[发明专利]GPS定位智慧型掘进小型管道铺设机器人

说明书

本发明涉及一种GPS定位智慧型掘进小型管道铺设机器人，包括掘进机本体，传感器系统、GPS导航系统、步进电机的驱动器、嵌入式计算机系统搭载在机器人的移动机构上。合金钻头与钢丝软管连续注塑成型装置连接，钻头掘进则软管连续生成，在钻头位置设置有阻力传感器，将信号传递给嵌入式计算机系统，将检测到的力信号与预期值进行比较，将两者的差值反馈给合金钻头，合金钻头在控制器的控制下转动相应的角度，使传感器检测到的力信号与预期值相同，从而保证掘进机器人据预设空间坐标引到钻头直到目的地，管路铺设完成。

技术领域

本发明涉及利用GPS定位智慧型掘进小型管道铺设机器人。

背景技术

现有小型管道铺设多为人工和挖掘机挖开地面进行管道铺设。遇到山体阻挡等还需爆破等方式开道，管道铺设完毕还需进行回填等工程量大，周期长，费用高。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，采取的技术方案是：GPS定位智慧型掘进小型管道铺设机器人，包括掘进机本体，传感器系统、GPS导航系统、步进电机的驱动器、嵌入式计算机系统搭载在机器人的移动机构上。合金钻头与钢丝软管连续注塑成型装置连接，钻头掘进则软管连续生成，在钻头位置设置有阻力传感器，将信号传递给嵌入式计算机系统，将检测到的力信号与预期值进行比较，将两者的差值反馈给合金钻头，合金钻头在控制器的控制下转动相应的角度，使传感器检测到的力信号与预期值相同，从而保证掘进机器人据预设空间坐标引到钻头直到目的地，管路铺设完成。

地面GPS信号接收装置根据预设空间坐标引导钻头直到目的地，管路铺设完成。

本发明的优点在于：利用压力传感器，机器人可以感知挖掘位置的硬度，根据检测值与内存值得比较，决定是否继续挖掘，或者是改变方向、角度进行挖掘，并通过GPS定位系统，确定挖掘的方位，从而避免了进行山体爆破等后续工序，节约了挖掘成本。

具体实施方式

压力传感器通过检测岩石等硬物的阻力，将检测到的力信号与预期值进行比较，将两者的差值反馈给合金钻头，合金钻头在控制器的控制下转动相应的角度，使传感器检测到的力信号与预期值相同，从而保证掘进机器人据预设空间坐标引到钻头直到目的地，管路铺设完成。

机器人本体的移动机构的控制系统由嵌入式计算机系统和电动机驱动两部分完成。地面的计算机处理地面工作人员的指令、用户界面以及对智能机器人进行监视。地面计算机和嵌入式计算机之间通过TCP/IP进行远程网络通信，从而实现对智能机器人的远程网络控制。地面的控制包括人为地设定一些机器人的运行速度、运行方向等命令，也可以通过控制柜上的手动控制按钮控制掘进机器人的运动速度和运动方向。

驱动控制单元可以进行速度选择、电动机的正反转控制，从而选择合理的掘进位置和掘进速度。该单元以单片机AT89C51为中心，接收地面工作站的控制命令。

地面工作站的工业控制计算机通过TCP/IP与嵌入式计算机系统之间进行通信，向嵌入式计算机系统发送操作人员的运行指令，嵌入式计算机系通过RS232C串行口与电动机的驱动控制单元通信，将接收到的操作人员的运行指令发送给电动机的驱动控制单元，并从驱动控制单元读取智能机器人的运行状态。