一种自主式可重构爬壁机器人检测系统及其使用方法技术方案

本发明专利技术公开了一种自主式可重构爬壁机器人检测系统及其使用方法，包括机器人本体、远程控制系统、无线通讯装置a和无线通讯装置b，远程控制系统与无线通讯装置a无线连接，无线通讯装置a与无线通讯装置b电连接，无线通讯装置b与远程控制系统无线连接，机器人本体包括至少1个小型关节，小型关节包括壳体、底板、驱动机构、吸附单元和/或云台和/或万向轮。本发明专利技术使无线通讯装置B和无线通讯装置A之间的通讯信息通过无线通讯装置a和无线通讯装置b来传递，能够大大增强输送信号；除此以外，本发明专利技术采用在移动轮两侧均设置吸附单元的方式，有效的提升了磁能利用率，降低了机器人本体的加工重量以及加工难度。

An autonomous reconfigurable wall climbing robot detection system and its application

The invention discloses a self reconfigurable robot detection system and method of use thereof, including robot, remote control system, wireless communication device and wireless communication device a B, remote control system and wireless communication device a wireless connection, connect the a wireless communication device and wireless communication device B, wireless communication device B connected with the wireless remote control system, the robot body includes at least 1 small joints, small joint comprises a casing and a bottom plate, a driving mechanism, adsorption unit and / or tilt and / or universal wheel. The invention enables communication between wireless communication device and wireless communication device B A to pass through the wireless communication device and wireless communication device a B, can greatly enhance the transmission signal; in addition, the invention adopts the adsorption unit is arranged in a movable wheel on both sides of the way, effectively improve the energy utilization rate, reduce processing the weight of the robot body and the difficulty of processing.

