[发明专利]一种爬杆机器人控制系统及其控制方法

权利要求书

1.一种爬杆机器人控制系统，包括上位机（1）、串口交互通讯模块（2）、单片机（3）、图像传感器（4）、超声波测距传感器（5）、压力传感器（6）、基体运动控制模块（7）和夹持机构控制模块（8），所述上位机（1）内置开发控制软件，所述上位机（1）分别与单片机（3）、图片传感器、超声波测距传感器（5）、压力传感器（6）通过串口交互通讯模块（2）以通讯连接，其特征在于，所述基体运动控制模块（7）包括蠕动运动控制模块（99）和翻越运动控制模块（1010），所述基体包括平行依次设置均转动的第二关节（702）、第一关节（701）、第三关节（703），第一关节（701）位于第二关节（702）、第三关节（703）之间，第一关节（701）转动为蠕动运动模式，第二关节（702）、第三关节（703）转动为翻越运动模式，超声波测距传感器（5）用于爬杆机器人前部具有管道凸起的距离，根据超声波测距传感器（5）传回的数据决定下一步的运动模式；所述蠕动运动控制模块（99）用于蠕动运动模式，所述翻越运动控制模块（1010）用于控制翻越运动模式；所述夹持机构控制模块（8）夹持机构的夹持开闭；两个夹持机构分别与第二关节（702）、第三关节（703）相连。

2.一种适应于权利要求1所述的爬杆机器人控制系统的爬杆机器人装置，其特征在于，所述第一关节（701）、第二关节（702）为中间连接臂（705）的两端，第三关节（703）为第一臂（704）的一端，第一臂（704）与中间连接臂（705）转动连接构成第一关节（701），两个所述夹持机构分别为第一夹持机构（706）、第二夹持机构（707），第一夹持机构（706）的一端分别与中间连接臂（705）的另一端转动连接构成第三关节（703），第二夹持机构（707）的一端与第一臂（704）的另一端转动连接构成第二关节（702），压力传感器（6）设置在第一夹持机构（706）、第二夹持机构（707）的内部；两个第一夹持机构（706）和第二夹持机构（707）的外侧均安装所述超声波测距传感器（5）。

3.根据权利要求2所述的爬杆机器人装置，其特征在于，所述第一夹持机构（706）、第二夹持机构（707）的夹持面均设置永磁体。

4.根据权利要求2所述的爬杆机器人的控制方法，其特征在于，所述第一关节（701）、第二关节（702）之间的最大距离为L1，第二关节（702）、第三关节（703）之间的最大距离为L2，L1与L2之和为L3，当所述超声波测距传感器（5）检测到管道凸起为距离在预设距离范围S1之内，爬杆机器人下一步执行如蠕动运动模式，否则执行翻越运动模式；翻越运动模式下，爬杆机器人的步距约为L3。

5.根据权利要求4所述的爬杆机器人的控制方法，其特征在于，所述预设距离范围S1优选为四分之三L3与四分之五L3之间。

6.根据权利要求2所述的爬杆机器人的控制方法，其特征在于，所述蠕动运动模式的控制方法为第一夹持机构（706）夹紧管壁，第二夹持机构（707）松开管壁，所述第一关节（701）转动，第一臂（704）与中间连接臂（705）之间的夹角减小，第二夹机构夹紧管壁，所述第一夹持机构（706）松开管壁，所述第一关节（701）转动，第一臂（704）与中间连接臂（705）之间的夹角变大，第一夹持机构（706）夹紧管壁。

7.根据权利要求2所述的爬杆机器人的控制方法，其特征在于，所述翻越运动模式的控制方法为第一夹持机构（706）夹紧管壁，第二夹持机构（707）松开管壁，第二关节（702）带动第一夹持机构（706）相对中间连接臂（705）朝向远离管壁的方向转动度，同时第三转动机构带动第一臂（704）相对于第一夹持机构（706）朝向远离管壁的方向转动，带动第二夹持机构（707）沿爬壁方向运动到第一夹持机构（706）的前方，第一臂（704）约转动至到与管壁平行时，同时第三转动机构带动第一臂（704）相对于第一夹持机构（706）朝向靠近管壁的方向转动，第二夹持机构（707）夹紧管壁。