一种控制管道打磨机器人的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种控制管道打磨机器人的系统，包括图像采集模块、图像处理模块和打磨机器人，所述打磨机器人包括运动控制模块、测距传感器和伺服驱动模块，所述图像处理模块分别与图像采集模块和运动控制模块连接，所述运动控制模块分别与测距传感器和伺服驱动模块连接，所述图像采集模块和测距传感器均安装在打磨机器人的打磨机构上。本实用新型专利技术由图像采集模块采集焊缝的图像，并通过图像处理模块获得焊缝的宽度，由测距传感器获得打磨机构与焊缝的距离信息，运动控制模块结合焊缝的宽度和距离信息实现对焊缝全自动的打磨控制，解决了需要人为控制打磨机器人的问题，降低控制的成本，提高控制的效率和质量，可广泛应用于机器人技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种控制管道打磨机器人的系统
本技术涉及机器人
，尤其涉及一种控制管道打磨机器人的系统。
技术介绍
管道运输具有高效、低耗、连续输送、经济、安全和自动化程度高等优势，通常长距离的管道通过焊接的方式连接起来，未打磨的管道焊缝会导致管道极易腐蚀、泄露和断裂。传统的打磨方式有人工手提普通砂轮机进行打磨、利用打磨机对管道内壁进行打磨，但由于受到管道长度和管道内径的限制，很多管道的焊缝很难以人工的方式完成打磨工作。随着机器人技术的发展，现已经有采用机器人对管道进行打磨的机器人，但现在的机器人主要是通过人工进行控制，无法实现全自动的打磨操作，提高了人工成本，而且，人工操作容易出现错误的操作，损坏了机器人。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本技术的目的是提出一种控制管道打磨机器人的系统。本技术所采用的技术方案是：一种控制管道打磨机器人的系统，包括图像采集模块、图像处理模块和打磨机器人，所述打磨机器人包括运动控制模块、测距传感器和伺服驱动模块，所述图像处理模块分别与图像采集模块和运动控制模块连接，所述运动控制模块分别与测距传感器和伺服驱动模块连接，所述图像采集模块和测距传感器均安装在打磨机器人的打磨机构上。进一步，所述伺服驱动模块包括固定单元、轴向驱动单元、径向驱动单元、周向驱动单元和爬行驱动单元，所述运动控制模块分别与固定单元、轴向驱动单元、径向驱动单元、周向驱动单元和爬行驱动单元连接。进一步，所述固定单元包括第一电磁阀、第一气缸和定位块，所述第一电磁阀分别与运动控制模块和第一气缸连接，所述定位块安装在第一气缸的推杆上。进一步，所述爬行驱动单元包括爬行电机驱动、第二电磁阀、第二气缸和爬行轮，所述运动控制模块分别与爬行电机驱动和第二电磁阀连接，所述第二电磁阀与第二气缸连接，所述爬行电机驱动与爬行轮连接，所述第二气缸的推杆与爬行轮连接。进一步，所述打磨机构上设有力矩传感器，所述力矩传感器与运动控制模块连接。进一步，所述图像处理模块包括处理器和显示屏。进一步，所述图像处理模块通过以太网通讯方式与运动控制模块进行通讯连接。进一步，所述打磨机构采用气动打磨机。本技术的有益效果是：一种控制管道打磨机器人的系统，包括图像采集模块、图像处理模块和打磨机器人，所述打磨机器人包括运动控制模块、测距传感器和伺服驱动模块，所述图像处理模块分别与图像采集模块和运动控制模块连接，所述运动控制模块分别与测距传感器和伺服驱动模块连接，所述图像采集模块和测距传感器均安装在打磨机器人的打磨机构上。本技术由图像采集模块采集焊缝的图像，并通过图像处理模块获得焊缝的宽度，由测距传感器获得打磨机构与焊缝的距离信息，运动控制模块结合焊缝的宽度和距离信息实现对焊缝全自动的打磨控制，解决了需要人为控制打磨机器人的问题，降低了控制的成本，提高了控制的效率和质量。附图说明图1是本技术一种控制管道打磨机器人的系统的结构框图。具体实施方式如图1所示，本实施例提供一种控制管道打磨机器人的系统，包括图像采集模块、图像处理模块和打磨机器人，所述打磨机器人包括运动控制模块、测距传感器和伺服驱动模块，所述图像处理模块分别与图像采集模块和运动控制模块连接，所述运动控制模块分别与测距传感器和伺服驱动模块连接，所述图像采集模块和测距传感器均安装在打磨机器人的打磨机构上。上述系统的工作原理为：将打磨机器人用于管道打磨时，将打磨机器人放入管道内，打磨机器人自动地沿着管道的轴向方向爬行运动，所述像采集模块跟随着打磨机器人的运动实时采集管道内的图像信息，并将图像信息发送至图像处理模块，所述图像处理模块安放在管道外，所述图像处理模块与图像采集模块可采用有线或无线的连接方式进行通讯连接，具体地，本实施例中通过USB数据通信线进行连接，所述图像处理模块可采用现有的设备来实现，比如工业平板电脑，所述图像采集模块可采用现有的摄像设备来实现，比如高清摄像机或红外摄像头。当图像处理模块接收到图像信息后，根源图像信息检测需要打磨的焊缝，当检测到焊缝时，发送停止爬行信息给运动控制模块，进而控制打磨机器人停止爬行，并将打磨机器人固定在管道内。图像采集模块继续采集图像信息，并传输回图像处理模块，图像处理模块根据图像信息获取焊缝的宽度信息，并将宽度信息发送至运动控制模块，所述图像处理模块取焊缝的宽度信息的技术手段为现有的技术手段，由于图像采集模块在管道内的位置相当固定的，故根据图像内焊缝的宽度可计算出实际焊缝的宽度。运动控制模块结合宽度信息和测距传感器采集的距离信息即可控制打磨机构对焊缝进行打磨，并在打磨完该焊缝之后，继续爬行，检测下一条焊缝，无需人为的控制和监控，极大地节约了人工成本，而且通过自动化控制，反应速度更加快速，提高了打磨的速度，并且可以24小时连续工作，极大地提高了打磨工作的效率。进一步作为优选的实施方式，所述伺服驱动模块包括固定单元、轴向驱动单元、径向驱动单元、周向驱动单元和爬行驱动单元，所述运动控制模块分别与固定单元、轴向驱动单元、径向驱动单元、周向驱动单元和爬行驱动单元连接。所述固定单元用于在打磨机器人停止爬行后，对机器人进行固定。所述轴向驱动单元用于驱动打磨机构沿管道的轴向方向进行移动，从而使打磨机构对准焊缝。所述径向驱动单元用于驱动打磨机构沿管道的径向方向运动，从而使打磨机构贴近焊缝，并进行打磨。所述周向驱动单元用于驱动打磨机构沿着管道进行圆周运动，从而对整圈焊缝进行打磨。所述爬行驱动单元用于驱动打磨机器人在管道内沿轴向方向爬行，具体地，可通过在机器人上安装驱动滚轮或者通过绳索拉动打磨机器人进行爬行移动。进一步作为优选的实施方式，所述固定单元包括第一电磁阀、第一气缸和定位块，所述第一电磁阀分别与运动控制模块和第一气缸连接，所述定位块安装在第一气缸的推杆上。通过第一电磁阀控制第一气缸，第一气缸推动定位块抵住管道的内壁，即可将管道打磨机固定在管道中需要打磨的位置，保证打磨时固定牢固，并实现定心。通过第一气缸将管道打磨机固定在管道内部，发生故障报警时打磨机构自动停止工作，断电后定位第一气缸就会自动慢慢缩回，便于将管道打磨机从管道中取出。进一步作为优选的实施方式，所述爬行驱动单元包括爬行电机驱动、第二电磁阀、第二气缸和爬行轮，所述运动控制模块分别与爬行电机驱动和第二电磁阀连接，所述第二电磁阀与第二气缸连接，所述爬行电机驱动与爬行轮连接，所述第二气缸的推杆与爬行轮连接。当管道处于竖立状态时，可通过第二电磁阀控制第二气缸的推杆伸出，带动爬行轮贴紧管壁，爬行电机驱动控制爬行电机旋转带动打磨机器人在管道爬行，由于爬行轮贴紧管壁增大了爬行轮与管壁的摩擦力，易于实现管道树立状态时的爬行。进一步作为优选的实施方式，所述打磨机构上设有力矩传感器，所述力矩传感器与运动控制模块连接。所述力矩传感器用于实时采集打磨机构的力矩信息，并将力矩信息传输至运动控制模块，运动控制模块根据力矩信息控制打磨机构周向打磨的进给速度，当本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制管道打磨机器人的系统，其特征在于，包括图像采集模块、图像处理模块和打磨机器人，所述打磨机器人包括运动控制模块、测距传感器和伺服驱动模块，所述图像处理模块分别与图像采集模块和运动控制模块连接，所述运动控制模块分别与测距传感器和伺服驱动模块连接，所述图像采集模块和测距传感器均安装在打磨机器人的打磨机构上。/n

