隧洞海生物清理机器人的控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种隧洞海生物清理机器人的控制系统，包括总线连接的现场控制器与车体控制器，与所述车体控制器连接的电控系统、传感系统及驱动系统，与所述现场控制器连接的显示控制装置、清理装置压力传感器及清理装置驱动模块，以及视频监控系统，所述传感系统用于采集所述移动车体和机械臂的信息，所述驱动系统用于根据所述车体控制器的控制驱动所述移动车体和机械臂，所述电控系统用于接收操控，所述清理装置驱动模块用于根据所述现场控制器的控制驱动所述末端清理装置，所述清理装置压力传感器用于感测所述末端清理装置与隧洞的内壁的接触力，所述显示控制装置用于接收并显示所述视频监控系统的信息以及接收所述现场控制器传送的信息。

【技术实现步骤摘要】
隧洞海生物清理机器人的控制系统
本技术涉及机器人控制系统
，尤其涉及一种隧洞海生物清理机器人的控制系统。
技术介绍
取水隧洞用于电站等输水设施的远程取水，随着运行时间的增加，往往会出现取水隧洞内大量海生物附着、沉沙、异物堆积等问题，经过一定时间后，海生物等异物的持续生长、堆积会造成隧洞阻塞，影响取水隧洞的过流面积，造成水头损失，且可能会对设备造成损坏，故须对隧洞海生物、沉沙及其它异物进行清理，以保证隧洞的过水能力以及设备的安全稳定运行，提高经济效益。目前，通常是利用高压水枪或者空化射流等方式对隧洞内的海生物等进行清理，但清理过程中都需要操控者进行现场操控，且上述清理方式存在清理不彻底、容易破坏隧洞的内壁的缺点，再者，由于隧洞内环境恶劣，也会对现场的操控者造成身体上的伤害，因此有必要提供一种隧洞海生物清理机器人的控制系统，使得隧洞海生物清理机器人可以将隧洞的内壁对应位置的海生物清理干净，且不会对隧洞的内壁造成破坏，同时能够有效避免对操控者造成身体上的伤害。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种隧洞海生物清理机器人的控制系统，使得隧洞海生物清理机器人可以将隧洞的内壁对应位置的海生物清理干净，且不会对隧洞的内壁造成破坏，同时能够有效减少对操控者的伤害。为了实现上述目的，本技术提供了一种隧洞海生物清理机器人的控制系统，所述隧洞海生物清理机器人包括移动车体、多自由度的机械臂以及安装在所述机械臂末端的末端清理装置，所述控制系统包括总线连接的现场控制器与车体控制器，与所述车体控制器连接的电控系统、传感系统及驱动系统，与所述现场控制器连接的显示控制装置、清理装置压力传感器及清理装置驱动模块，以及具有位于所述移动车体上的全景摄像机与安装在所述机械臂的监控摄像机的视频监控系统，所述传感系统用于采集所述移动车体和机械臂的内部信息、环境信息以及外部信息并传送至所述车体控制器，所述驱动系统用于根据所述车体控制器的控制驱动所述移动车体和机械臂，所述电控系统用于接收外界操控并传送操控信息至所述车体控制器，所述清理装置驱动模块用于根据所述现场控制器的控制驱动所述末端清理装置，所述清理装置压力传感器用于感测所述末端清理装置与隧洞的内壁的接触力并传送至所述现场控制器，所述显示控制装置用于接收并显示来自所述视频监控系统的信息以及接收所述现场控制器传送的信息。较佳地，还包括近端无线通讯系统，所述近端无线通讯系统分别与所述现场控制器和所述视频监控系统连接，以将所述现场控制器和视频监控系统传送的信息发送至远程监控系统。较佳地，所述驱动系统包括分别用于驱动所述移动车体和机械臂的若干致动器，所述传感系统包括用于感测所述致动器的压力的压力传感器、用于感测所述移动车体的致动器的转速的转速传感器、用于感测所述移动车体与所述隧洞的侧壁或其他物体之间的位置关系的外部传感器以及用于感测环境的环境传感器。