[发明专利]一种用于壁面环境感知的机器人系统

说明书

本发明公开了一种用于壁面环境感知的机器人系统，由爬壁机器人和远程环境地图信息管理平台组成；爬壁机器人包括机器人本体和动力单元、壁面信息采集单元和通信单元，远程环境地图信息管理平台包括数据处理计算机和管理平台软件；动力单元包括伺服电机、伺服驱动器和传动结构；壁面信息采集单元包括视觉传感器、激光传感器、壁面粗糙度传感器、湿度传感器和壁面倾斜度传感器；通信单元包括4G通信模块、WIFI通信模块、视频传输模块和手持遥控器。本发明通过对壁面环境信息的采集、分析、处理，生成壁面环境信息地图，从而为爬壁机器人自主作业提供全局的环境信息，便于人远程遥控开展或机器人自主开展精确作业任务，应用范围十分广泛。

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种用于壁面环境感知的机器人系统。

背景技术

现有的基于移动平台构建的地面环境感知机器人系统的应用案例较多，但是面向壁面环境感知的机器人系统目前却尚未见报道，而壁面环境感知技术在壁面无人作业、壁面险情监测以及特种条件侦查领域则具有十分广泛的应用前景。

传统的壁面作业主要有两种，一种是依赖人直接开展作业任务，另一种依托人进行远程遥控，实现壁面的远程作业。上述两种方式均需要人的参与，其中依赖人直接开展作业任务的方式存在效率低、工作繁琐、危险性较高等缺陷，而远程遥控遥控方式虽然对操作人员本身不具有危险性，但由于难以及时准确地观测壁面的环境情况，其操作存在一定的不确定性，容易因误操作而导致壁面作业任务的失败。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明旨在提供一种用于壁面环境感知的机器人系统，通过对壁面环境信息的采集、分析、处理，生成壁面作业环境地图，从而全方位解决壁面环境的作业地图构建的问题，为仿生爬壁机器人自主作业提供全局的环境信息，便于人远程遥控开展或机器人自主开展精确作业任务。

为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

一种用于壁面环境感知的机器人系统，由具有壁面环境感知功能的爬壁机器人和远程环境地图信息管理平台组成；

所述爬壁机器人包括机器人本体和动力单元、壁面信息采集单元和通信单元；

所述动力单元包括搭载在所述机器人本体上的伺服电机、伺服驱动器和传动结构；所述伺服电机用于为所述机器人本体提供壁面行走的动力，且所述伺服电机内部集成有减速机构，具备电磁刹车功能；所述伺服驱动器具有网络通信口、CAN总线接口和232串口，所述伺服驱动器的功能为通过所述通信单元接收所述远程环境地图信息管理平台或操作人员的指令以控制所述伺服电机的启停及输出功率，并具有电压反馈、电流反馈、过载保护等功能；所述传动结构用于将所述伺服电机产生的动力传递到所述机器人本体的足部，供其进行壁面行走；

所述壁面信息采集单元包括搭载在所述机器人本体上的视觉传感器、激光传感器、壁面粗糙度传感器、湿度传感器和壁面倾斜度传感器；所述视觉传感器用于拍摄所述机器人本体所处当前壁面环境的视觉图片；所述激光传感器用于扫描所述机器人本体所处当前壁面环境，构建三维地形图；所述壁面粗糙度传感器用于感知所述机器人本体所处当前壁面的粗糙或光滑程度；所述湿度传感器用于感知所述机器人本体所处当前壁面的干燥或湿润程；所述壁面倾斜度传感器用于感知所述机器人本体所处当前壁面相对与水平面的倾斜程度传感器；