【技术特征摘要】
1.一种控制管道打磨机器人的系统，其特征在于，包括图像采集模块、图像处理模块和打磨机器人，所述打磨机器人包括运动控制模块、测距传感器和伺服驱动模块，所述图像处理模块分别与图像采集模块和运动控制模块连接，所述运动控制模块分别与测距传感器和伺服驱动模块连接，所述图像采集模块和测距传感器均安装在打磨机器人的打磨机构上。


2.根据权利要求1所述的一种控制管道打磨机器人的系统，其特征在于，所述伺服驱动模块包括固定单元、轴向驱动单元、径向驱动单元、周向驱动单元和爬行驱动单元，所述运动控制模块分别与固定单元、轴向驱动单元、径向驱动单元、周向驱动单元和爬行驱动单元连接。


3.根据权利要求2所述的一种控制管道打磨机器人的系统，其特征在于，所述固定单元包括第一电磁阀、第一气缸和定位块，所述第一电磁阀分别与运动控制模块和第一气缸连接，所述定位块安装在第一气缸的推杆上。


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【专利技术属性】
技术研发人员：李耀楠，王东，郑爽，陈李华，胡小立，朱德才，陈和平，盛卫华，李付良，马立民，李予卫，靳孝义，
申请(专利权)人：深圳市智能机器人研究院，中广核工程有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44