[发明专利]一种自适应管道行走机器人控制方法及控制系统

权利要求书

1.一种自适应管道行走机器人控制方法，其特征在于，自适应管道行走机器人具有多组可变幅行走机构，多组所述可变幅行走机构共同用于在管道内行走；

所述控制方法，包括以下步骤：

获取每组所述可变幅行走机构与所述管道内壁之间的接触压力数据，并确定多组所述接触压力数据中最小的一组为判定压力数据；

根据所述判定压力数据调整所述可变幅行走机构的变幅动作，所述变幅动作包括保持、降幅、增幅;

所述自适应管道行走机器人包括：

主体；

驱动轴杆，设置于与所述主体上；

活动座，与所述驱动轴杆连接；所述驱动轴杆用于改变所述活动座与所述主体之间的距离；

多组所述可变幅行走机构，皆分别与所述活动座和所述主体铰接；所述活动座和所述驱动轴杆共同用于调整所述可变幅行走机构的所述变幅动作;

每组所述可变幅行走机构皆包括：

变径变幅杆，其一端与所述活动座铰接；

连杆机构，包括第一连杆、第二连杆，所述第一连杆的一端与所述主体铰接，另一端与所述第二连杆的一端铰接，所述第一连杆上设置有铰接孔；所述第一连杆通过所述铰接孔与所述变径变幅杆的另一端连接；

主动轮组件，其设置有行走轮的一端与所述第二连杆的另一端铰接，远离所述行走轮的一端与所述主体铰接；所述主动轮组件与所述第一连杆平行设置；所述主动轮组件的连接杆包括两部分，且两部分所述连接杆之间连接有压力传感器；

从动轮组件，设置于所述第二连杆上；

所述获取每组所述可变幅行走机构与所述管道内壁之间的接触压力数据，包括以下步骤：

获取所述主动轮组件的轴向压力数据；

根据所述第一连杆、所述变径变幅杆和所述驱动轴杆的状态数据确定所述第一连杆与所述驱动轴杆之间的分量夹角；

依据所述轴向压力数据和所述分量夹角计算出所述接触压力数据。

2.根据权利要求1所述的自适应管道行走机器人控制方法，其特征在于，所述驱动轴杆为驱动丝杆，所述活动座与所述驱动丝杆滑动连接；所述活动座上设置有变径驱动电机，所述变径驱动电机用于驱动所述驱动丝杆转动以调整所述活动座与所述驱动丝杆的相对位置；

计算所述分量夹角的约束公式为：

式中，a为所述变径变幅杆的长度数据，b为所述第一连杆的所述铰接孔至所述第一连杆的所述一端的距离数据，c为所述变径变幅杆的所述一端与所述第一连杆的所述一端在所述驱动丝杆径向上的距离数据，L为所述驱动丝杆的最大有效行程，ω为所述变径驱动电机的角位移；P为所述驱动丝杆的导程。

3.根据权利要求1所述的自适应管道行走机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述判定压力数据调整所述可变幅行走机构的变幅动作，包括以下步骤：

若所述判定压力数据处于预设的安全工作范围内，所述变幅动作为保持；

若所述判定压力数据高于所述安全工作范围，所述变幅动作为降幅；

若所述判定压力数据低于所述安全工作范围，所述变幅动作为增幅。

4.根据权利要求3所述的自适应管道行走机器人控制方法，其特征在于，所述根据所述判定压力数据调整所述可变幅行走机构的变幅动作，还包括以下步骤：

若所述判定压力数据高于预设的告警门限值，生成告警信号并传输至中控处理器。

5.一种自适应管道行走机器人控制系统，其特征在于，应用了如权利要求1至4任一所述的自适应管道行走机器人控制方法，自适应管道行走机器人具有多组可变幅行走机构，多组所述可变幅行走机构共同用于在管道内行走；

所述控制系统包括：

多个压力传感器，分别设置于多组所述可变幅行走机构上；

微控制器，用于接收多组所述压力传感器传输的压力数据并转换为每组所述可变幅行走机构与所述管道内壁之间的接触压力数据、确定多组所述接触压力数据中最小的一组为判定压力数据、以及根据所述判定压力数据调整所述可变幅行走机构的变幅动作，其中，所述变幅动作包括保持、降幅、增幅。