一种爬索机器人轨道偏移检测与自动复位系统

    技术2025-04-18  38


    本发明涉及自动化检测设备领域,尤其涉及一种爬索机器人轨道偏移检测与自动复位系统。


    背景技术:

    1、当前,爬索机器人广泛应用于各类大型结构物的安全检测,尤其是对桥梁吊索、索杆的健康状态进行评估。这些机器人需沿索杆稳定行驶,然而,由于索杆结构多样,同一索杆不同部位也可能存在结构不一、变形等问题,导致机器人在行进过程中易发生轨道偏离乃至脱轨,严重影响检测任务的连续性和安全性。现有技术中,缺乏有效且即时的轨道偏移监测与自动纠正机制。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种爬索机器人轨道偏移检测与自动复位系统,解决现有爬索机器人无法对自己的轨道偏移监测和自动纠正的技术问题。决机器人在复杂索杆结构中因轨道偏差或脱轨导致的任务中断问题。

    2、通过集成压力传感技术和智能调节装置,实现对机器人行进状态的实时监控与动态调整,确保其在遇到轨道偏差时能迅速自我纠正,保持正常运行轨迹。

    3、为了实现上述目的,本发明采用的技术方案如下:

    4、一种爬索机器人轨道偏移检测与自动复位系统,包括外部框架和两个爬行轮,两个爬行轮设置在外部框架的内侧,爬行轮与外部框架之间设置有自动伸缩轮子支撑装置,爬行轮上设置有感知系统,感知系统实时感知爬行轮与索杆的接触情况,然后将感知的信息传给设置分析系统,分析系统根据感知信息,评估轨道偏离状况,进行控制自动伸缩轮子支撑装置并自动执行纠正措施以恢复机器人正常行进路径。

    5、进一步地,感知系统包括若干个压力传感器,若干个压力传感器间隔设置在爬行轮的内侧,压力传感器用于实时监测轮子压力变化。

    6、进一步地,感知系统还包括速度传感器和高度传感器,速度传感器用于实时感知爬行轮转动速度,高度传感器用于实时感知爬索机器人的高度,分析系统根据爬行轮的转动速度和高度传感器感应的高度变化不在设定的比列范围时,则判定爬行轮出现打滑的情况,则分析系统控制自动伸缩轮子支撑装置加大压力,增加爬行轮与索杆之间的摩擦力,避免打滑。

    7、进一步地,自动伸缩轮子支撑装置包括可伸缩支撑臂、方向舵调整电机,根据分析系统发出的指令,可伸缩支撑臂和方向舵调整电机响应,通过物理性地调整机器人姿态和爬行轮的位置,引导机器人向正确轨道复位,实施复位调整后,压力传感器持续监测,直至所有轮子恢复正常压力分布,形成闭环控制,确保调整效果并保持机器人稳定行进。

    8、进一步地,分析系统接收到压力异常信号后,分析判断机器人当前位置与轨道偏离程度,评估脱轨风险,并立即触发预警机制。

    9、进一步地,爬行轮设置为中间凹陷,从两边到中间部分的直径逐渐变小,压力传感器设置在爬行轮两端的内容,若干个压力传感器等弧度设置在爬行轮同一直径的轮圈上。

    10、进一步地,系统工作过程为:

    11、根据爬索机器人重量和爬行轮和索杆的摩擦力配置自动伸缩轮子支撑装置压力参考范围,然后读取每个轮子上左右两端的压力传感器的压力值,读取值与参考值进行匹配,判断是否符合范围,如果不符合时,判断是否偏离方向,如果是,则启动自动伸缩轮子支撑装置调整,将爬索机器人往偏离的反方向调整,同时检测爬行轮的转动速度和高度变化值,当判断爬行轮出现打滑时,控制自动伸缩轮子支撑装置增加压力,直到不再出现打滑,持续检测爬行轮的压力、爬行轮的速度和爬索机器人的高度变化,形成闭环控制。

    12、本发明由于采用了上述技术方案,具有以下有益效果:

    13、本发明实时监测与自动纠正功能大幅降低了因脱轨导致的任务中断和安全风险,适用于多种复杂索杆结构,增强机器人在非标准环境下的作业能力,集成的智能分析与反馈调节系统,提升了爬索机器人的自主适应和问题解决能力,通过设置速度与高度变化检测,当出现打滑的情况,及时的调整横向压力,避免打滑的情况出现。



    技术特征:

    1.一种爬索机器人轨道偏移检测与自动复位系统,包括外部框架(1)和两个爬行轮(3),两个爬行轮(3)设置在外部框架(1)的内侧,其特征在于:爬行轮(3)与外部框架(1)之间设置有自动伸缩轮子支撑装置(4),爬行轮(3)上设置有感知系统,感知系统实时感知爬行轮(3)与索杆(2)的接触情况,然后将感知的信息传给设置分析系统,分析系统根据感知信息,评估轨道偏离状况,进行控制自动伸缩轮子支撑装置(4)并自动执行纠正措施以恢复机器人正常行进路径。

    2.根据权利要求1所述的一种爬索机器人轨道偏移检测与自动复位系统,其特征在于:感知系统包括若干个压力传感器(5),若干个压力传感器(5)间隔设置在爬行轮(3)的内侧,压力传感器(5)用于实时监测轮子压力变化。

    3.根据权利要求1所述的一种爬索机器人轨道偏移检测与自动复位系统,其特征在于:感知系统还包括速度传感器和高度传感器,速度传感器用于实时感知爬行轮(3)转动速度,高度传感器用于实时感知爬索机器人的高度,分析系统根据爬行轮(3)的转动速度和高度传感器感应的高度变化不在设定的比列范围时,则判定爬行轮(3)出现打滑的情况,则分析系统控制自动伸缩轮子支撑装置(4)加大压力,增加爬行轮(3)与索杆(2)之间的摩擦力,避免打滑。

    4.根据权利要求1所述的一种爬索机器人轨道偏移检测与自动复位系统,其特征在于:自动伸缩轮子支撑装置(4)包括可伸缩支撑臂、方向舵调整电机,根据分析系统发出的指令,可伸缩支撑臂和方向舵调整电机响应,通过物理性地调整机器人姿态和爬行轮(3)的位置,引导机器人向正确轨道复位,实施复位调整后,压力传感器(5)持续监测,直至所有轮子恢复正常压力分布,形成闭环控制,确保调整效果并保持机器人稳定行进。

    5.根据权利要求1所述的一种爬索机器人轨道偏移检测与自动复位系统,其特征在于:分析系统接收到压力异常信号后,分析判断机器人当前位置与轨道偏离程度,评估脱轨风险,并立即触发预警机制。

    6.根据权利要求1所述的一种爬索机器人轨道偏移检测与自动复位系统,其特征在于:爬行轮(3)设置为中间凹陷,从两边到中间部分的直径逐渐变小,压力传感器(5)设置在爬行轮(3)两端的内容,若干个压力传感器(5)等弧度设置在爬行轮(3)同一直径的轮圈上。

    7.根据权利要求1所述的一种爬索机器人轨道偏移检测与自动复位系统,其特征在于:系统工作过程为:


    技术总结
    本发明提供一种爬索机器人轨道偏移检测与自动复位系统,属于自动化检测设备领域,包括外部框架和两个爬行轮,两个爬行轮设置在外部框架的内侧,爬行轮与外部框架之间设置有自动伸缩轮子支撑装置,爬行轮上设置有感知系统,感知系统实时感知爬行轮与索杆的接触情况。实时监测与自动纠正功能大幅降低了因脱轨导致的任务中断和安全风险,适用于多种复杂索杆结构,增强机器人在非标准环境下的作业能力,集成的智能分析与反馈调节系统,提升了爬索机器人的自主适应和问题解决能力,通过设置速度与高度变化检测,当出现打滑的情况,及时的调整横向压力,避免打滑的情况出现。

    技术研发人员:王晓琳,何万贤,卢迪,甘弟,农博文,周羁
    受保护的技术使用者:广西科学院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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