较佳地，所述外部传感器包括分别设置在所述移动车体左右两侧的前后两端的用于感测所述移动车体与所述隧洞的侧壁之间的距离的测距传感器和设置在所述移动车体上的倾角传感器，当所述车体控制器接收到的所述倾角传感器的倾斜数据超过预警值时，产生预警信息并根据所述测距传感器传送的数据进行所述移动车体的行进调整；藉此，实时检测所述移动车体与所述隧洞的侧壁之间的位置关系，以及时对所述移动车体的行进调整，防止所述移动车体与所述隧洞发生摩擦或碰撞。较佳地，所述外部传感器包括设置在所述移动车体前后两端的避障传感器；藉此，防止所述隧洞海生物清理机器人与障碍物发生碰撞。较佳地，所述环境传感器包括温湿度传感器、气体传感器；藉此，实时监测所述隧洞内的温湿度和气体环境，保障作业人员的安全。较佳地，所述驱动系统包括液压系统和给所述液压系统提供动力的动力系统，所述致动器为液压致动器。较佳地，还包括应急模块，所述应急模块与所述车体控制器连接，所述应急模块用于接收外界操作并将相应的应急信息传送给所述车体控制器；藉此，实现对所述隧洞海生物清理机器人控制系统进行快速操控，保证整个控制系统可靠稳定地工作。较佳地，所述清理装置驱动模块包括用于带动所述末端清理装置自转的旋转马达以及用于调整所述末端清理装置的姿态的姿态调节油缸。较佳地，所述视频监控系统还包括安装在所述移动车体前后两端的监视摄像机。较佳地，所述现场控制器与车体控制器之间通过CAN总线连接。较佳地，还包括远程监控系统，所述远程监控系统通过远端无线通讯系统与所述近端无线通讯系统通讯连接以进行远程监控。与现有技术相比，本技术采用反馈控制，视频监控系统实时监控隧洞海生物清理机器人的作业过程和作业环境并传送给驾驶舱内的显示控制装置以实现本地监控，传感系统采集移动车体和机械臂的内部信息、环境信息以及外部信息，车体控制器根据传感系统检测的信息控制移动车体和机械臂进行相应的调整，使得隧洞海生物清理机器人实现自动控制；通过清理装置压力传感器感测末端清理装置与隧洞的内壁的接触力，现场控制器根据接触力对末端清理装置的动作及位姿进行调整，从而实时调整接触力，防止由于清理力度过大造成末端清理装置或隧洞的内壁的损坏或者清理力度过小而无法将海生物等异物清理干净，且现场控制器直接控制末端清理装置，响应速度快，从而在实现了快速灵活、全面清理的同时保护末端清理装置和隧洞的内壁；另外，通过现场控制器与车体控制器通信连接以协调工作，既可以实现隧洞海生物清理机器人的自动操作，也可以由驾驶舱内的操控者进行本地的应急控制。此外，视频监控系统还通过无线通讯的方式与远程监控系统通讯连接以便同时实现远程的实时监控；通过现场控制器与远程监控系统的无线通讯也可以在远端通过远程监控系统对隧洞海生物清理机器人进行远程控制以避免操控者长期处于隧洞内造成对身体的伤害。附图说明图1是本技术实施例的隧洞海生物清理机器人的控制系统的结构示意图。图2是本技术实施例的隧洞海生物清理机器人的立体结构示意图。具体实施方式为详细说明本技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。请参阅图1，本技术公开了一种隧洞海生物清理机器人，该清理机器人包括移动车体60、机械臂70以及可更换地安装在机械臂70末端的用于对隧洞的内壁附着的海生物进行清理的末端清理装置。在本实施例中，移动车体60包括底盘61及设置在底盘61上的驾驶舱62，底盘61为履带式底盘，并通过液压马达(图未示)驱动；机械臂70包括安装在底盘61上的主支撑臂71、安装在主支撑臂71末端的多自由度的两分机械臂72；两分机械臂72的末端分别可更换地安装有一末端清理装置，具体地，末端清理装置分为用于清理隧洞弧面顶部的圆盘式末端清理装置80和用于清理隧洞弧面其余部分的滚筒式末端清理装置(图未示)，当清理完隧洞弧面顶部后，将分机械臂72末端的两圆盘式末端清理装置80更换为两滚筒式末端清理装置以进行清理隧洞弧面的其余部分。