[实用新型]一种管外行走机器人的控制系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及仿生机器人的控制技术领域，尤其是一种管外行走机器人的控制系统及工作方法。

背景技术

对工业管道、大桥斜拉索、电缆等进行定期的检测、保养和维修是必不可少的。若使用人工方法，不仅耗费大量的人力和物力，效率低，安全性差，而且许多场合根本无法允许人工作业。

目前，也有一些管外行走机器人研究的报道或专利。在管道外表面上作业的机器人一般采用蠕动式、螺旋式、滚动式、交替攀爬式等多种移动方式，但是它们往往都有一些应用的局限性，如，它们多数都只能沿着管线方向行走而不具备绕管子转圈的功能，有的不能跨越管道上的障碍，有的只适合爬立杆或水平杆的一种管道状态，有的甚至不能连续、均匀地经过管道各处外表面，这样，它们就不能满足一些需对各种姿态的管道外表面进行连续检测或维护的要求。

为此，申请人曾申请了“管外行走机器人”，该机器人机械结构技术方案是：

一种管外行走机器人机械结构，技术方案是，它由前后2节车体组成，2节车体通过1个平面铰链机构铰连接在一起；

所述的平面铰链机构是在一个抬头舵机的驱动轴两端安装上摆动架，摆动架与前节车体铰接，舵机与后节车体固定，在舵机的驱动下实现前后2节车体间的上下相对摆动；

所述的前后2节车体的构造相同，车体的构造是，在车体架的底面中心轴线上安装有前、后支撑轮，在车体架的底面两侧安装有抱管行走机构；

所述的抱管行走机构的构造是，在车体架上固定安装一个直线电机体，直线电机体的芯部是一根螺杆轴，螺杆轴与车体架垂直关系，螺杆轴的底端固定安装有驱动盘，驱动盘顶部套上连杆架，连杆架上左右对称铰接2个连杆，2个连杆的外端分别铰接上滚轮支架，每个滚轮支架的顶端各自铰接在车体架上；滚轮支架上安装有行走舵机带动的行走滚轮；前后2节车体的行走滚轮的安装轴线对称呈八字形布置，每节车体的左右行走滚轮的安装轴线呈八字形布置，在直线电机体螺杆轴向下运动时，连杆架推动2个连杆向外张开，进而推动左右行走滚轮支架向外张开，使滚轮脱开管道，反之，左右行走滚轮支架向内合拢，使滚轮抱住钢管，并在行走舵机带动下抱管行走，以实现车体的前后运行。

虽然申请人公开了管外行走机器人机械结构，但还没有公开它的控制系统。

实用新型内容

本实用新型的目的是公开一种管外行走机器人的控制系统，和控制系统的工作方法。通过该系统实现管外行走机器人在管道上的自动行走工作。

本实用新型的技术方案是：

一种管外行走机器人的控制系统，它是由安装在管外行走机器人机身上的前端摄像头、后端摄像头、无线收发器、嵌入式主控机和由工作人员遥控操作的手持式无线监控终端组成；其中

所述的前端摄像头是一种带云台的摄像头，可以任意调控其拍摄方向，位于管外行走机器人的前端，用于拍摄现场的图像；后端摄像头也是一种带云台的摄像头，可以任意调控其拍摄方向，位于管外行走机器人的后端，用于拍摄现场的图像；

所述的无线收发器由wifi模块、电源模块和天线连接组成；无线收发器用于接受来自手持式无线监控终端发射来的控制指令，也可以用于向手持式无线监控终端发射前端摄像头和后端摄像头拍摄到的图像；

所述的嵌入式主控机由CPU、数据存储模块、电源管理模块、网络控制模块、USB控制模块、串口控制模块、电机驱动模块连接组成；前述的前端摄像头和后端摄像头通过USB接口与嵌入式主控机连接，前端摄像头和后端摄像头的云台都通过串口与嵌入式主控机连接；管外行走机器人的抬头舵机通过串口与嵌入式主控机连接；管外行走机器人的左前行走舵机、右前行走舵机、左后行走舵机、右后行走舵机通过串口与嵌入式主控机连接；管外行走机器人的前后直线电机由嵌入式主控机的电机驱动电路驱动；无线收发器也通过USB接口与嵌入式主控机连接；嵌入式主控机用于实时监听无线收发器接收到的来自手持式无线监控终端发送来的控制指令，并根据监听到的控制指令控制管外行走机器人的抬头舵机、所有行走舵机、前后直线电机动作，并采集前端摄像头和后端摄像头拍摄到的图像，压缩编码后输出到无线收发器并发送给手持式无线监控终端；

所述的手持式无线监控终端由触摸屏、无线收发器和嵌入式监控机连接组成；其中

所述的触摸屏同时起到键盘和显示器的作用，用来显示监控图像和发出控制指令；

所述的无线收发器由wifi模块、电源模块和天线连接组成，可以用于接受来自管外行走机器人拍摄的现场图像，也可以用于向管外行走机器人发射控制指令；它通过USB接口与嵌入式监控机连接；