[发明专利]一种核电站检测爬壁机器人的行进轨迹控制方法

说明书

本发明公开了一种核电站检测爬壁机器人的行进轨迹控制方法，步骤如下：步骤1、对传感器进行配置；步骤2、约束测算；步骤3、开启方向角测量；步骤4、机器人方向角初对准；步骤5、保持机器人方向行进；步骤6、机器人转向。本发明行进方向控制和倾覆检测采用同一套传感器，结构简单，便于设计，同时降低了研制成本。

技术领域

本发明涉及核电站安全壳安全检测技术领域，具体为一种核电站检测爬壁机器人的行进轨迹控制方法。

背景技术

核电站安全壳通常采用内外双层结构，外层为混凝土结构的屏蔽层，内层为钢制安全壳；其中钢制安全壳的主要作用是将核电站内部的温度传到到外部，利用控器对流扩散到外界；为了提升散热效率，钢制安全壳外层会设置空气导流板，用以提高空气对流速度，带走多余热量；同时安全壳顶部设置有冷却水箱，是核电站重要非能动保险装置，必要时会自动释放冷却水，冷却水在重力作用下沿安安全壳外壁流动，带走大量热量，极大减缓安全壳内部升温速度；冷却水箱释放冷却水后，冷却水在安全壳外壁流动时能否充分覆盖安全壳外壁表面，是制约散热效率的关键因素；因此钢制安全壳水膜覆盖率测量试验是在核电站投入运行前调试阶段的一项重要试验，同时为了保证运行安全，在核电站运行期间也需要定期开展水膜覆盖率测量试验；除了水膜覆盖率测试以外，定期对安全壳外壁和空气导流板进行检视，也是保证核电站安全、稳定运行的必要补充手段；

目前常用的测量和检视手段多为人工，需要测量人员进入核电站内外安全壳之间的狭窄空间，拆除内层钢制安全壳外侧的空气导流板后进行测量或检查，测量结果主观性强，拆装空气导流板工序复杂，时间长，且带有一定危险性；采用爬壁机器人在钢制安全壳表面和空气导流板之间的狭缝中爬行并采集表面图像进行测量和检视，可以避免空气导流板拆装，有效提升效率，降低风险；

由于安全壳上部环廊上方有人员闸门和设备闸门处于机器人水平行进路线上，需要机器人绕行，因此需要解决机器人在狭窄空间电磁屏蔽严重的环境下按预定路线行进的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种核电站检测爬壁机器人的行进轨迹控制方法，以解决上述背景技术中提出的机器人在狭窄空间电磁屏蔽严重的环境下按预定路线行进的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种核电站检测爬壁机器人的行进轨迹控制方法，用于核电站安全壳表面爬行作业时的行进方向和路线控制，为方便后续描述，定义机器人固连坐标系O_rX_rY_rZ_r，其中坐标系原点O_r位于爬行机器人形心，机器人直行前进方向为+X_r方向，垂直于机器人底盘平面向上方向为+Z_r方向，+Y_r轴方向根据右手螺旋法确定，考虑爬行机器人在安全壳表面行进过程中需要向上走“几”字形路线绕过人员闸门和设备闸门，爬行机器人的行进路线分为水平直行和闸门绕行两类，步骤如下：

步骤1、对传感器进行配置；

步骤2、约束测算：根据爬行机器人的相机成像参数和任务约束，测算出路径控制的约束以及传感器选型参数约束；

步骤3、开启方向角测量：在将爬行机器人放置在安全壳表面后，根据实际任务路线需求，开启对应传感器，进行方向角测量；

步骤4、机器人方向角初对准：爬行机器人行进前对方向角进行调整，实现初始对准；

步骤5、保持机器人方向行进：在机器人初始方向对准的基础上，控制其保持当前方向继续行进，直至下一转弯点；

步骤6、机器人转向：在转向点，控制机器人方向角旋转，实现直行和闸门绕行的情况切换。

优选的，所述步骤1中，配置方案如下：