一种水下设施表面攀爬机器人通信系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种水下攀爬机器人通信系统及其控制方法，涉及通信技术领域，以解决现有的机器人系统功能难以进一步扩充性能难以提升的问题。所述通信系统包括主控端系统和执行端系统，主控端系统包括，主控端操作模块、主控端控制器和主控端通讯模块，执行端系统包括，执行端通讯模块、执行端控制器、多个传感器模块和驱动器模块。本发明专利技术提供的机器人通信系统采用分布式的架构使得控制通信系统具有更好的扩展性，对该控制系统进行不同的功能裁剪及组合后可适用于其他类型的移动机器人控制系统，具有开放性与兼容性的设计优点。

【技术实现步骤摘要】
一种水下设施表面攀爬机器人通信系统及其控制方法
本专利技术涉及通信
，特别是涉及一种水下设施表面攀爬机器人通信系统及其控制方法。
技术介绍
不同设施表面攀爬机器人在当代人类社会生产活动中，发挥着越来越重要的作用。这类机器人系统可用于大型设施表面检测、表面清理、表面涂覆等作业，还可用于帮助完成重大设施的故障诊断、故障预警、状态维护等，是代替人类在危险、复杂、狭窄等环境中完成一定作业任务的重要工具。自然或人工环境中，不同设施表面的材料性质不同、表面形貌各异、环境湿度有别、表面附着物状态(紧致/松散、粘黏性、湿滑性等)纷繁复杂，给攀爬机器人的稳定可靠攀附和移动作业，带来了很大的技术挑战。为了提高攀爬机器人的攀附移动能力，针对不同的应用目的，国内外已经提出了较多不同攀爬机器人的设计方案。但是由于这些攀爬机器人通常是针对不同应用目的而开发研制的，随着机器人系统功能的不断添加，各种功能模块间的数据交互关系日趋复杂，基于集中式架构的机器人本体系统的复杂性和开发调试难度不断增加，不利于机器人系统功能进一步扩充与性能的提升。r>专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水下设施表面攀爬机器人通信系统，包括主控端系统和执行端系统，其特征在于，所述主控端系统包括主控端操作模块、主控端控制器和主控端通讯模块，所述执行端系统包括执行端通讯模块、执行端控制器、驱动器模块和多个传感器模块；/n所述多个传感器模块包括电源能耗管理模块、密封舱状态监测模块和驱动器状态监测模块，所述多个传感器模块的类型或个数根据用户需求进行调整或增减；/n所述主控端通讯模块包含至少2条通信通道，所述主控端通讯模块的第1条通信通道与所述主控端控制器连接，所述主控端通讯模块的第2条通信通道与所述主控端操作模块连接；/n所述执行端通讯模块包含至少5条通信通道，所述执行端通讯模块的5条通信通道...

【技术特征摘要】
1.一种水下设施表面攀爬机器人通信系统，包括主控端系统和执行端系统，其特征在于，所述主控端系统包括主控端操作模块、主控端控制器和主控端通讯模块，所述执行端系统包括执行端通讯模块、执行端控制器、驱动器模块和多个传感器模块；
所述多个传感器模块包括电源能耗管理模块、密封舱状态监测模块和驱动器状态监测模块，所述多个传感器模块的类型或个数根据用户需求进行调整或增减；
所述主控端通讯模块包含至少2条通信通道，所述主控端通讯模块的第1条通信通道与所述主控端控制器连接，所述主控端通讯模块的第2条通信通道与所述主控端操作模块连接；
所述执行端通讯模块包含至少5条通信通道，所述执行端通讯模块的5条通信通道按照通信通道条数的排列顺序分别与所述执行端控制器、所述电源能耗管理模块、所述密封舱状态监测模块、所述驱动器模块和所述驱动器状态监测模块一一对应连接；
所述主控端通讯模块与所述执行端通讯模块连接并相互组成局域网；
所述主控端通讯模块和/或所述执行端通讯模块的通信通道数量根据用户需求进行扩展；
所述主控端控制器，用于向所述执行端系统发送控制指令，通过所述执行端系统控制所述攀爬机器人进行相应的工作并接收所述执行端系统返回的状态信息，以及设定各模块之间的数据通信协议；
所述主控端操作模块通过所述主控端通讯模块和所述执行端通讯模块向所述执行端系统发送操作指令；
所述执行端控制器，用于接收所述主控端控制器和所述主控端操作模块传输到所述执行端系统的指令信息，通过所述执行端通讯模块传输所述指令信息，控制所述驱动器模块进行水下攀爬过程中的运动，并定时将所述多个传感器模块采集的信息传输到所述主控端控制器；
所述驱动器模块，用于接收所述执行端控制器的指令信息，并驱动执行元件进行相应的动作；
所述电源能耗管理模块，用于管理并监测所述执行端系统能源消耗，并定时将所述能耗信息通过所述执行端通讯模块传输到所述执行端控制器；
所述密封舱状态监测模块，用于监测所述攀爬机器人在水下攀爬过程中密封舱的状态信息，并定时将所述密封舱的状态信息传输到所述执行端控制器；
所述驱动器状态监测模块，用于监测所述攀爬机器人在水下攀爬过程中驱动元件的状态数据，并定时将所述驱动元件的状态数据传输到所述执行端控制器。


2.根据权利要求1所述的水下设施表面攀爬机器人通信系统，其特征在于，所述多个传感器模块还包括深度信息监测模块、姿态信息监测模块、摄像信息控制模块、表面检测模块和声呐模块中的一个或几个模块，除所述电源能耗管理模块、所述密封舱状态监测模块和所述驱动器状态监测模块外的其他所述多个传感器模块分别与所述执行端通讯模块除前5条通信通道之外的其他通信通道一一对应连接；
所述深度信息监测模块，用于获取所述攀爬机器人在水下攀爬过程中的深度数据，并定时将所述深度数据传输到所述执行端控制器；
所述姿态信息监测模块，用于获取所述攀爬机器人在水下攀爬过程中的四元数数据，并定时将所述四元数数据传输到所述执行端控制器；
所述摄像信息控制模块，用于控制实时拍摄所述攀爬机器人的运动过程，并定时将拍摄的信息传输到所述执行端控制器；
所述表面检测模块，用于检测所述攀爬机器人的表面状态，并定时将表面状态信息传输到所述执行端控制器；
所述声呐模块，用于采集水下环境的地图数据，并定时将所述地图数据传输到所述执行端控制器。


3.根据权利要求1所述的水下设施表面攀爬机器人通信系统，其特征在于，所述主控端控制器采用以下方法设定各模块之间的数据通信协议：
对于数据不断更新，且含有较少逻辑处理的模块采用话题通信机制进行数据通信；
对于需要连续反馈任务进度，且需要对数据进行强逻辑处理的模块采用动作通信机制进行数据通信。


4.根据权利要求1-3任一项所述的一种水下设施表面攀爬机器人通信系统的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
主控端控制器设定各模块之间数据传输的通信协议；
执行端控制器对攀爬机器人通信系统进行状态自检，并确认所述攀爬机器人通信系统能够进行正常工作；
所述主控端控制器设置所述攀爬机器人的工作模式；
所述执行端控制器根据所述工作模式控制所述攀爬机器人动作。


5.根据权利要求4所述的水下设施表面攀爬机器人通信系统的控制方法，其特征在于，所述主控端控制器设定...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁旭，贾智琪，苏婷婷，何广平，章杰，黄灿，袁俊杰，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11