基于电流量变化的永磁轮脱离状态检测装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于电流量变化的永磁轮脱离状态检测装置及方法，所述检测装置安装在集装箱爬壁机器人箱体外侧，包括集成电路模块、外接电源、弹簧拨片和弹簧丝；集成电路模块集成了配置电阻以及带显示器的电流表，电流表一端与外接电源负极相连接；所述配置电阻并联连接，一端连接外接电源正极，另一端外接到弹簧丝，所述弹簧丝另一端与永磁轮连接；所述集成电路模块的铁皮壁面接触端口外接弹簧拨片，弹簧拨片另一端压在集装箱爬壁机器人吸附的铁皮壁面上。本发明专利技术通过实验获得永磁轮不同吸附状态下的实际电流量，与计算的理想电流量值作对比，得到电流量阈值来对应不同吸附状态的列表，从而根据工作状态下测得的电流量判断吸附状态。附状态。附状态。

【技术实现步骤摘要】
基于电流量变化的永磁轮脱离状态检测装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种检测永磁轮吸附状态的装置及方法，应用于以永磁轮为吸附方式的爬壁机器人的吸附状态检测，起到反馈吸附状态的作用。

技术介绍

[0002]目前爬壁机器人应用较多的主要吸附方式可以分为负压吸附式和磁吸附式，而磁吸附方式还可以分为电磁吸附式和永磁体吸附式。以上为常见的爬壁机器人吸附方式，而根据机器人工作环境，吸附壁面的材料以及机器人自身灵活性的需求，应调整不同的吸附方式。当机器人吸附壁面为铁皮，要求机器人的移动方式具有较高灵活性和稳定的吸附能力，故机器人可以采取永磁吸附方式，并采用轮式驱动方式。
[0003]针对永磁性轮式爬壁机器人遇上铁皮壁面凹凸不平、被铁锈覆盖等因素导致永磁轮式爬壁机器人无法吸附铁皮壁面的情况，目前解决的方法主要是依靠永磁轮式爬壁机器人的操作者，用肉眼判断机器人是否处于异常吸附状态，并需要人在机器人刚处于异常吸附状态的情况下及时做出干预。缺点是反馈慢，吸附状态检测的效率低。其它还有针对永磁轮式爬壁机器人异常吸附状态的检测方法是：为每一个永磁轮配备单独的压力传感器或者其他传感器检测吸附状态，但缺点是元器件数量多，电路结构复杂，检测反馈的信息多。