【技术实现步骤摘要】
一种自主式可重构爬壁机器人检测系统及其使用方法
本专利技术涉及一种自主式可重构爬壁机器人检测系统及其使用方法，属于机器人及检测

技术介绍
爬壁机器人可以在垂直墙壁上攀爬并完成作业的自动化机器人。该类机器人是移动机器人领域的一个重要分支,它把地面移动机器人技术与吸附技术有机结合起来,可在垂直壁面上附着爬行,并能携带工具完成一定的作业任务,大大扩展了机器人的应用范围。目前,爬壁机器人主要应用于核工业、石化工业、造船业、消防部门及侦查活动等,如对高楼外壁面进行清洗,对石化企业中的储料罐外壁进行检测和维护,对大面积钢板进行喷漆,以及在高楼事故中进行抢险救灾等。爬壁机器人具备吸附和移动两个基本功能，而常见吸附方式有真空负压吸附、永磁吸附、推力吸附几种方式。其中，真空负压方式可以通过吸盘内产生负压而吸附于壁面上，不受壁面材料的限制；磁吸附方式则有永磁体和电磁铁两种方式，只适用于吸附导磁性壁面；推力吸附是利用螺旋桨或者涵道风扇产生合适的推力，是机器人稳定的吸附在壁面上，该型机器人由于推力始终指向壁面，一般难以实现直角越障。爬壁机器人按移动功能分主要是吸盘式、车轮式和履带式。吸盘式能跨越很小的障碍，但移动速度慢。车轮式移动速度快、控制灵活，但维持一定的吸附力较困难。履带式对壁面适应性强，着地面积大，但不易转弯。而这三种移动方式的跨越障碍能力都很弱，不能适应集装箱内外壁面和顶部的爬行作业。目前，随着集装箱在进出口货物运输过程中起着越来越重要的作用，现有的集装箱内检测方法主要是人员到现场，将物品搬运处理，并搬出进行检测，由于技术人员数量有限，而集装箱数量众多，仅凭维修人员经验判断，效率低，效果差，许多情况下需要设备制造企业或专家提供技术支持。因此，适用于集装箱的爬壁机器人及其检测技术对于提高自身的安全性，可靠性及有效性，减少经济损失都具有重要意义。本专利技术的目的在于，提供一种自主式可重构爬壁机器人检测系统及其使用方法，能够有效提高对于集装箱内物品的检测效率及检测的有效性。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：一种自主式可重构爬壁机器人检测系统，能够搭载焊接或打磨或检测中的一种自动化机械装置；包括机器人本体、远程控制系统、无线通讯装置a和无线通讯装置b，远程控制系统与无线通讯装置a无线连接，无线通讯装置a与无线通讯装置b电连接，无线通讯装置b与远程控制系统无线连接，机器人本体包括至少1个小型关节，小型关节包括壳体、底板、驱动机构、吸附单元和/或云台和/或万向轮，驱动机构设置于底板的内侧面板上，吸附单元设置于底板的外侧面板上，万向轮设置于底板的外侧面板上，云台设置于壳体上，壳体与底板连接。驱动机构用于驱动移动轮转动，为小型关节的移动提供动力。当机器人本体包括多个小型关节时，相邻的小型关节之间采用铰接方式进行连接，以保证机器人在跨越集装箱或者墙壁壁面上瓦楞时的连续性。前述的一种自主式可重构爬壁机器人检测系统中，所述小型关节还包括控制装置，控制装置设置于底板的内侧面板上，云台与控制装置电连接。前述的一种自主式可重构爬壁机器人检测系统中，所述机器人本体的小型关节上设置有万向轮，该万向轮设置于底板的外侧面板上，可360度旋转，用于保证机器人在启动、停止过程中的运动的稳定性，万向轮可为但不限于球轮或牛角轮或万向脚轮等。前述的一种自主式可重构爬壁机器人检测系统中，所述小型关节还包括无线通讯装置B，无线通讯装置B与控制装置电连接，无线通讯装置B还与无线通讯装置b无线连接。前述的一种自主式可重构爬壁机器人检测系统中，所述小型关节上设有与控制装置电连接的三轴陀螺仪、加速度计和至少1个超声波雷达测距传感器；多个小型关节之间通过铰接结构连接。三轴陀螺仪、加速度计能实时记录机器人本体的空间姿态和速度，超声波测距传感器能对周围距离进行测量，在已知周围空间位置情况下，能够通过空间姿态和距离测量判断机器人在已知空间的位置。前述的一种自主式可重构爬壁机器人检测系统中，所述云台包括第一驱动电机、a支撑架、b支撑架、第二驱动电机、第三驱动电机和图像采集装置，第一驱动电机的机座与壳体连接，第一驱动电机的机体与a支撑架的一端连接，a支撑架的另一端与第二驱动电机连接，第二驱动电机还与b支撑架一端连接，b支撑架的另一端与第三驱动电机连接，图像采集装置设置在第三驱动电机的驱动端上，图像采集装置与控制装置电连接，a支撑架和b支撑架均呈L型状。第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机均可以是无刷直流伺服电机、无刷电机或者步进电机。第一驱动电机、第二驱动电机及第三驱动电机保证了摄像模块能够绕X、Y、Z轴进行旋转，使摄像模块可根据实际情况调整拍摄角度，同时能够根据机器人主体姿态调整云台整体的角度，在特定的角度进行拍摄，并保证拍摄画面的稳定性。前述的一种自主式可重构爬壁机器人检测系统中，所述远程控制系统包括控制器、显示器和无线通讯装置A，显示器和无线通讯装置A均与控制器电连接，无线通讯装置A与无线通讯装置a无线连接。前述的一种自主式可重构爬壁机器人检测系统中，所述小型关节上设置有2个移动轮，且每个移动轮的两侧均设置有吸附单元；吸附单元包括轭铁和磁铁，轭铁固定在底板上，磁铁固定在轭铁上；并且相邻的磁铁之间极性相反。通过在每个移动轮的两侧设置吸附单元，可使机器人本体更好的吸附在集装箱或者墙壁壁面上；同时，在保证磁铁的磁能利用率更高的情况下，降低了机器人本体的加工重量以及加工难度。前述的一种自主式可重构爬壁机器人检测系统中，所述驱动机构包括动力电机、减速器、电机支撑座、联轴器和轮轴，动力电机的输出轴与减速器连接，减速器与联轴器连接，联轴器与轮轴连接，轮轴与移动轮连接。轮轴的内部设有轴承，轮轴通过轴承与移动轮连接。前述的一种自主式可重构爬壁机器人检测系统中，所述图像采集装置为单目红外相机或者双目红外相机，图像采集装置将获取的图像信息通过电信号传输给控制装置，控制装置对接收到的图像信息进行滤波处理、边缘检测处理及图像二值化处理后，分类识别出待检测区域内的待测物，然后标定待测物，形成相应的检测图像。图像采集装置用于收集检测区域内的图像信息，并将图像信息传输至设置在小型关节上的控制装置，再通过控制装置、无线通讯装置b及无线通讯装置a传输至远程控制系统的显示器上。一种自主式可重构爬壁机器人检测系统的使用方法，包括将无线通讯装置a固定在集装箱的外部，将无线通讯装置b固定在集装箱的内部，通过操作远程控制系统将控制信号发送给无线通讯装置a，无线通讯装置a将控制信号传递给无线通讯装置b，无线通讯装置b再将控制信号发送至机器人本体；机器人本体将采集到的信息依次经无线通讯装置b、无线通讯装置a发送给远程控制系统，并在远程控制系统的显示器上显示。与现有技术相比，本专利技术的无线通讯装置a和无线通讯装置b通过线路相连，并在使用时，一个置于集装箱外部，另一个置于集装箱内部，使得无线通讯装置B和无线通讯装置A之间的通讯信息通过无线通讯装置a和无线通讯装置b来传递，能够大大增强输送信号，防止集装箱形成的信号屏蔽以导致信号传输不畅；除此以外，本专利技术采用在移动轮两侧均设置吸附单元的方式，并将轭铁与磁铁相结合，从而在有效的提升了磁能利用率，并降低了机器人本体的加工重量以及加工难度；采用本专利技术自主式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自主式可重构爬壁机器人检测系统，其特征在于，能够搭载焊接或打磨或检测中的一种自动化机械装置；包括机器人本体(30)、远程控制系统(27)、无线通讯装置a(28)和无线通讯装置b(29)，所述远程控制系统(27)与无线通讯装置a(28)无线连接，无线通讯装置a(28)与无线通讯装置b(29)电连接，所述无线通讯装置b(29)与远程控制系统(27)无线连接，所述机器人本体(30)包括至少1个小型关节(1)，所述小型关节(1)包括壳体(31)、底板(32)、驱动机构(8)、吸附单元(6)和/或云台(4)和/或万向轮(36)，所述驱动机构(8)设置于底板(32)的内侧面板上，吸附单元(6)设置于底板(32)的外侧面板上，万向轮(36)设置于底板(32)的外侧面板上，所述云台(4)设置于壳体(31)上，壳体(31)与底板(32)连接。

