一种拉索攀爬机器人及拉索抱紧控制方法技术

本发明专利技术适用于智能机器人技术领域，提供了一种拉索攀爬机器人及拉索抱紧控制方法。该方法包括：将旋转电机的工作模式设置为旋转位置模式，以第一预置旋转位置作为目标位置驱动旋转电机的输出轴旋转，旋转电机的输出轴旋转带动抱紧装置进行抱紧动作，检测旋转电机的当前旋转位置与第一预置旋转位置的关系，以及旋转电机的当前转矩与目标转矩的关系，若检测到旋转电机的当前旋转位置等于第一预置旋转位置，且旋转电机的当前转矩不小于目标转矩，则将旋转电机的工作模式切换为恒定转矩模式。相较于现有技术，本发明专利技术中的拉索攀爬机器人通过预置目标位置及目标转矩，能够省去压力传感器及测距传感器，降低了拉索攀爬机器人的生产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种拉索攀爬机器人及拉索抱紧控制方法
本专利技术属于智能机器人
，尤其涉及一种拉索攀爬机器人及拉索抱紧控制方法。
技术介绍
桥梁拉索攀爬机器人发展比较早，起源于20世纪80年代末期，早期美国、欧洲一些研究机构相继开发了桥梁拉索攀爬机器人，但在行业上真正展开应用的案例还不多。对于我国机器人研究现状而言，桥梁机器人还相对很年轻，尤其是桥梁拉索攀爬机器人，既是在恶劣、复杂环境下工作，又需要考虑长距离作业的高安全可靠性、电源补给和远程通信等，因而，无论在技术上还是应用上，桥梁拉索攀爬机器人的研究与应用无疑是一个极大的挑战。桥梁拉索攀爬机器人是一个复杂的机电一体化系统，涉及机械结构、自动控制、通信、多传感器信息融合、电源技术等多个领域。目前，大部分桥梁拉索攀爬机器人，采用的是轮式攀爬机器人，其通过多个轮子抱紧并顶压着拉索表面滚动前进，为了避免机器人滑落，抱紧拉索时轮子需要对拉索表面施加很大的压力，在机器人移动时轮子与拉索表面产生较大的滑动摩擦力，容易对拉索表面产生损害。同时，现有的拉索攀爬机器人中需要压力传感器及测距传感器辅助机器人攀爬，使机器人的生产成本很高。
技术实现思路
本专利技术提供一种拉索攀爬机器人及拉索抱紧控制方法，旨在解决现有的拉索攀爬机器人容易对拉索表面产生损害以及拉索攀爬机器人生产成本高的问题。本专利技术提供的一种拉索攀爬机器人的拉索抱紧控制方法，所述方法包括：将旋转电机的工作模式设置为旋转位置模式，以第一预置旋转位置作为目标位置驱动所述旋转电机的输出轴旋转，所述旋转电机的输出轴旋转带动所述抱紧装置进行抱紧动作；检测所述旋转电机的当前旋转位置与所述第一预置旋转位置的关系，以及所述旋转电机的当前转矩与目标转矩的关系，所述目标转矩为所述抱紧装置能够抱紧拉索的最小转矩；若检测到所述旋转电机的当前旋转位置等于所述第一预置旋转位置，且所述旋转电机的当前转矩不小于所述目标转矩，则将所述旋转电机的工作模式切换为恒定转矩模式，并将所述恒定转矩模式的转矩设定为所述目标转矩。进一步地，所述方法还包括：若检测到所述旋转电机的当前旋转位置等于所述第一预置旋转位置，且所述旋转电机的当前转矩小于所述目标转矩，则以第二预置旋转位置作为目标位置驱动所述旋转电机旋转，所述第二预置旋转位置大于所述第一预置旋转位置；检测所述旋转电机的当前转矩与所述目标转矩的关系；若检测到所述旋转电机的当前转矩不小于所述目标转矩，则将所述旋转电机的工作模式切换为恒定转矩模式，并将所述恒定转矩模式的转矩设定为所述目标转矩。进一步地，所述方法还包括：若检测到所述旋转电机的当前旋转位置小于所述第一预置旋转位置，且所述旋转电机的当前转矩不小于所述目标转矩，则检测所述旋转电机的转速是否在预置转速区间的范围内；若检测到所述旋转电机的转速在预置转速区间的范围内，则将所述旋转电机的工作模式切换为恒定转矩模式，并将所述恒定转矩模式的转矩设定为所述目标转矩。