[發明專利]一種爬壁機器人的控制系統及控制方法

在審

• 申請號: 201911157441.1
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN111301546A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 程韜波;曹立超;蔣曉明;張浩;劉曉光;周偉
• 申請（專利權）人: 廣東省智能制造研究所
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024;B25J11/00
• 代理公司: 廣州容大專利代理事務所(普通合伙) 44326
• 代理人: 劉新年

本發明提供了一種爬壁機器人的控制系統及控制方法，屬于機器人技術領域。爬壁機器人包括左前磁輪、右前磁輪、左后磁輪、右后磁輪和機身，左前磁輪、右前磁輪、左后磁輪和右后磁輪內分別嵌有能夠吸附在鋼鐵壁面上的永磁體，左前磁輪、右前磁輪、左后磁輪和右后磁輪分別通過驅動電機與機身相連接，控制系統包括初始化模塊、通訊模塊、參數輸入模塊、狀態顯示模塊、機器人運動控制模塊和報警及急停模塊。本爬壁機器人的每個磁輪由單個電機進行驅動，以保證足夠的驅動力，在永磁體的作用下，爬壁機器人的各個磁輪均能穩定吸附在鋼鐵壁面上，在控制系統和相應的控制方法下，爬壁機器人能夠行走到需要的位置，實現操作的自動化。

技術領域

本發明屬于機器人技術領域，涉及一種爬壁機器人的控制系統及控制方法。

背景技術

當前對于大型船舶、石化儲罐和風機塔筒等大型鋼結構件的探傷、除銹和焊接等作業，主要還是以人工方式為主。以船舶除銹為例，現階段一般采用的方法是搭建腳手架或者是采用高空作業平臺進行作業，工人在腳手架上或者高空作業平臺上進行作業，雖然投資低，但是作業效率低下，并且現場的作業環境惡劣，對工人身體健康影響很大。

隨著技術的進步，出現了一些半自動的作業方式，比如安裝軌道，該作業方式在效率上有所提升，但是前期準備時間長，對于非平面作業有較大的限制。

發明內容

本發明針對現有的技術存在的上述問題，提供一種爬壁機器人的控制系統，本發明所要解決的技術問題是：如何控制機器人行走到需要的位置，實現操作的自動化。

本發明的目的可通過下列技術方案來實現：

一種爬壁機器人的控制系統，其特征在于，所述爬壁機器人包括左前磁輪、右前磁輪、左后磁輪、右后磁輪和機身，所述左前磁輪、右前磁輪、左后磁輪和右后磁輪內分別嵌有能夠吸附在鋼鐵壁面上的永磁體，所述左前磁輪、右前磁輪、左后磁輪和右后磁輪分別通過驅動電機與機身相連接，所述控制系統包括初始化模塊、通訊模塊、參數輸入模塊、狀態顯示模塊、機器人運動控制模塊和報警及急停模塊，所述初始化模塊與通訊模塊電連接，所述通訊模塊與機器人運動控制模塊電連接，所述參數輸入模塊與機器人運動控制模塊電連接，所述狀態顯示模塊與機器人運動控制模塊電連接，所述報警及急停模塊與機器人運動控制模塊電連接。

爬壁機器人的左前磁輪、右前磁輪、左后磁輪和右后磁輪分別通過對應的驅動電機驅動(作為一種實施例，驅動電機為減速電機)，即每個磁輪由單個電機進行驅動，以保證足夠的驅動力，在永磁體的作用下，爬壁機器人的各個磁輪均能穩定吸附在鋼鐵壁面上。機器人運動控制模塊接收用戶的指令后，控制機器人進行直線行走、轉彎行走，報警及急停模塊用于機器人系統故障警告及機器人進行緊急停止，即在控制系統和相應的控制方法下，爬壁機器人搭載其他作業工具且能夠行走到需要的位置，從而實現操作的自動化。

在上述的一種爬壁機器人的控制系統中，所述初始化模塊用于對系統進行初始化操作，該初始化操作包括速度值、差速值、加速度值和時間參數的初始值設置。

在上述的一種爬壁機器人的控制系統中，所述通訊模塊用于控制盒與下位控制器之間的通訊及相關通訊參數的獲取，包括各個軸狀態機的讀取及總線狀態的讀取，所述通訊模塊根據不同的通訊狀態進行不同的處理。

在上述的一種爬壁機器人的控制系統中，參數輸入模塊用于作業時相關參數的輸入，所述參數包括速度值、差速值、加速度值、加速時間和減速時間。

在上述的一種爬壁機器人的控制系統中，所述狀態顯示模塊用于系統實時狀態的顯示，包括各軸狀態機值、驅動器實時電流、溫度、轉速、總線狀態和電機使能狀態及運動模式的顯示。

本發明的另一個目的在于，提供一種爬壁機器人的控制方法，該控制方法能夠使爬壁機器人根據不同的指令進行相應的動作。

一種爬壁機器人的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步驟：