[发明专利]检测钢结构壁面的行走机器人控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种检测钢结构壁面的行走机器人控制系统，其特征在于：包括用于行走的行进足(1)、用于固定的吸附足(2)和控制器(8)，所述行进足(1)和吸附足(2)底部均设有电磁吸盘(5)，所述行进足(1)上设有用于控制行进足(1)旋转的第一舵机(31)，所述行进足(1)的顶部与第一连杆(41)的一端通过第二舵机(32)连接，所述第一连杆(41)的另一端与第二连杆(42)的一端通过第三舵机(33)连接，所述第二连杆(42)的另一端与吸附足(2)的顶部通过第四舵机(34)连接，所述第二舵机(32)、第三舵机(33)和第四舵机(34)相互配合带动行进足(1)向前运动，所述吸附足(2)上设有用于控制行进足(1)、第一连杆(41)和第二连杆(42)作整体旋转的第五舵机(35)；所述行进足(1)外周面上设有用于探测障碍物位置的超声测距传感器(6)和红外光电开关(7)，所述行进足(1)底部设有用于探测行进足位置的超声测距传感器(6)；所述控制器(8)与第一舵机(31)、第二舵机(32)、第三舵机(33)、第四舵机(34)、第五舵机(35)、电磁吸盘(5)、超声测距传感器(6)和红外光电开关(7)均相连；所述行进足(1)和吸附足(2)底部的电磁吸盘(5)均通过继电器控制，所述行进足(1)外周面上设有两路超声测距传感器(6)和两路红外光电开关(7)，所述两路超声测距传感器(6)和两路红外光电开关(7)均匀布置在行进足(1)外周面上90°范围内；所述行进足(1)底部均匀布置有三路超声测距传感器(6)；

利用该控制系统检测钢结构壁面的控制方法：包括以下步骤：

a、将控制器(8)切换到手动模式，在手动模式下通过控制器(8)的界面操作，使得行走机器人到达待检测钢结构的壁面上；将控制系统状态进行初始化，此时第一舵机(31)所在的行进足(1)和第五舵机(35)所在的吸附足(2)与壁面垂直，第一连杆(41)和第二连杆(42)与壁面夹角均为45°，第一连杆(41)和第二连杆(42)相互之间夹角为90°，吸附足(2)的电磁吸盘(5)所对应的继电器闭合，吸附足(2)的电磁吸盘(5)得电吸附在壁面上，行进足(1)的电磁吸盘(5)未通电贴于壁面；

b、将控制器(8)切换到自动模式，控制器(8)依次控制第四舵机(34)、第三舵机(33)和第二舵机(32)转动，带动行进足(1)在壁面上前行，同时行进足(1)外周面上超声测距传感器(6)和红外光电开关(7)探测行进足(1)前方的障碍物信息，将行进足(1)前方障碍物信息传送到控制器(8)中，控制器(8)综合分析障碍物信息；

c、若行进足(1)前方有障碍物，则控制第五舵机(35)转动带动行进足(1)、第一连杆(41)和第二连杆(42)作整体旋转，重复步骤b，直至行进足(1)前方没有障碍物；若行进足(1)前方没有障碍物，则第五舵机(35)不转动，行进足(1)在壁面上继续前行；

d、当行进足(1)前行到再次与壁面处于垂直状态且第一连杆(41)与第二连杆(42)之间的夹角为150°时，位于行进足(1)底部的超声测距传感器(6)获取各自的位置信息，将位置信息传输到控制器(8)中，控制器(8)综合行进足(1)底部的超声测距传感器(6)位置信息，分析判断行进足(1)是否处于壁面边界外，进而控制第五舵机(35)转动的转动角度和方向；

e、若行进足(1)处于壁面边界外，则控制器(8)控制第五舵机(35)转动带动行进足(1)、第一连杆(41)和第二连杆(42)作整体旋转，重复步骤d，直至第五舵机(35)不转动，即行进足(1)处于壁面边界内；若行进足(1)处于壁面边界内，控制器(8)控制行进足(1)的电磁吸盘(5)所对应的继电器闭合，行进足(1)的电磁吸盘(5)得电吸附在壁面上，此时行进足(1)和吸附足(2)同时吸附在壁面上，此时检测设备开始工作完成所在位置的检测任务；

f、检测设备完成所在位置的检测工作后，控制器(8)控制吸附足(2)的电磁吸盘(5)对应的继电器断开，吸附足(2)的电磁吸盘(5)贴于壁面，控制器(8)依次控制第二舵机(32)、第三舵机(33)和第四舵机(34)带动吸附足(2)向前运动，运动到第一舵机(31)所在的行进足(1)和第五舵机(35)所在的吸附足(2)与壁面垂直，第一连杆(41)和第二连杆(42)与壁面夹角分别为45°，第一连杆(41)和第二连杆(42)相互之间夹角为90°为止；控制器(8)控制吸附足(2)的电磁吸盘(5)对应的继电器闭合，吸附足(2)的电磁吸盘(5)得电吸附在壁面上，控制器(8)控制行进足(1)的电磁吸盘(5)对应的继电器断开，行进足(1)的电磁吸盘(5)断电贴于壁面，此时行走机器人回到初始化状态；

g、重复步骤b～f，即可完成下一个壁面位置的检测，当行走机器人遍历钢结构的所有壁面后，切换到手动模式，使行走机器人返回地面。