请参考图1及图2，本技术公开了一种隧洞海生物清理机器人的控制系统100，控制系统100包括总线连接的现场控制器1与车体控制器2，与车体控制器2连接的电控系统3、传感系统4、驱动系统5，与现场控制器1连接的显示控制装置6、清理装置压力传感器7及清理装置驱动模块8，以及具有位于移动车体60本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种隧洞海生物清理机器人的控制系统，所述隧洞海生物清理机器人包括移动车体、多自由度的机械臂以及安装在所述机械臂末端的末端清理装置，其特征在于，所述控制系统包括总线连接的现场控制器与车体控制器，与所述车体控制器连接的电控系统、传感系统及驱动系统，与所述现场控制器连接的显示控制装置、清理装置压力传感器及清理装置驱动模块，以及具有位于所述移动车体上的全景摄像机与安装在所述机械臂的监控摄像机的视频监控系统，所述传感系统用于采集所述移动车体和机械臂的内部信息、环境信息以及外部信息并传送至所述车体控制器，所述驱动系统用于根据所述车体控制器的控制驱动所述移动车体和机械臂，所述电控系统用于接收外界操控并传送操控信息至所述车体控制器，所述清理装置驱动模块用于根据所述现场控制器的控制驱动所述末端清理装置，所述清理装置压力传感器用于感测所述末端清理装置与隧洞的内壁的接触力并传送至所述现场控制器，所述显示控制装置用于接收并显示来自所述视频监控系统的信息以及接收所述现场控制器传送的信息。

【技术特征摘要】
1.一种隧洞海生物清理机器人的控制系统，所述隧洞海生物清理机器人包括移动车体、多自由度的机械臂以及安装在所述机械臂末端的末端清理装置，其特征在于，所述控制系统包括总线连接的现场控制器与车体控制器，与所述车体控制器连接的电控系统、传感系统及驱动系统，与所述现场控制器连接的显示控制装置、清理装置压力传感器及清理装置驱动模块，以及具有位于所述移动车体上的全景摄像机与安装在所述机械臂的监控摄像机的视频监控系统，所述传感系统用于采集所述移动车体和机械臂的内部信息、环境信息以及外部信息并传送至所述车体控制器，所述驱动系统用于根据所述车体控制器的控制驱动所述移动车体和机械臂，所述电控系统用于接收外界操控并传送操控信息至所述车体控制器，所述清理装置驱动模块用于根据所述现场控制器的控制驱动所述末端清理装置，所述清理装置压力传感器用于感测所述末端清理装置与隧洞的内壁的接触力并传送至所述现场控制器，所述显示控制装置用于接收并显示来自所述视频监控系统的信息以及接收所述现场控制器传送的信息。2.根据权利要求1所述的隧洞海生物清理机器人的控制系统，其特征在于，还包括近端无线通讯系统，所述近端无线通讯系统分别与所述现场控制器和所述视频监控系统连接，以将所述现场控制器和视频监控系统传送的信息发送至远程监控系统。3.根据权利要求1所述的隧洞海生物清理机器人的控制系统，其特征在于，所述驱动系统包括分别用于驱动所述移动车体和机械臂的若干致动器，所述传感系统包括用于感测所述致动器的压力的压力传感器、用于感测所述移动车体的致动器的转速的转速传感器、用于感测所述移动车体与所述隧洞的侧壁或其他物体之间的位置关系的外部传感器以及用于感测环境的环境传感器。4.根据权利要求3所述的隧洞海生物清理机器人的控制系...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘帅，张美玲，邓志燕，王国河，陈少南，王雪竹，王华刚，吴玉，陈智，赵阿朋，李海阳，李科，费瑞银，
申请(专利权)人：台山核电合营有限公司，岭东核电有限公司，中广核研究院有限公司，中国广核集团有限公司，中国广核电力股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44