋼絲繩相接觸；

所述張力傳感器用于檢測鋼絲繩的張力數據；

所述移動車上設置有配重塊。

根據本發明的第二方面，提供了一種基于本發明第一方面的爬壁機器人輔助吊裝設備的控制方法，包括整體承重模式控制方法和部分承重模式控制方法；

整體承重模式控制方法具體為：

步驟A、下位機PLC初始化準備工作完成后，設置卷揚伺服電機工作的運動方向和運動速度，且設定卷揚伺服電機的工作模式為位置模式；下位機PLC按照設定好的參數將控制信號發送給卷揚伺服電機，卷揚伺服電機工作；

步驟B、爬壁機器人豎直方向向上提升，在爬壁機器人向上升起的過程中，張力傳感器實時檢測鋼絲繩上的張力數據，并將張力數據信號實時發送至下位機PLC；

步驟C、下位機PLC將卷揚距離、卷揚速度和接收到的鋼絲繩張力數據存儲并上傳至人機交互界面；

步驟D、在爬壁機器人向上升起的過程中，下位機PLC實時檢測吊裝行程數據；

步驟E、若下位機PLC判斷鋼絲繩上的張力數據正常、吊裝行程未達到極限且吊裝工作未結束，則卷揚伺服電機接收控制信號保持持續工作狀態；