进一步地，所述拉索攀爬机器人包括伸缩移动机构、上抱紧机构及下抱紧机构，所述上抱紧机构通过所述伸缩移动机构与所述下抱紧机构连接，所述上抱紧机构及所述下抱紧机构均包括两个旋转电机及两个周向分布的抱紧装置，所述旋转电机包括左侧旋转电机及右侧旋转电机，所述抱紧装置包括左侧抱紧装置及右侧抱紧装置，所述左侧旋转电机控制所述左侧抱紧装置，所述右侧旋转电机控制所述右侧抱紧装置；所述方法还包括：在所述旋转电机的工作模式切换为恒定转矩模式后，记录所述旋转电机的当前旋转位置；若记录的所述旋转电机的当前旋转位置不等于所述第一预置旋转位置的次数达到预置次数，且每次记录的所述左侧旋转电机的当前旋转位置与所述右侧旋转电机的当前旋转位置相等，则计算各次所述旋转电机的当前旋转位置的平均值，计为平均旋转位置；计算各次所述旋转电机的当前旋转位置与所述平均旋转位置的差值的绝对值；若各次所述旋转电机的当前旋转位置与所述平均旋转位置的差值的绝对值均小于预置数值，则利用所述平均旋转位置更新所述第一预置旋转位置。进一步地，所述方法还包括：当所述旋转电机的当前旋转位置与所述第一预置旋转位置的距离等于目标距离时，将所述旋转电机的转速由当前转速匀速减小，直至所述旋转电机的当前旋转位置达到所述第一预置旋转位置时，所述旋转电机的转速减为零速。本专利技术还提供了一种拉索攀爬机器人，所述拉索攀爬机器人包括：驱动模块，用于将所述旋转电机的工作模式设置为旋转位置模式，以第一预置旋转位置作为目标位置驱动所述旋转电机的输出轴旋转，所述旋转电机的输出轴旋转带动所述抱紧装置进行抱紧动作；检测模块，用于检测所述旋转电机的当前旋转位置与所述第一预置旋转位置的关系，以及所述旋转电机的当前转矩与目标转矩的关系，所述目标转矩为所述抱紧装置能够抱紧拉索的最小转矩；切换模块，用于若检测到所述旋转电机的当前旋转位置等于所述第一预置旋转位置，且所述旋转电机的当前转矩不小于所述目标转矩，则将所述旋转电机的工作模式切换为恒定转矩模式，并将所述恒定转矩模式的转矩设定为所述目标转矩。进一步地，所述驱动模块，还用于若检测到所述旋转电机的当前旋转位置等于所述第一预置旋转位置，且所述旋转电机的当前转矩小于所述目标转矩，则以第二预置旋转位置作为目标位置驱动所述旋转电机旋转，所述第二预置旋转位置大于所述第一预置旋转位置；所述检测模块，还用于检测所述旋转电机的当前转矩与所述目标转矩的关系；所述切换模块，还用于若检测到所述旋转电机的当前转矩不小于所述目标转矩，则将所述旋转电机的工作模式切换为恒定转矩模式，并将所述恒定转矩模式的转矩设定为所述目标转矩。进一步地，所述检测模块，还用于若检测到所述旋转电机的当前旋转位置小于所述第一预置旋转位置，且所述旋转电机的当前转矩不小于所述目标转矩，则检测所述旋转电机的转速是否在预置转速区间的范围内；所述切换模块，还用于若检测到所述旋转电机的转速在预置转速区间的范围内，则将所述旋转电机的工作模式切换为恒定转矩模式，并将所述恒定转矩模式的转矩设定为所述目标转矩。进一步地，所述拉索攀爬机器人包括伸缩移动机构、上抱紧机构及下抱紧机构，所述上抱紧机构通过所述伸缩移动机构与所述下抱紧机构连接，所述上抱紧机构及所述下抱紧机构均包括两个旋转电机及两个周向分布的抱紧装置，所述旋转电机包括左侧旋转电机及右侧旋转电机，所述抱紧装置包括左侧抱紧装置及右侧抱紧装置，所述左侧旋转电机控制所述左侧抱紧装置，所述右侧旋转电机控制所述右侧抱紧装置；所述拉索攀爬机器人还包括：记录模块，用于在所述旋转电机的工作模式切换为恒定转矩模式后，记录所述旋转电机的当前旋转位置；计算模块，用于若记录的所述旋转电机的当前旋转位置不等于所述第一预置旋转位置的次数达到预置次数，且每次记录的所述左侧旋转电机的当前旋转位置与所述右侧旋转电机的当前旋转位置相等，则计算各次所述旋转电机的当前旋转位置的平均值，计为平均旋转位置；所述计算模块，还用于计算各次所述旋转电机的当前旋转位置与所述平均旋转位置的差值的绝对值；更新模块，用于若各次所述旋转电机的当前旋转位置与所述平均旋转位置的差值的绝对值均小于预置数值，则利用所述平均旋转位置更新所述第一预置旋转位置。进一步地，所述驱动模块，还用于当所述旋转电机的当前旋转位置与所述第一预置旋转位置的距离等于目标距离时，将所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拉索攀爬机器人的拉索抱紧控制方法，其特征在于，所述方法包括：将旋转电机的工作模式设置为旋转位置模式，以第一预置旋转位置作为目标位置驱动所述旋转电机的输出轴旋转，所述旋转电机的输出轴旋转带动所述抱紧装置进行抱紧动作；检测所述旋转电机的当前旋转位置与所述第一预置旋转位置的关系，以及所述旋转电机的当前转矩与目标转矩的关系，所述目标转矩为所述抱紧装置能够抱紧拉索的最小转矩；若检测到所述旋转电机的当前旋转位置等于所述第一预置旋转位置，且所述旋转电机的当前转矩不小于所述目标转矩，则将所述旋转电机的工作模式切换为恒定转矩模式，并将所述恒定转矩模式的转矩设定为所述目标转矩。

