一种多关节管道检修机器人控制系统

摘要

本发明公开了一种多关节管道检修机器人控制系统，包括夹持力控制单元、整机运动状态控制单元和驱动舵机控制单元；夹持力控制单元包括安装于夹持开合机构的蜗杆轴上的力传感器，夹持力控制单元通过力传感器检测夹持机构的驱动钢丝绳的绕紧程度，整机运动状态控制单元包括9轴姿态传感器，用于输出驱动控制信号，使机器人完成翻转、轴向运行、周向运行、螺旋运行，并通过9轴姿态传感器采集机器人的运动状态信息，与机器人当前运动状态对应的标准状态信息比较，判断机器人当前运动是否正常，并控制机器人进行运动自适应调整。本发明多关节管道检修机器人控制系统大大提高了多关节全向式管外机器人的运动稳定性和工作效率。

主权项

一种多关节管道检修机器人控制系统，其特征在于，所述机器人包括设备承载梁、前夹持机构、后夹持机构和夹持开合机构，前夹持机构通过前翻转关节铰接于设备承载梁的一端，后夹持机构通过后翻转关节铰接于设备承载梁的另一端，所述前夹持机构或后夹持机构上设置有轴向驱动机构，设备承载梁上设置有周向驱动机构，所述夹持开合机构通过蜗轮传动结构和钢丝绳驱动前夹持机构和后夹持机构的各关节；所述控制系统包括夹持力控制单元、整机运动状态控制单元、驱动舵机控制单元、无线传输单元、电量控制单元和组网单元；所述夹持力控制单元包括安装于夹持开合机构的蜗杆轴上的力传感器，夹持力控制单元用于通过所述力传感器检测前夹持机构和后夹持机构的驱动钢丝绳的绕紧程度，并与预设的最大夹持力以及预先标定的标准力值比较，判断机器人夹持机构的夹持力是否足够，以及对夹持开合机构输出进行调整，使前夹持机构和后夹持机构的夹持力在设定范围内；所述整机运动状态控制单元包括9轴姿态传感器，整机运动状态控制单元用于输出驱动控制信号，使机器人完成翻转、轴向运行、周向运行、螺旋运行，以及通过所述9轴姿态传感器采集机器人的运动状态信息，并与机器人当前运动状态对应的标准状态信息比较，判断机器人当前运动是否正常，当机器人运动异常时，控制机器人进行运动自适应调整；所述电量控制单元包括电量检测模块、定位模块和安全返回模块，电量检测模块用于检测机器人内置锂电池的剩余电量；所述定位模块用于确定机器人的当前位置；安全返回模块根据机器人当前位置计算安全返回所需的电量，并在剩余电量小于或等于安全返回所需的电量之前控制机器人返回。