一种管道清洗机器人爬行控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及管道清洗机器人爬行控制方法，S1、记录管道内机器人位置为Disx；S2、机器人开始爬行；S3、由测距传感器测得爬行距离Disa，并记录理论位置Pxa；通过加速度计数据计算爬行距离Sx；S4、判断Sx是否等于Disa，若为是，进入S5,若为否，进入S6；S5、记录此时管道清洗机器人在管道内实际位置为Pxc，进入S7；S6、机器人继续爬行，以待Sx等于Disa，返回S5；S7、|Pxc

【技术实现步骤摘要】
一种管道清洗机器人爬行控制系统及方法


[0001]本专利技术涉及管道清洗领域，具体涉及一种管道清洗机器人爬行控制系统及方法。

技术介绍

[0002]管道设备作为城市管网及油气管网等常用设备，常用于输送送水、油、液化气等流体，部分管道在投入使用时还会进行一系列出水测试，这些流体所携带的杂质、异物经过长时间的累积后，会粘附于管道的内壁，使得管道内的通道变窄，影响流体的输送效率和输送的质量。
[0003]为了实现对管道内壁进行清洁，采用管道清洗机器人深入管道内部，沿着管道方向前进，从而对管道内壁进行清洗，为了保证管道内附着物能均匀清洗完全，需要对管道清洗机器人的爬行进行精确控制，具体为：可以检测管道清洗机器人爬行距离并可以控制机器人能爬行到指定地点。
[0004]现有的管道清洗机器人爬行控制还是通过人工判断，或者以时间作为控制量控制爬行机器人爬行，缺少灵活性，不能针对性对管道内壁进行清洗，易出现清洗不完全，清洗不均匀的情况。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种管道清洗机器人爬行控制系统及方法，以克服上述现有技术中的不足。
[0006]本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种管道清洗机器人爬行控制方法，包括如下步骤：
[0007]S1、记录管道内管道清洗机器人位置为Disx；
[0008]S2、管道清洗机器人开始爬行；
[0009]S3、由测距传感器测得爬行距离Disa，并记录为爬行后的理论位置Pxa，其中，Pxa＝Disx+Disa；
[0010]同时通过加速度计数据计算爬行距离Sx；
[0011]S4、判断Sx是否等于Disa，若为是，则进入S5,若为否，则进入S6；
[0012]S5、机器人到达指定位置，并记录此时管道清洗机器人在管道内实际位置为Pxc，并进入S7；
[0013]S6、机器人继续爬行，以待Sx等于Disa，再返回S5；
[0014]S7、判断|Pxc
‑
Pxa|是否小于爬行位置差阈值Sc,若为是，则进入S8,若为否，则进入S9；
[0015]S8、爬行完成，管道清洗机器人开始实施清洗工作，并在工作完成后返回S2；
[0016]S9、管道清洗机器人暂停，校准当前位置，低速爬行以使当前读取的测距传感器数据与当前机器人的理论位置Pxa一致，再返回S8。
[0017]本专利技术的有益效果是：单独的测距传感器作为爬行控制数据，当管道长度大于5米
时，所需的测距传感器采样精度和采样速率下降，而通过此数据控制管道清洗机器人爬行会导致机器人效率过低；
[0018]单独采用加速度计数据作为机器人运行距离求解参数，短距离内能精确控制，但由于加速度计存在累计误差，长度超过一定距离机器人控制偏差难以把控，因此，通过测距传感器和加速度计的复合使用可弥补控制缺陷，以提高管道清洗机器人爬行控制灵活性，确保管道内壁清洗精确，使得管道内壁清洗无遗漏，提高管道清洗机器人的清洗效果。
[0019]在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
[0020]进一步，暂停时间为1S。
[0021]进一步，差阈值Sc取值为0.1mm～1mm。
[0022]进一步，加速度计采用三轴加速度计。
[0023]进一步，通过加速度计数据计算爬行距离Sx的方法如下：
[0024]三轴加速度计采集管道清洗机器人在XYZ方向的加速度分量分别为ax，ay，az；
[0025]计算管道清洗机器人在管道内前进方向加速度at，at＝(ax2+ay2+az2)
0.5
；
[0026]通过时域变换计算速度值vt，
[0027]计算爬行距离st，其中，Sx＝st。