【技术特征摘要】
1.一种拉索攀爬机器人的拉索抱紧控制方法，其特征在于，所述方法包括：将旋转电机的工作模式设置为旋转位置模式，以第一预置旋转位置作为目标位置驱动所述旋转电机的输出轴旋转，所述旋转电机的输出轴旋转带动所述抱紧装置进行抱紧动作；检测所述旋转电机的当前旋转位置与所述第一预置旋转位置的关系，以及所述旋转电机的当前转矩与目标转矩的关系，所述目标转矩为所述抱紧装置能够抱紧拉索的最小转矩；若检测到所述旋转电机的当前旋转位置等于所述第一预置旋转位置，且所述旋转电机的当前转矩不小于所述目标转矩，则将所述旋转电机的工作模式切换为恒定转矩模式，并将所述恒定转矩模式的转矩设定为所述目标转矩。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若检测到所述旋转电机的当前旋转位置等于所述第一预置旋转位置，且所述旋转电机的当前转矩小于所述目标转矩，则以第二预置旋转位置作为目标位置驱动所述旋转电机旋转，所述第二预置旋转位置大于所述第一预置旋转位置；检测所述旋转电机的当前转矩与所述目标转矩的关系；若检测到所述旋转电机的当前转矩不小于所述目标转矩，则将所述旋转电机的工作模式切换为恒定转矩模式，并将所述恒定转矩模式的转矩设定为所述目标转矩。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：若检测到所述旋转电机的当前旋转位置小于所述第一预置旋转位置，且所述旋转电机的当前转矩不小于所述目标转矩，则检测所述旋转电机的转速是否在预置转速区间的范围内；若检测到所述旋转电机的转速在预置转速区间的范围内，则将所述旋转电机的工作模式切换为恒定转矩模式，并将所述恒定转矩模式的转矩设定为所述目标转矩。4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述拉索攀爬机器人包括伸缩移动机构、上抱紧机构及下抱紧机构，所述上抱紧机构通过所述伸缩移动机构与所述下抱紧机构连接，所述上抱紧机构及所述下抱紧机构均包括两个旋转电机及两个周向分布的抱紧装置，所述旋转电机包括左侧旋转电机及右侧旋转电机，所述抱紧装置包括左侧抱紧装置及右侧抱紧装置，所述左侧旋转电机控制所述左侧抱紧装置，所述右侧旋转电机控制所述右侧抱紧装置；所述方法还包括：在所述旋转电机的工作模式切换为恒定转矩模式后，记录所述旋转电机的当前旋转位置；若记录的所述旋转电机的当前旋转位置不等于所述第一预置旋转位置的次数达到预置次数，且每次记录的所述左侧旋转电机的当前旋转位置与所述右侧旋转电机的当前旋转位置相等，则计算各次所述旋转电机的当前旋转位置的平均值，计为平均旋转位置；计算各次所述旋转电机的当前旋转位置与所述平均旋转位置的差值的绝对值；若各次所述旋转电机的当前旋转位置与所述平均旋转位置的差值的绝对值均小于预置数值，则利用所述平均旋转位置更新所述第一预置旋转位置。5.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：当所述旋转电机的当前旋转位置与所述第一预置旋转位置的距离等于目标距离时，将所述旋转电机的转速由当前转速匀速减小，直至所述旋转电机的当前旋转位置达到所述第一预置旋转位置时，所述旋转电机的转速减为零速。6.一种拉索攀爬机器人，其特征在于，所述拉索攀爬机器人包括：驱动模块，用于将所述旋转电机的工作模式设置为旋转位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁宁，张爱东，黄焕辉，张涛，
申请(专利权)人：香港中文大学深圳，
类型：发明
国别省市：广东,44