[发明专利]蒸汽发生器爬壁机器人

权利要求书

1.一种蒸汽发生器爬壁机器人，用于清洁和检测蒸汽发生器中的传热管，所述机器人包括行走系统、控制系统、定位系统以及交互系统，所述行走系统包括动力源机构、运动机构以及吸附机构，所述控制系统包括主控模块、处理模块以及存储模块，其中，

所述存储模块存储蒸汽发生器内部三维结构图像以及机器人预设运动路径；

所述定位系统获取所述机器人与所述传热管的位置关系信息、或所述机器人的运动属性信息；

所述处理模块根据所述位置关系信息或运动属性信息、同时结合所述三维结构图像获取所述机器人在所述蒸汽发生器内部的实时位置；

所述主控模块根据所述实时位置以及预设运动路径向所述动力源机构发送控制指令，所述动力源机构为所述运动机构提供动力；

所述交互系统接收外部指令信号，所述主控模块还根据所述实时位置以及外部指令信号向所述动力源机构发送控制指令；

所述交互系统显示所述机器人的实时位置。

2.根据权利要求1所述的蒸汽发生器爬壁机器人，其特征在于，所述定位系统包括摄像头。

3.根据权利要求2所述的蒸汽发生器爬壁机器人，其特征在于，

所述摄像头获取蒸汽发生器内部传热管的分布图像；

所述处理模块对当前帧分布图像与上一帧分布图像进行归一化匹配，获得所述机器人的相对位置概率分布；

所述处理模块对当前帧分布图像与所述三维结构图像进行归一化匹配，获得所述机器人的绝对位置概率分布；

所述处理模块对所述相对位置概率分布以及绝对位置概率分布进行融合对比，获得所述机器人的实时位置。

4.根据权利要求3所述的蒸汽发生器爬壁机器人，其特征在于，所述处理模块对所述分布图像灰度化并进行边缘检测，获取传热管的分布轮廓图，所述处理模块基于归一化匹配算法对当前帧分布轮廓图与上一帧分布轮廓图进行匹配、以及对当前帧分布轮廓图与所述三维结构图像进行匹配。

5.根据权利要求2所述的蒸汽发生器爬壁机器人，其特征在于，所述定位系统还包括结构光发射装置，其中，

所述结构光发射装置向所述传热管发射结构光，所述摄像头获取具有深度信息的当前变形光条纹图像；

所述处理模块根据所述三维结构图像、所述结构光发射装置在机器人上的位置、所述摄像头相对于结构光发射装置的位置获取具有深度信息的预测光条纹图像；

所述处理模块对所述当前变形光条纹图像以及预测光条纹图像进行融合对比，获取所述机器人的实时位置。

6.根据权利要求2所述的蒸汽发生器爬壁机器人，其特征在于，所述定位系统包括位移统计装置以及惯性导航装置，所述位移统计装置获取所述机器人的位移值，所述惯性导航装置测量所述机器人的角速度以及加速度，所述处理模块根据所述位移值、角速度以及加速度，并结合所述三维结构图像获取所述机器人的实时位置。

7.根据权利要求6所述的蒸汽发生器爬壁机器人，其特征在于，所述位移统计装置包括编码盘或接触元件，所述接触元件从机器人本体上引出。

8.根据权利要求6所述的蒸汽发生器爬壁机器人，其特征在于，所述定位系统还包括红外线收发装置，所述处理模块根据所述机器人当前姿态实时调整所述红外线收发装置的发射方向保持水平，所述处理模块根据传热管对红外线的反射获取所述机器人经过所述传热管的数目，并结合所述三维结构图像获取所述机器人的实时位置。

9.根据权利要求6至8任意一项所述的蒸汽发生器爬壁机器人，其特征在于，所述惯性导航装置包括陀螺仪以及加速度传感器，所述陀螺仪测量所述机器人的角速度，所述加速度传感器测量所述机器人的加速度。

10.根据权利要求1所述的蒸汽发生器爬壁机器人，其特征在于，所述定位系统包括激光测距仪，其中，

所述激光测距仪测量所述机器人与所述传热管的距离，所述处理模块根据所述距离获取传热管的当前分布三维点阵图；

所述处理模块根据所述三维结构图像、所述激光测距仪设置在机器人上的位置获取传热管的预测分布三维点阵图；

所述处理模块对所述当前分布点阵图以及预测分布点阵图进行融合对比，获得所述机器人的实时位置。