[0028]基于上述技术方案，本专利技术还提供一种管道清洗机器人爬行控制系统，包括：控制器、测距传感器和加速度计，测距传感器安装在管道内，加速度计安装在管道清洗机器人上，测距传感器和加速度计分别与控制器电连接，控制器与管道清洗机器人电连接。
[0029]采用上述进一步的有益效果为：通过测距传感器和加速度计的复合使用可弥补控制缺陷，以提高管道清洗机器人爬行控制灵活性，确保管道内壁清洗精确，使得管道内壁清洗无遗漏，提高管道清洗机器人的清洗效果。
[0030]进一步，还包括：显示设备，显示设备与控制器电连接。
[0031]采用上述进一步的有益效果为：可以显示控制器所接收的数据，以便操作者直观获知该数据。
[0032]进一步，加速度计采用三轴加速度计。
附图说明
[0033]图1为本专利技术所述管道清洗机器人爬行控制方法流程图；
[0034]图2为本专利技术所述管道清洗机器人爬行控制系统的结构图。
[0035]附图中，各标号所代表的部件列表如下：
[0036]1、控制器，2、测距传感器，3、加速度计，4、管道清洗机器人，5、显示设备。
具体实施方式
[0037]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0038]实施例1
[0039]如图1所示，一种管道清洗机器人爬行控制方法，包括如下步骤：
[0040]S1、将管道清洗机器人4置于管道内，并记录管道内管道清洗机器人4位置为Disx；
[0041]S2、启动管道清洗机器人4，管道清洗机器人4开始爬行；
[0042]S3、由测距传感器2测得爬行距离Disa，并记录为爬行后的理论位置Pxa，其中，Pxa＝Disx+Disa；
[0043]同时通过加速度计3数据计算爬行距离Sx；
[0044]S4、判断Sx是否等于Disa，若为是，则进入S5,若为否，则进入S6；
[0045]S5、机器人到达指定位置，并记录此时管道清洗机器人4在管道内实际位置为Pxc，并进入S7；
[0046]S6、机器人继续爬行，以待Sx等于Disa，再返回S5；
[0047]S7、判断|Pxc
‑
Pxa|是否小于爬行位置差阈值Sc,通常情况下，Sc为毫米级，其取值为0.1mm～1mm，若为是，则进入S8,若为否，则进入S9；
[0048]S8、爬行完成，管道清洗机器人4开始实施清洗工作，并在工作完成后返回S2，循环该过程，以完成对整个管道清洗任务；
[0049]S9、管道清洗机器人4暂停，校准当前位置，低速爬行以使当前读取的测距传感器2数据与当前机器人的理论位置Pxa一致，再返回S8。
[0050]单独的测距传感器2作为爬行控制数据，当管道长度大于5米时，所需的测距传感器2采样精度和采样速率下降，而通过此数据控制管道清洗机器人4爬行会导致机器人效率过低；
[0051]单独采用加速度计3数据作为机器人运行距离求解参数，短距离内能精确控制，但由于加速度计3存在累计误差，长度超过一定距离机器人控制偏差难以把控，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管道清洗机器人爬行控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、记录管道内管道清洗机器人(4)位置为Disx；S2、管道清洗机器人(4)开始爬行；S3、由测距传感器(2)测得爬行距离Disa，并记录为爬行后的理论位置Pxa，其中，Pxa＝Disx+Disa；同时通过加速度计(3)数据计算爬行距离Sx；S4、判断Sx是否等于Disa，若为是，则进入S5,若为否，则进入S6；S5、机器人到达指定位置，并记录此时管道清洗机器人(4)在管道内实际位置为Pxc，并进入S7；S6、机器人继续爬行，以待Sx等于Disa，再返回S5；S7、判断|Pxc
‑
Pxa|是否小于爬行位置差阈值Sc,若为是，则进入S8,若为否，则进入S9；S8、爬行完成，管道清洗机器人(4)开始实施清洗工作，并在工作完成后返回S2；S9、管道清洗机器人(4)暂停，校准当前位置，低速爬行以使当前读取的测距传感器(2)数据与当前机器人的理论位置Pxa一致，再返回S8。2.根据权利要求1所述的一种管道清洗机器人爬行控制方法，其特征在于：暂停时间为1S。3.根据权利要求1或2所述的一种管道清洗机器人爬行控制方法，其特征在于：差阈值Sc取值为0.1mm～1mm。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：李震，李江，王亦军，叶小威，
申请(专利权)人：宝宇武汉激光技术有限公司，
类型：发明
国别省市：