[发明专利]一种利用蛇形机器人检测核设备管道内部环境的方法

权利要求书

1.一种利用蛇形机器人检测核设备管道内部环境的方法，其特征在于，所述的蛇形机器人包括由至少两个关节模块相互连接构成的蛇身，与蛇身一同构成蛇体的蛇头和蛇尾，安装在关节模块内、用于带动其改变旋转角度的关节驱动器，以及检测系统、定位系统、通信系统、上位机、控制系统和供电系统；

所述检测系统包括均安装在蛇头内的摄像头、核辐射探测器以及用于监测核设备内部的温度、湿度、压力和障碍物的传感器组；

所述通信系统包括同时与上位机和控制系统连接的遥控器，以及安装在蛇头内、且同时与上位机、摄像头、核辐射探测器、传感器组和跟踪定位器连接的无线收发模块；

所述控制系统包括安装在蛇头内的主控芯片，以及在每个关节模块内均有安装的从控芯片；所述主控芯片同时与遥控器及所有的从控芯片均相连接，并且每个关节模块内的从控芯片和关节驱动器均相互连接；

相邻的所述关节模块之间采用正交方式连接，且所述关节模块包括关节主体、第一安装槽、第二安装槽、第一连接部和第二连接部，其中：

第一安装槽，设置在关节主体内部，用于安装关节驱动器；

第二安装槽，设置在关节主体前部，用于安装从控芯片；

第一连接部，设置在关节主体右部，用于连接后端的关节模块，并可使关节主体绕着后端的关节模块在水平方向上做-90°～90°的转动；

第二连接部，设置在关节主体左部，用于连接前端的关节模块，并可使前端的关节模块绕着关节主体在竖直方向上做-90°～90°的转动；

而所述的方法则包括以下步骤：

(1)检测人员根据管道的外部环境利用上位机设置蛇形机器人的运动步态，并控制其进入核设备管道；

(2)检测系统对核设备管道内部某一区域中的图像进行采集，并探测其内的核辐射浓度、管道温度、湿度、压力以及障碍物；同时，定位系统对蛇体的实时位置进行监测；

(3)检测系统和定位系统通过通信系统将采集和监测的数据实时传输至上位机中，由上位机进行处理；

(4)检测人员根据上位机的图像显示、定位跟踪和数据处理，对蛇体运动步态进行精准设置，然后经由通信系统发送至控制系统中；

(5)控制系统接收指令并解析出相应的运动程序，然后根据每一个关节模块需要做的运动情况，在供电系统提供驱动力的前提下，控制相应的关节驱动器工作，使之带动对应的关节模块运动，改变蛇体的实时运动步态，绕过障碍物或进入到核设备的另一个区域中继续采集数据；

(6)循环步骤(2)～(5)，直至蛇形机器人完成对核设备整个内部环境的检测。

2.根据权利要求1所述的一种利用蛇形机器人检测核设备管道内部环境的方法，其特征在于，所述关节驱动器为舵机。

3.根据权利要求2所述的一种利用蛇形机器人检测核设备管道内部环境的方法，其特征在于，所述定位系统为跟踪定位器。

4.根据权利要求3所述的一种利用蛇形机器人检测核设备管道内部环境的方法，其特征在于，所述步骤(4)包括以下步骤：

(4a)主芯片接收指令，并解析出一个或多个运动程序；

(4b)主芯片将每一关节模块需要做的运动情况传达至相应关节模块中的从控芯片；

(4c)从控芯片解析出程序，并将自身需要旋转的角度传达给与之对应的关节驱动器中；

(4d)在供电系统提供驱动力的条件下，一个或多个关节驱动器按照从控芯片的指令，分别带动与之对应的关节模块旋转至所需要旋转的角度，改变蛇体的实时运动步态。

5.根据权利要求4所述的一种利用蛇形机器人检测核设备管道内部环境的方法，其特征在于，所述主控芯片和从控芯片均为AVR单片机。