[发明专利]管道机器人航向保证系统及航向修正方法

说明书

本发明涉及管道机器人运动控制技术领域，具体地讲是管道机器人航向保证系统及航向修正方法，前部机身与所述后部机身之间利用转体驱动装置连接，用于驱动前部机身相对于后部机身做径向运动；前、后部机身分别设置有前、后部姿态角度检测传感器，用于检测前、后部机身的航向角度等信号；行进驱动装置用以推动机器人行进，执行控制器设置在前部机身上用以接收前、后部姿态角度检测传感器的检测信号，并向转体驱动装置、行进驱动装置发送执行控制信号，本发明保证了管道机器人在大直径管道内运动的可控性，能避开行进方向的障碍物或陷阱，使得管道机器人可以保证进行航向的正确、可控。

技术领域

本发明涉及管道机器人运动控制技术领域，具体地讲是管道机器人航向保证系统及航向修正方法。

背景技术

管道机器人是一种用途较广的特种机器人，配备有机、电、仪及操作机械的智能一体化装备，它可以沿管道内部自动行走，并在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下，能代替人员在无法进入或进入后危险的管状“有限空间”内，进行检测、维护和施工作业等工作。

一套完整的管内机器人系统，由行走机构、管道内部环境状态检测系统、信号传递和动力传输系统及控制系统组成，管内机器人开发者们大都是围绕着它在管内沿轴向运动进行研究和开发，相当于在二维空间内运动，但是，当管道空间的直径远大于机器人本体直径的时候，机器人在管道内的运动就不容易受管道的轴线方向约束，而是相当于在有边界的三维空间内自由运动了。管内机器人的在这种三维空间内的运动，就需要不断进行航向保证与及时修正。

为此设计一种适于管道机器人在大管道(内径大于管道机器人的主体直径1倍以上)内行进时调整航向，便于调整管内机器人的作业工具对准作业位置，以及沿着管道的轴心方向行进时，保证不偏航的管道机器人航向保证系统及航向修正方法是十分有必要的。

发明内容

本发明突破了现有技术的难题，设计了一种管道机器人航向保证系统及航向修正方法，以达到在大管道内可以及时调整航向，防止偏航的目的。

为了达到上述目的，本发明设计了管道机器人航向保证系统，其特征在于：包括前部机身、后部机身、转体驱动装置、行进驱动装置、执行控制器；

所述前部机身上设置有前车轮；

所述前部机身与所述后部机身之间利用转体驱动装置连接，用于驱动所述前部机身相对于所述后部机身做径向运动；

所述后部机身上设置有后车轮；

所述前部机身还设置有前部姿态角度检测传感器，用于检测前部机身的航向角度等信号；

所述后部机身还设置有后部姿态角度检测传感器，用于检测后部机身的航向角度等信号；

所述行进驱动装置设置在后部机身上，用以推动机器人行进，此时所述前车轮为航向调整轮，用于调整管道机器人的航向，所述后车轮为辅助轮，用于辅助管道机器人的航向调整和行进；

所述执行控制器设置在前部机身上，与前部姿态角度检测传感器、后部姿态角度检测传感器、转体驱动装置、行进驱动装置进行信号连接，用以接收前部姿态角度检测传感器、后部姿态角度检测传感器的检测信号，并向转体驱动装置、行进驱动装置发送执行控制信号。

优选的，所述行进驱动装置还可设置在前部机身上，用以带动管道机器人行进运动；

此时所述前车轮为辅助轮，用于辅助管道机器人的航向调整和行进，所述后车轮为航向调整轮，用于调整管道机器人的航向，所述驱动轮或/和辅助轮可采用单轮、双轮、组合轮或履带中的任意一种或几种。

进一步的，所述前部姿态角度检测传感器、后部姿态角度检测传感器均具有一维姿态角度或者二维姿态角度或三维姿态角度的检测功能。

进一步的，所述行进驱动装置设置有驱动轮，用以驱动管道机器人在管内行进。