【技术特征摘要】
1.一种自主式可重构爬壁机器人检测系统，其特征在于，能够搭载焊接或打磨或检测中的一种自动化机械装置；包括机器人本体(30)、远程控制系统(27)、无线通讯装置a(28)和无线通讯装置b(29)，所述远程控制系统(27)与无线通讯装置a(28)无线连接，无线通讯装置a(28)与无线通讯装置b(29)电连接，所述无线通讯装置b(29)与远程控制系统(27)无线连接，所述机器人本体(30)包括至少1个小型关节(1)，所述小型关节(1)包括壳体(31)、底板(32)、驱动机构(8)、吸附单元(6)和/或云台(4)和/或万向轮(36)，所述驱动机构(8)设置于底板(32)的内侧面板上，吸附单元(6)设置于底板(32)的外侧面板上，万向轮(36)设置于底板(32)的外侧面板上，所述云台(4)设置于壳体(31)上，壳体(31)与底板(32)连接。2.根据权利要求1所述的一种自主式可重构爬壁机器人检测系统，其特征在于，所述小型关节(1)还包括控制装置(7)，所述控制装置(7)设置于底板(32)的内侧面板上，所述云台(4)与控制装置(7)电连接。3.根据权利要求2所述的一种自主式可重构爬壁机器人检测系统，其特征在于，所述小型关节(1)还包括无线通讯装置B(3)，所述无线通讯装置B(3)与控制装置(7)电连接，所述无线通讯装置B(3)还与无线通讯装置b(29)无线连接。4.根据权利要求2所述的一种自主式可重构爬壁机器人检测系统，其特征在于，所述小型关节(1)上设有与所述控制装置(7)电连接的三轴陀螺仪、加速度计(19)和至少1个超声波雷达测距传感器(20)；多个小型关节(1)之间通过铰接结构(21)连接。5.根据权利要求2所述的一种自主式可重构爬壁机器人检测系统，其特征在于，所述云台(4)包括第一驱动电机(14)、a支撑架(15)、b支撑架(5)、第二驱动电机(16)、第三驱动电机(17)和图像采集装置(18)，所述第一驱动电机(14)的机座与壳体(31)连接，第一驱动电机(14)的机体与a支撑架(15)的一端连接，a支撑架(15)的另一端与第二驱动电机(16)连接，所述第二驱动电机(16)还与b支撑架(5)一端连接，b支撑架(5)的另一端与第三驱动电机(17)连接，所述图像采集装置(18)设置在第三驱动电机(...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂仲成，马云峰，贺骥，杨辉，张宪文，
申请(专利权)人：成都圭目机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51