[发明专利]管道机器人的遍历路径规划方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种管道机器人的遍历路径规划方法，属于自动控制领域。

背景技术

对于管道网络，比如中央空调管道网络、燃气管道网络等，因为其自身延伸的长度很大，并且分布错综复杂，因此给维护、检测和清洁带来很大的困难。

目前，主要采用主从模式，主机是位于管道外部的主控计算机，从机是位于管道内部的机器人小车，主控计算机和机器人小车连接着电源电缆和通讯电缆。电源电缆给机器人小车提供动力，通讯电缆负责将主控计算机的控制指令传达给机器人小车，并将机器人小车采集的信息传送给主控计算机。这种工作模式的优点是结构简单，技术难度小，易于实现，但是由于电缆长度的限制，机器人小车无法深入到管道的内部。比如，中央空调管道，为了能够清洁空调管道的每个部分，就必须每隔固定长度就在管道上进行开口，放入机器人小车，很明显这种处理方式不仅对空调管道造成了破坏，而且效率很低，有时还可能对生产工作造成影响。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足之处，采用自主工作的方式，设计了管道机器人的遍历路径规划方法，管道机器人依照该路径规划方法可以对管道实现遍历巡航，该控制方法保证管道机器人自动完成对管道的维护、检查或者清扫任务，并能顺利回到起始点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

管道机器人的遍历路径规划方法，所述的管道机器人包括车架，所述车架上设置了两个驱动轮和与所述的驱动轮连接两个驱动轮电机、一个支撑轮，安装在前方的前视障碍物检测传感器，安装在左侧的侧视障碍物检测传感器，安装在所述的车架底部的台阶检测传感器，以及提供电源的可充电电池，进行集中控制的处理器，所述的驱动轮电机、前视障碍物检测传感器、侧视障碍物检测传感器和台阶检测传感器与处理器连接，所述的处理器通过分别设置两个所述驱动轮的速度和方向来实现所述的管道机器人的自由运动，并且可以检测前方和侧面的障碍物距离，所述的前视障碍物检测传感器和侧视障碍物检测传感器设置为超声波测距传感器，也可以设置为红外线测距传感器，在所述的管道机器人设置特征信号识别装置，所述的特征信号识别装置与所述的处理器连接，用于识别设置在起点的特征信号；所述的遍历路径规划方法，通过以下步骤实现所述的管道机器人在管道内的遍历过程：

(1)、所述的管道机器人被放置在起始位置，左侧贴着管道壁，所述的处理器开启所述的驱动轮电机开始行走； 

(2)、当所述的管道机器人处在管道的平直区域的时候，依靠所述的侧视障碍物检测传感器与所述的管道壁保持一定距离，保持前进；

(3)、当所述的管道机器人处在管道的拐弯区域的时候，所述的侧视障碍物检测传感器不能检测到所述的管道壁，所述的管道机器人向左旋转直到所述的侧视障碍物检测传感器重新检测到所述的管道壁，然后继续前进；

(4)、当所述的管道机器人处在管道的底部区域的时候，如果所述的前视障碍物检测传感器检测到所述的管道壁，向右方向旋转，直到所述的前视障碍物检测传感器不能检测到所述的管道壁，然后继续前进；

(5)、当所述的管道机器人处在管道的垂直下沉区域的时候，如果所述的台阶检测传感器输出有效信号，后退并向右方向旋转一定角度，然后继续前进；

(6)、在所述的起始位置放置特征信号；

(7)、所述的管道机器人经过所述的特征信号，所述的特征信号识别装置输出有效信号给所述的处理器，所述的处理器判定清洁工作结束，关闭所述的驱动轮电机，停止工作。

所述的侧视障碍物检测传感器可安装在所述的管道机器人的右侧，所述的遍历路径规划方法包括以下步骤：

(1)、所述的管道机器人被放置在起始位置，右侧贴着管道壁，所述的处理器开启所述的驱动轮电机开始行走； 

(2)、当所述的管道机器人处在管道的平直区域的时候，依靠所述的侧视障碍物检测传感器与所述的管道壁保持一定距离，保持前进；

(3)、当所述的管道机器人处在管道的拐弯区域的时候，所述的侧视障碍物检测传感器不能检测到所述的管道壁，所述的管道机器人向右旋转直到所述的侧视障碍物检测传感器重新检测到所述的管道壁，然后继续前进；

(4)、当所述的管道机器人处在管道的底部区域的时候，如果所述的前视障碍物检测传感器检测到所述的管道壁，向左方向旋转，直到所述的前视障碍物检测传感器不能检测到所述的管道壁，然后继续前进；

(5)、当所述的管道机器人处在管道的垂直下沉区域的时候，如果所述的台阶检测传感器输出有效信号，后退并向左方向旋转一定角度，然后继续前进；