[發明專利]一種智能攀爬機器人用智能電氣控制系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201810561383.8
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108748148B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 莫盛秋;陳大朋;顧志華
• 申請（專利權）人: 常州信息職業技術學院
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J13/00
• 代理公司: 北京華際知識產權代理有限公司 11676
• 代理人: 楊覓

1.一種智能攀爬機器人用智能電氣控制系統的控制方法，其特征在于：所述的控制方法包括以下步驟：

第一步，設備組裝，根據使用需要，首先將控制電路安裝到機器人機體內，并一方面與機器人機體的操控電路間電氣連接，另一方面分別與各工作組的轉動機構和視覺傳感器、觸覺傳感器電氣連接，完成設備裝配；

第二步，運行控制，在機器人設備運行過程中，分別通過安裝在機器人機體前端面和下端面的各工作組內的視覺傳感器檢測對機器人前端面與正前方障礙物間的距離和機器人底部與地平面間的距離進行持續檢測，判斷機器人運行路徑的坡度及運行路徑上臺階凸臺位置，并根據檢測數據由控制電路驅動人機體的操控電路運行，使機器人按照路徑進行運行，并在運行過程中，通過無線通訊模塊、串口通訊模塊、射頻通訊模塊實現對機器人運行狀態進行遠程操控和對機器人運行參數進行遠程監控及調整，同時通過GNSS衛星定位模塊對機器人運行路徑及軌跡進行監控調整，從而實現對機器人運行狀態進行控制；

第三步，攀爬控制，在第二步運行過程中，當位于機器人前端面工作組中的視覺傳感器檢測到臺階凸臺結構出現在行進路徑上時，一方面通過視覺傳感器對機器人與臺階凸臺結構間距離進行持續檢測，并直至機器人前端面工作組中的觸覺傳感器與臺階凸臺結構相抵，同時停止機器人水平方向上的運行狀態，然后在保持機器人前端面工作組運行狀態保持不變，持續對臺階凸臺結構進行檢測的同時，由控制電路驅動機器人機體的操控電路和位于機器人下端面的工作組運行，一方面通過機器人機體的操控電路驅動機器人自身機械部件對機器人進行抬升驅動，另一方面通過位于機器人下端面的工作組對機器人下端面與地平面間的間距進行持續檢測，并與同步獲得的機器人前端面工作組檢測的臺階凸臺結構數據一同輸送到控制電路內，由控制電路進行運算處理，并在確保機器人下端面與地平面間距離大于臺階凸臺結構最大高度的同時，另確保機器人前端面無影響機器人平移運行的障礙物后，然后由驅動電路驅動人機體的操控電路運行，通過機器人自身機械結構實現機器人從當前路徑上升到臺階凸臺結構上，同時由機器人下端面的工作組對機器人下端面與地平面間的間距進行持續檢測，確保機器人平移時機身高度與地平面間保持穩定并防止碰撞事故反生，從而實現機器人進行攀爬作業的目的。

2.根據權利要求1所述的一種智能攀爬機器人用智能電氣控制系統的控制方法，其特征在于：所述的第二步中，工作組在對機器人前端面與正前方障礙物及地平面與機器人底部間的距離進行測距時，均通過轉動機構對工作組軸線與水平面間夾角進行靈活調整，增加各工作組中的視覺傳感器、觸覺傳感器的檢測范圍。

3.根據權利要求1所述的一種智能攀爬機器人用智能電氣控制系統的控制方法，其特征在于：所述的工作組在進行對機器人前端面與正前方障礙物及地平面與機器人底部間的距離進行測距運行時，各工作組的中視覺傳感器、觸覺傳感器的有效檢測范圍在水平面上為±120°，在豎直面上為±90°。

4.根據權利要求1所述的一種智能攀爬機器人用智能電氣控制系統的控制方法，其特征在于：在該控制方法下的控制系統中，所述的智能攀爬機器人用智能電氣控制電路包括視覺傳感器、觸覺傳感器及控制電路，所述的視覺傳感器、觸覺傳感器均若干個，且一個視覺傳感器和一個觸覺傳感器構成一個工作組，所述的工作組至少兩個，各工作組均通過轉臺結構與機器人機體外表面相互連接，且其中一個工作組位于機器人機體前端面，另至少一個工作組位于機器人機體下端面，其中位于機器人機體前端面工作組中的各視覺傳感器、觸覺傳感器軸線與水平面呈0°—60°夾角，位于機器人機體下端面工作組中的各視覺傳感器、觸覺傳感器軸線與水平面呈30°—90°夾角，且各工作組間相互并聯，并分別與控制電路電氣連接，所述的控制電路嵌于機器人機體內，并與機器人機體的操控電路和轉動機構電氣連接。

5.根據權利要求4所述的一種智能攀爬機器人用智能電氣控制系統的控制方法，其特征在于：所述的視覺傳感器為CCD圖像傳感器、測距裝置、光敏傳感器中的任意一種或幾種共同使用，且當視覺傳感器為CCD圖像傳感器、測距裝置、光敏傳感器中任意兩個及兩個以上時，同一視覺傳感器的CCD圖像傳感器、測距裝置、光敏傳感器間光軸相互平行分布。