[發(fā)明專利]一種爬桿機(jī)器人控制系統(tǒng)及其控制方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110364067.3
• 申請(qǐng)日: 2021-04-03
• 公開（公告）號(hào): CN113119163A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉增林;劉同鑫;宋峰峰;王亞飛;張良安;張成鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江數(shù)斯智能機(jī)器人科技有限公司
• 主分類號(hào): B25J19/02
• 分類號(hào): B25J19/02;B62D57/024;B25J15/00;B25J9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種爬桿機(jī)器人控制系統(tǒng)，包括上位機(jī)（1）、串口交互通訊模塊（2）、單片機(jī)（3）、圖像傳感器（4）、超聲波測(cè)距傳感器（5）、壓力傳感器（6）、基體運(yùn)動(dòng)控制模塊（7）和夾持機(jī)構(gòu)控制模塊（8），所述上位機(jī)（1）內(nèi)置開發(fā)控制軟件，所述上位機(jī)（1）分別與單片機(jī)（3）、圖片傳感器、超聲波測(cè)距傳感器（5）、壓力傳感器（6）通過串口交互通訊模塊（2）以通訊連接，其特征在于，所述基體運(yùn)動(dòng)控制模塊（7）包括蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制模塊（99）和翻越運(yùn)動(dòng)控制模塊（1010），所述基體包括平行依次設(shè)置均轉(zhuǎn)動(dòng)的第二關(guān)節(jié)（702）、第一關(guān)節(jié)（701）、第三關(guān)節(jié)（703），第一關(guān)節(jié)（701）位于第二關(guān)節(jié)（702）、第三關(guān)節(jié)（703）之間，第一關(guān)節(jié)（701）轉(zhuǎn)動(dòng)為蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng)模式，第二關(guān)節(jié)（702）、第三關(guān)節(jié)（703）轉(zhuǎn)動(dòng)為翻越運(yùn)動(dòng)模式，超聲波測(cè)距傳感器（5）用于爬桿機(jī)器人前部具有管道凸起的距離，根據(jù)超聲波測(cè)距傳感器（5）傳回的數(shù)據(jù)決定下一步的運(yùn)動(dòng)模式；所述蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng)控制模塊（99）用于蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng)模式，所述翻越運(yùn)動(dòng)控制模塊（1010）用于控制翻越運(yùn)動(dòng)模式；所述夾持機(jī)構(gòu)控制模塊（8）夾持機(jī)構(gòu)的夾持開閉；兩個(gè)夾持機(jī)構(gòu)分別與第二關(guān)節(jié)（702）、第三關(guān)節(jié)（703）相連。

2.一種適應(yīng)于權(quán)利要求1所述的爬桿機(jī)器人控制系統(tǒng)的爬桿機(jī)器人裝置，其特征在于，所述第一關(guān)節(jié)（701）、第二關(guān)節(jié)（702）為中間連接臂（705）的兩端，第三關(guān)節(jié)（703）為第一臂（704）的一端，第一臂（704）與中間連接臂（705）轉(zhuǎn)動(dòng)連接構(gòu)成第一關(guān)節(jié)（701），兩個(gè)所述夾持機(jī)構(gòu)分別為第一夾持機(jī)構(gòu)（706）、第二夾持機(jī)構(gòu)（707），第一夾持機(jī)構(gòu)（706）的一端分別與中間連接臂（705）的另一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接構(gòu)成第三關(guān)節(jié)（703），第二夾持機(jī)構(gòu)（707）的一端與第一臂（704）的另一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接構(gòu)成第二關(guān)節(jié)（702），壓力傳感器（6）設(shè)置在第一夾持機(jī)構(gòu)（706）、第二夾持機(jī)構(gòu)（707）的內(nèi)部；兩個(gè)第一夾持機(jī)構(gòu)（706）和第二夾持機(jī)構(gòu)（707）的外側(cè)均安裝所述超聲波測(cè)距傳感器（5）。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的爬桿機(jī)器人裝置，其特征在于，所述第一夾持機(jī)構(gòu)（706）、第二夾持機(jī)構(gòu)（707）的夾持面均設(shè)置永磁體。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的爬桿機(jī)器人的控制方法，其特征在于，所述第一關(guān)節(jié)（701）、第二關(guān)節(jié)（702）之間的最大距離為L(zhǎng)1，第二關(guān)節(jié)（702）、第三關(guān)節(jié)（703）之間的最大距離為L(zhǎng)2，L1與L2之和為L(zhǎng)3，當(dāng)所述超聲波測(cè)距傳感器（5）檢測(cè)到管道凸起為距離在預(yù)設(shè)距離范圍S1之內(nèi)，爬桿機(jī)器人下一步執(zhí)行如蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng)模式，否則執(zhí)行翻越運(yùn)動(dòng)模式；翻越運(yùn)動(dòng)模式下，爬桿機(jī)器人的步距約為L(zhǎng)3。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的爬桿機(jī)器人的控制方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)距離范圍S1優(yōu)選為四分之三L3與四分之五L3之間。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的爬桿機(jī)器人的控制方法，其特征在于，所述蠕動(dòng)運(yùn)動(dòng)模式的控制方法為第一夾持機(jī)構(gòu)（706）夾緊管壁，第二夾持機(jī)構(gòu)（707）松開管壁，所述第一關(guān)節(jié)（701）轉(zhuǎn)動(dòng)，第一臂（704）與中間連接臂（705）之間的夾角減小，第二夾機(jī)構(gòu)夾緊管壁，所述第一夾持機(jī)構(gòu)（706）松開管壁，所述第一關(guān)節(jié)（701）轉(zhuǎn)動(dòng)，第一臂（704）與中間連接臂（705）之間的夾角變大，第一夾持機(jī)構(gòu)（706）夾緊管壁。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的爬桿機(jī)器人的控制方法，其特征在于，所述翻越運(yùn)動(dòng)模式的控制方法為第一夾持機(jī)構(gòu)（706）夾緊管壁，第二夾持機(jī)構(gòu)（707）松開管壁，第二關(guān)節(jié)（702）帶動(dòng)第一夾持機(jī)構(gòu)（706）相對(duì)中間連接臂（705）朝向遠(yuǎn)離管壁的方向轉(zhuǎn)動(dòng)度，同時(shí)第三轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)第一臂（704）相對(duì)于第一夾持機(jī)構(gòu)（706）朝向遠(yuǎn)離管壁的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)第二夾持機(jī)構(gòu)（707）沿爬壁方向運(yùn)動(dòng)到第一夾持機(jī)構(gòu)（706）的前方，第一臂（704）約轉(zhuǎn)動(dòng)至到與管壁平行時(shí)，同時(shí)第三轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)第一臂（704）相對(duì)于第一夾持機(jī)構(gòu)（706）朝向靠近管壁的方向轉(zhuǎn)動(dòng)，第二夾持機(jī)構(gòu)（707）夾緊管壁。