[发明专利]一种壁面检测救援机器人及其控制方法

权利要求书

1.壁面检测救援机器的控制方法，其特征在于，包括爬墙机器人本体(1)、上位机监控系统(12)以及下位机PLC控制系统；

爬墙机器人本体(1)的底盘设置有四轮驱动装置以及用于壁面吸附的负压吸盘(9)，爬墙机器人本体(1)上安装有破窗锤(4)和检测敲击锤(5)，其中，四轮驱动装置包括驱动电机以及四个结构相同的驱动轮(10)，每个驱动轮(10)上安装有轴承以及与所述轴承相配合的轴承座，轴承座固定安装于爬墙机器人本体(1)的底盘，驱动轮(10)和驱动电机之间通过联轴器连接；

下位机PLC控制系统与爬墙机器人本体(1)的四轮驱动装置以及用于壁面吸附的负压吸盘(9)相连接，用于对爬墙机器人本体(1)进行运动控制；

上位机监控系统(12)用于各驱动电机的运动命令的生成，读取爬墙机器人的运动状态并实时显示；

所述爬墙机器人本体(1)的顶部中心位置安装有能够180度转动的旋转台(8)，旋转台(8)上安装有可伸缩的机械臂(2)，破窗锤(4)和检测敲击锤(5)安装于机械臂(2)的前端；

控制方法包括以下步骤：

1)将爬墙机器人本体(1)与安装于屋顶的随动小车(7)连接，然后通过负压吸盘(9)与墙面吸附，上位机监控系统(12)生成各驱动电机的运动命令；

2)下位机PLC控制系统接受驱动指令后，驱动驱动轮(10)转动，带动爬墙机器人直线爬行；

3)当运动过程中无突发险情，则爬行机器人行驶至窗边，启动破窗锤(4) 端，伸长机械臂(2)，反复对玻璃进行敲击，直至破碎，进入室内；当运动过程中突发险情，则启动机械臂(2)上的空鼓锤端，伸长机械臂对砖体进行敲打，并将声音信号和图像信号传输给控制器，对声音频率进行对比分析，如果频率分析结果正常，则进行步骤4)，如果异常，则进行喷涂标记；

4)爬墙机器人继续爬行，对下一处敲击点进行敲击检测，直到到达目的地。

2.根据权利要求1所述的壁面检测救援机器的控制方法，其特征在于，所述爬行机器人工作路径采用“S”形路线，从楼底直线运动到楼顶，侧移一个工作位置，然后再直线运动到楼底。

3.根据权利要求1所述的壁面检测救援机器的控制方法，其特征在于，通过负压吸盘(9)与墙面吸附时，爬墙机器人本体(1)上的负压传感器用于检测吸盘内负压值，经由模数转换模块检测进入下位机PLC控制系统，进行负压闭环控制。

4.根据权利要求1所述的壁面检测救援机器的控制方法，其特征在于，所述爬墙机器人本体(1)为长方体结构，驱动轮对称分布于机器人底部四周。

5.根据权利要求1所述的壁面检测救援机器的控制方法，其特征在于，所述旋转台(8)前后位置各设置有一个带照明装置的无线摄像头(3)，无线摄像头(3)拍摄检测视频并经过无线模块传输到下位机PLC控制系统，实时检测壁面的裂缝状况和机器人的工作状态。

6.根据权利要求1所述的壁面检测救援机器的控制方法，其特征在于，述机械臂(2)上安装有用于空鼓处的标记的喷头(11)。

7.根据权利要求1所述的壁面检测救援机器的控制方法，其特征在于，所述旋转台(8)上安装有用于控制机械臂(2)和旋转台(8)的旋转自由度的舵机。

8.根据权利要求1所述的壁面检测救援机器的控制方法，其特征在于，所述下位机PLC控制系统包括运动控制器模块、电机驱动模块、信号隔离模块、以及内部信息检测模块；

运动控制器模块用于行走电机的正常运转以及电机转速；

电机驱动模块用于接收控制器输出的脉宽调制信号控制直流电机电枢电压有效值，改变电机速度和方向，控制爬墙机器人前进、后退以及转弯；

内部信息检测模块包括用于检测负压吸盘(9)内负压值的负压传感器。