[发明专利]管桁架焊缝表面质量检测机器人及其控制系统、方法

权利要求书

1.管桁架焊缝表面质量检测机器人，其特征在于，包括：第一运动单元(1)和与所述第一运动单元(1)铰接的第二运动单元(2)，以及安装在所述第一运动单元(1)和所述第二运动单元(2)之间用于驱动所述第一运动单元(1)和所述第二运动单元(2)进行翻转运动的第一驱动器(3)；

所述第一运动单元(1)和所述第二运动单元(2)均包括安装架(A)，安装在所述安装架(A)上的移动机构(B)，以及分别安装在所述安装架(A)的相对的两侧面上的夹紧移动机构(C)和铺平机构(D)；

所述移动机构(B)包括与管体的一侧抵接并可往复移动的行走轮(B1)；

所述夹紧移动机构(C)包括用于夹紧管体的夹紧结构(C1)和转动连接在所述夹紧结构(C1)的自由端用于抵接管体的另一侧并可配合所述行走轮(B1)的移动而移动的从动结构(C2)。

2.根据权利要求1所述的管桁架焊缝表面质量检测机器人，其特征在于，所述夹紧结构(C1)包括两个相对设置的弧形夹板(C11)和设置在所述弧形夹板(C11)端部用于驱动两个所述弧形夹板(C11)张开角度和所述从动结构(C2)转动角度的第二驱动器(C12)。

3.根据权利要求2所述的管桁架焊缝表面质量检测机器人，其特征在于，所述从动结构(C2)包括安装座(C21)，所述安装座(C21)的一端两侧设置两个安装耳(C211)，所述安装耳(C211)与所述夹紧结构(C1)的端部转动连接；所述从动结构(C2)还包括：

a.安装在所述安装座(C21)上的两个牛眼轮(C22)，或，

b.安装在所述安装座(C21)上的一个牛眼轮(C22)。

4.根据权利要求3所述的管桁架焊缝表面质量检测机器人，其特征在于，所述铺平机构(D)包括分别设置在所述第一运动单元(1)和所述第二运动单元(2)的安装架(A)上用于控制所述行走轮(B1)垂直于管体中心轴线的两个第三驱动器(D1)；还包括设置在所述第一运动单元(1)和/或第二运动单元(2)的安装架(A)的端部的图像采集机构(E)。

5.根据权利要求4所述的管桁架焊缝表面质量检测机器人，其特征在于，所述图像采集机构(E)包括安装在所述安装架(A)上的底座(E1)，通过安装端可在水平方向转动地支承在所述底座(E1)上的机架(E2)，支承在所述机架(E2)的安装端上用于驱动所述机架(E2)在所述底座(E1)上转动的第四驱动器(E3)，可在竖直方向转动地安装在所述机架(E2)的自由端的摄像头(E4)，以及与所述摄像头(E4)连接用于驱动所述摄像头(E4)转动的第五驱动器(E5)；

所述移动机构(B)还包括支承在所述安装架(A)上用于安装所述行走轮(B1)的定位架(B2)，以及安装在所述定位架(B2)上的驱动电机(B3)；

安装架(A)由顶板(A1)、底板(A2)以及支承在所述顶板(A1)和所述底板(A2)之间的多根铜柱(A3)构成；

第一驱动器(3)、第二驱动器(C12)、第三驱动器(D1)、第四驱动器(E3)和第五驱动器(E5)为双轴旋转关节电机。

6.一种管桁架焊缝表面质量检测机器人控制系统，其特征在于，包括：控制器，连接控制直流电机或减速电机、旋转关节电机、测距传感器、角度传感器和压力传感器；

直流电机或减速电机数量为偶数，均等安装在两个运动单元中，用于控制夹持、行走；

旋转关节电机数量为奇数，用于控制转向、翻转；

测距传感器、角度传感器和压力传感器的数量均为偶数，都均等安装在两个运动单元中。

7.根据权利要求6所述的管桁架焊缝表面质量检测机器人控制系统，其特征在于，所述直流电机或减速电机，采用PWM的方式进行控制；直流电机或减速电机分为夹持电机和行走电机，其中夹持电机的数量是行走电机数量的两倍；所述旋转关节电机包含转向旋转关节电机和翻转旋转关节电机，翻转旋转关节电机为一个。