[发明专利]一种管道内自爬行机器人防打滑控制方法及装置

说明书

本发明公开了一种管道内自爬行机器人防打滑控制方法及装置，该方法包括：获取管道内自爬行机器人正常运行时每个驱动轮上均分的摩擦力与动摩擦因数关系；进入管道前，预设动摩擦因数，微动驱动轮，获取行进信息组，利用摩擦跟踪方法处理信息；计算并记录机器人所处位置的实时动摩擦因数；根据该位置实时动摩擦因数及摩擦跟踪方法，更新摩擦力数值，根据实时动摩擦因数调整加压弹簧压力。本发明不但能适用于常规管道内爬行时防打滑需求，更能使机器人处于最节能工作状态，解决管道内自爬行机器人打滑及长里程续航问题。

技术领域

本发明涉及管道内自爬行机器人控制技术领域，特别是涉及一种管道内自爬行机器人防打滑控制方法及装置。

背景技术

随着工业的发展，管道运输作为一种运量大、成本低的能源运输方式，应用范围越来越广泛。管道往往采用管道机器人进行检测，其行走模式主要包括蠕动式、多足行走式、履带式、轮式等。其中，支撑轮式机器人由于牵引力大、运动速度快、具有通过空间管道潜力等优点，较多应用于管道检测中，但其依然存在易打滑、难于实现长里程检测等缺点。

现有相关研究主要集中于支撑轮式机器人电机稳速控制、差动系统控制上，并未对这些缺点做出改进。考虑到检测过程中，运输管道内部状况受残留运输物质、管道变形、裂纹与孔洞影响，较为复杂急需一种防打滑控制方法。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明提出了一种管道内自爬行机器人防打滑控制方法，根据管道情况实时调整支撑轮压力，实现管道内自爬行机器人防打滑的节能运行。

本发明的另一个目的在于提出一种管道内自爬行机器人防打滑控制装置。

为达上述目的，本发明一方面提出一种管道内自爬行机器人防打滑控制方法，包括：

根据管道内机器人的受力分析结果确定每个驱动轮上均分的摩擦力与实时动摩擦因数以及连接在驱动轮上加压弹簧的实时压力值之间的摩擦力计算关系；

获取驱动轮与管道内壁之间的初始动摩擦因数、加压弹簧初始压力值和驱动电机输出额定功率；

基于所述驱动电机输出额定功率、所述初始动摩擦因数和所述初始压力值得到驱动轮的行进信息组中的各项参数，并根据摩擦跟踪方法对所述行进信息组中的各项参数进行处理得到数据处理结果；

基于所述数据处理结果计算驱动轮与管道内壁之间的所述实时动摩擦因数，并基于所述实时动摩擦因数更新所述初始动摩擦因数，以及根据所述实时动摩擦因数和所述实时压力值确定的摩擦力计算关系判断机器人的轮胎是否打滑。

另外，根据本发明上述实施例的管道内自爬行机器人防打滑控制方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，根据对管道内机器人的驱动轮个数和驱动轮分布方式进行受力分析，得到常数的受力分析结果。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述行进信息组，包括第一压力值N₀、第一动摩擦因数μ₍₎、驱动电机输出额定功率P₀、电机电枢电动势E_a、电枢电流I_a、转子角速度Ω和机器人轮径r。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述摩擦跟踪方法，包括：

将机器人放置在管道环境中微动运行；

将加压弹簧的初始压力值设为最大，记录驱动轮行进速度v；

第一次调节初始压力值至驱动发生打滑，增大初始压力值至恰好不打滑，记录初始压力值为N，修正新的并更新行进信息组中的信息；