[发明专利]管道检测机器人的控制系统和方法

权利要求书

1.管道检测机器人的控制系统，所述管道检测机器人包括主控箱控制单元（1）、绞盘控制单元（2）、爬行器控制单元（3），摄像头控制单元（4），

其特征在于包括：

作为上位机的主控箱控制单元，用于通过与作为下位机的绞盘控制单元、爬行器控制单元、摄像头控制单元进行通信，从而收发相关的信息和/或指令；

所述绞盘控制单元，用于控制绞盘电机的速度，从而保持绞盘和爬行器之间的电缆的恒定张力；

所述爬行器控制单元，用于实时检测爬行器运行时的位姿变化，并对位姿的偏离进行纠偏；

所述摄像头控制单元，用于实时把检测到的管道内情况以视频方式传输给外部视频播放设备，并可以对摄像头进行调焦控制。

2.根据权利要求1的控制系统，其特征在于

所述绞盘控制单元通过控制绞盘电机驱动器电流的大小从而调节绞盘电机的速度，并通过实时监测绞盘电机驱动器反馈电流值和调整预设电流值而保持绞盘和爬行器之间的电缆保持恒张力；

所述爬行器控制单元通过安装在爬行器上的电子罗盘，实时监测爬行器运行时的位姿变化，并当位姿变化超过一定数值时采用纠偏算法进行纠偏，从而使爬行器保持直线行驶并防止发生侧倾。

3.根据权利要求1的控制系统，其特征在于所述爬行器控制单元用于执行以下操作：

根据主控箱控制单元的命令，确定左、右轮速度（步骤S207），

利用所述电子罗盘实时检测爬行器的倾斜角状态（步骤S211），并按照三种情况进行判定（步骤S213）：

－当倾斜角处于正常范围内，保持原左、右轮速度行驶（步骤S215）；

－当左侧高于右侧时，调整左轮速度，使左轮速度大于右轮速度，直至倾斜角处于正常范围内，恢复原左轮速度（步骤S217），从而防止爬行器发生左倾，；

－当右侧高于左侧时，调整右轮速度，使右轮速度大于左轮速度，直至倾斜角处于正常范围内，恢复原右轮速度（步骤S219），从而防止爬行器发生右倾。

4.根据权利要求1的控制系统，其特征在于所述摄像头控制单元用于执行以下操作：

根据主控箱控制单元的命令，所述摄像头控制单元对摄像头进行调焦控制。

根据主控箱控制单元的命令，所述摄像头控制单元通过控制轴向旋转电机和俯仰旋转电机进而带动摄像头进行轴向旋转和俯仰旋转，实现多方位观测管道内情况，

且其中

作为上位机的主控箱单元发送命令信号后，相应下位机绞盘控制单元、爬行器控制单元、摄像头控制单元执行命令并发送“回应信号”，当主控箱单元接收到“回应信号”后，认为该下位机已执行完当前命令，一次通信顺利结束，再等待进行下一次通信，当没有正确接收“回应信号”时，主控箱再发一次当前的命令，然后判断是否收到“回应信号”，直至第三次发送命令，若仍未收到“回应信号”，重发三次失败后，放弃通信，并启动通信报警任务。