技术实现思路

[0004]针对上述技术不足，本专利技术要解决的技术问题是在永磁轮爬壁机器人吸附铁皮壁面时出现轮子脱离铁皮壁面的情况下，使用检测永磁轮吸附状态的方法对永磁轮是否脱离铁皮壁面进行检测。
[0005]本专利技术提供了一种基于电流量变化的永磁轮脱离状态检测装置及方法，本专利技术将永磁轮是否吸附在铁皮壁面上视为开关量，再通过电回路将爬壁机器人上每个永磁轮的开关量状态转化为电流量体现出来。
[0006]本专利技术通过如下技术方案实现:
[0007]本专利技术的一方面提供了一种基于电流量变化的永磁轮脱离状态检测装置，该检测装置安装在集装箱爬壁机器人箱体外侧，包括集成电路模块、外接电源、弹簧拨片和弹簧丝。
[0008]所述集成电路模块内部集成了配置电阻r1，r2，r3，r4……
r
n
，以及带显示器的电流表；所述电流表一端与外接电源的负极相连接。
[0009]所述配置电阻r1，r2，r3，r4……
r
n
并联连接，一端连接外接电源的正极，另一端外接到弹簧丝，所述弹簧丝的另一端与永磁轮连接。
[0010]所述集成电路模块的铁皮壁面接触端口外接弹簧拨片，所述弹簧拨片另一端压在集装箱爬壁机器人吸附的铁皮壁面上。
[0011]本专利技术的另一方面提供了一种基于电流量变化的永磁轮脱离状态检测方法，采用所述的基于电流量变化的永磁轮脱离状态检测装置，包括如下步骤：
[0012]步骤1：检测永磁轮到铁皮壁面的电阻值，设永磁轮到铁皮壁面的电阻值为r
w
；
[0013]步骤2：选择各个永磁轮对应的配置电阻，为检测爬壁机器人每个永磁轮的吸附状态，为每个永磁轮配置一个电阻，且对这些电阻有3个要求：1、任意两个电阻阻值互不相等。2、任意两个电阻阻值不能接近。3、任意电阻阻值远大于r
w
。
[0014]步骤3：设置电源电压，选取合适的电源维持电路持续的电流。
[0015]步骤4：连接电路，将集成电路模块与外接电源安装在集装箱爬壁机器人的侧面；集成电路模块的永磁轮接触端口连接已固定的弹簧丝；集成电路模块的两个铁皮壁面接触端口连接已固定的弹簧拨片。
[0016]步骤5：检测不同吸附状态下对应的电流量；
[0017]接通电源开关；测量不同个数的永磁轮与铁皮壁面吸附时，所述电流表显示的实际电流量。
[0018]步骤6：误差分析；
[0019]将通过实验获得不同吸附状态下的实际电流量，与计算的理想电流量值作对比，并记录各组实际电流量与理想电流量的最大差值，用于设置各组合适的电流量阈值来对应不同吸附状态。
[0020]步骤7：测试；
[0021]检测爬壁机器人工作时的电流量，通过对比是否在电流量阈值内，从而判断永磁轮的吸附状态。
[0022]本专利技术相比于现有技术，具有以下有益效果：
[0023]1、本专利技术无需人肉眼进行观察永磁轮式爬壁机器人的吸附状态，反馈速度快，提高了检测的效率。
[0024]2、相比现有每个永磁轮配置一个传感器检测吸附状态的技术，本专利技术只需要读取一个电回路干路的电流量，查表可得各个永磁轮吸附状态，提高了效率。
[0025]3、本专利技术采用单电源供电的电路设计，并且大大减少了元器件的数量，电路结构简单，降低了成本。
附图说明
[0026]图1是本专利技术的检测装置永磁轮吸附状态检测示意图；
[0027]图2是本专利技术的检测装置电路图；
[0028]图3是本专利技术的检测方法流程图。
[0029]图中：1
‑
铁皮壁面；2
‑
集装箱爬壁机器人；3
‑
集成电路模块；4
‑
外接电源；5
‑
导线；6
‑
永磁轮；7
‑
弹簧拨片；8
‑
弹簧丝。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术具体实施方式中的附图，对本专利技术具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的具体实施方式仅仅是本专利技术的一种具体实施方式，而不是全部的具体实施方式。基于本专利技术的具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本专利技术保护的范围。
[0031]实施例：
＝1000Ω，r2＝2000Ω，r3＝3000Ω，r4＝4000Ω。
[0043]步骤3：设置外接电源的电压，选取合适的电源维持电路持续的电流。
[0044]本实施例选取10V的直流稳压电源。
[0045]步骤4：完成集成电路模块与集装箱爬壁机器人的连接电路。
[0046]集成电路模块与外接电源固定在集装箱爬壁机器人的侧面后，连接外接电源与集成电路模块。集成电路模块的四个永磁轮接触端口接上导线后，通过导线连接固定好的弹簧丝。集成电路模块的两个铁皮壁面接触端口接上导线后，导线连接固定好的弹簧拨片上。
[0047]步骤5：检测不同吸附状态下对应的电流量。
[0048]完成步骤4的电路连接后，接通电源开关。将永磁轮是否吸附在铁皮壁面上作为开关量，当永磁轮吸附铁皮壁面时则为开关导通。根据各个永磁轮吸附状态的改变，集成电路模块中电路的总电阻阻值会发生相应的变化。其中，电阻的并联关系为：
[0049][0050]其中s为爬壁机器人永磁轮吸附在铁皮壁面上的个数，且因为r
w
阻值远小于永磁轮配置电阻的阻值，故r
w
可以忽略不计。
[0051]当总阻值发生变化时，电路干路的电流量也会发生相应的变化。再根据电流公式可以得到多个永磁轮在不同吸附状态下显本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于电流量变化的永磁轮脱离状态检测装置，其特征在于：安装在集装箱爬壁机器人箱体外侧，包括集成电路模块、外接电源、弹簧拨片和弹簧丝；所述集成电路模块内部集成了配置电阻r1，r2，r3，r4……
r
n
，以及带显示器的电流表；所述电流表一端与外接电源的负极相连接；所述配置电阻r1，r2，r3，r4……
r
n
并联连接，一端连接外接电源的正极，另一端外接到弹簧丝，所述弹簧丝的另一端与永磁轮连接；所述集成电路模块的铁皮壁面接触端口外接弹簧拨片，所述弹簧拨片另一端压在集装箱爬壁机器人吸附的铁皮壁面上。2.根据权利要求1所述的一种基于电流量变化的永磁轮脱离状态检测装置，其特征在于：所述弹簧拨片安装在集装箱爬壁机器人箱体的前后两侧面。3.根据权利要求1所述的一种基于电流量变化的永磁轮脱离状态检测装置，其特征在于：所述配置电阻满足任意两个电阻阻值互不相等，任意两个电阻阻值不能接近，任意电阻阻值远大于永磁轮到铁皮壁面的电阻值r
w<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌锐，郑锦潮，吴善强，王凌，金英连，周坤，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：