[实用新型]一种多关节全向式管外机器人控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及机器人控制领域，特别是涉及一种多关节全向式管外机器 人控制装置。

背景技术

随着国际工业生产技术的不断发展与进步，机器人已越来越多的被应用于 工业生产过程中，其中一类机器人就是管外机器人。管外机器人是用于检查管 道是否有故障或是否存在安全隐患。现有工业用管道的特点是管径多变，转向 复杂，具有三通、四通等管接头设计，法兰、阀门或检测仪表在管道各处布置， 且管道由各类吊装或地面支持架支撑。运行在此类管道外的检测或维修的机器 人首先要具备随管道前进或转向的功能，也要具备翻越各类管道外障碍物的功 能，同时，为了提高管道检测与维修的效率，管外机器人还应该具有一定速度 的运动能力。

中国实用新型专利申请公布号为CN104972460A，公开了一种多关节全向 式管外机器人，该机器人包括用于承载检测设备的承载梁、多关节前夹持机构、 多关节后夹持机构、前翻转关节、后翻转关节、夹持开合机构、轴向驱动机构 和周向驱动机构。该机器人在理论上可实现全向轮式运动和翻转越障运动，全 向轮式运动包括轴向移动、周向移动和360螺旋运动。

上述机器人是在光滑的管道上运行工作，并且其仅提供了机器人的结构， 没有提供机器人的控制部分。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种多关节全向式管外机器人控制 装置。

本实用新型是这样实现的：

一种多关节全向式管外机器人控制装置，包括主控单元、人机交互单元、 舵机驱动单元和通讯单元，所述人机交互单元、舵机驱动单元和通讯单元分别 与主控单元连接；

所述人机交互单元包括键盘和触屏LCD；

所述舵机驱动单元包括RS485串行通讯总线、CAN总线和两个以上机器人 舵机驱动芯片，所述机器人舵机驱动芯片通过RS485串行通讯总线或CAN总线 与主控单元通讯连接；

通讯单元包括RS232串行通讯总线和以太网通讯模块，主控单元通过所述 RS232串行通讯总线与上位机通讯连接，主控单元通过以太网通讯模块与其他 机器人通讯连接。

进一步的，所述主控单元包括ARM处理器。

进一步的，还主控单元还包括9轴姿态传感器，9轴姿态传感器连接于所述 ARM处理器。

进一步的，还包括电源管理单元，所述电源管理单元包括12V直流电源电 路和与12V直流电源电路连接的降压模块，所述降压模块输出5V和3.3V直流 电源。

本实用新型的有益效果为：本实用新型多关节全向式管外机器人控制装置 包括主控单元、人机交互单元、舵机驱动单元和通讯单元，所述舵机驱动单元 通过RS485串行通讯总线、CAN总线使舵机驱动芯片与主控单元通讯连接，可 控制机器人完成全向轮式运动和翻转式运动两种运动，所述通讯单元包括RS232 串行通讯总线和以太网通讯模块，可实现机器人之间组网协调，实现作业区域 合理分配与协调，避免重复作业以提高作业效率。

附图说明

图1为多关节全向式管外机器人在管道上某时刻的运行状态图；

图2为本实用新型机器人在管道上翻转时的状态图；

图3为机器人夹持开合机构结构示意图；

图4为机器人夹持机构结构示意图；

图5为机器人硬件控制装置层级架构图；

图6为机器人控制装置硬件框图；

图7为机器人各类运动的控制策略图；

图8为机器人控制装置的控制逻辑框图。

标号说明：

1、设备承载梁；2、前翻转关节；3、后翻转关节；

4、轴向驱动机构；5、周向驱动机构；6、前夹持机构；

7、后夹持机构；8、夹持开合机构，10、小管径管道；

11、大管径管道；14、夹持开合舵机；18、主机架；

19、左向活动机架；20、右向活动机架；27、夹持开合舵机舵盘；

28、蜗轮轴轴承座；29、钢丝绳绕线盘；30、蜗杆；31、蜗轮；

32、蜗轮轴；33、线盘套筒；34、蜗轮套筒；35、钢丝绳；

36、滑轮；39、夹持机构末节机架。

具体实施方式