一种攀爬机器人及系统的制作方法_3

文档序号:9777309阅读:来源:国知局
与输电线路杆塔之间的吸附力使得攀爬机器人与输电线路杆塔不产生任何相对的运动;而另一个电磁铁则不产生吸附力,可以实现空间运动。以固定的电磁铁(即吸附在输电线路杆塔上的电磁铁)作为基座,距离基座最近的两个关节舵机通过旋转可以使与固定的电磁铁相近的机械臂与输电线路杆塔之间的夹角变小,而另一个机械臂与该机械臂之间的夹角增大,以实现另一个机械臂末端相对于输电线路杆塔整体向前运动(即松开的电磁铁向前运动了一定的距离)。接着松开的电磁铁吸附到输电线路杆塔上,之前稳定吸附的电磁铁松开,同样通过关节舵机的动作使得两个机械臂之间的夹角减小,带动松开的电磁铁向上运动。如此循环往复动作就可以实现攀爬机器人在塔架上的攀爬运动。例如,当攀爬机器人运动的时候,左电磁铁I吸附在输电线路杆塔上,依靠电磁铁与输电线路杆塔之间的吸附力使得攀爬机器人与输电线路杆塔不产生任何相对的运动;而右电磁铁12则不产生吸附力,可以实现空间运动。以左电磁铁I作为基座,距离基座最近的第一关节舵机4和第二关机舵机通过旋转可以使第一机械臂5与输电线路杆塔之间的夹角变小,而第二机械臂8与第一机械臂5之间的夹角增大,以实现第二机械臂8末端相对于输电线路杆塔整体向前运动。接着右电磁铁12吸附到输电线路杆塔上,之前稳定吸附的左电磁铁I松开,同样通过第二关节舵机7和第三关节舵机9的动作使得两个机械臂之间的夹角减小,带动松开的左电磁铁I向上运动。如此循环往复动作就可以实现攀爬机器人在塔架上的攀爬运动。
[0063]需要说明的是,攀爬机器人进行攀爬的运动是由地面控制设备控制实现的。
[0064]在本实施例中,攀爬机器人具有越障功能。其中,攀爬机器人的越障是在攀爬机器人运动的基础上,通过合理地调节攀爬机器人在输电线路杆塔上的位置以及调节可动的电磁铁的姿态来实现的。攀爬机器人的越障示意图请参见图5和图6。
[0065]攀爬机器人在越障时充分利用了第一WiFi摄像头D的拍摄功能,因为输电线路杆塔的高度一般都在十几米到几十米高,当攀爬机器人攀爬到一定高度之后,通过人的肉眼是很难判断障碍物的位置,因此只有通过第一 WiFi摄像头D将拍摄的图像传输到地面控制设备,由地面控制设备输出控制指令以控制攀爬机器人实现越障功能。
[0066]在本实施例中,攀爬机器人还可以包括:第二WiFi摄像头E。
[0067]其中,若所述第一WiFi摄像头D安装在所述左电磁铁I上,则所述第二WiFi摄像头E安装在所述右电磁铁12上;若所述第一 WiFi摄像头D安装在所述右电磁铁12上,则所述第二WiFi摄像头E安装在所述左电磁铁I上。
[0068]安装两个WiFi摄像头,可以进一步增强地面控制设备接收到的输电线路杆塔图像的实时性。
[0069]实施例二
[0070]在本实施例中,示出了一种攀爬机器人系统,请参见图8,攀爬机器人系统包括:地面控制设备81和攀爬机器人82。
[0071]攀爬机器人82的结构和功能请参见实施例一示出的攀爬机器人,在此不再赘述。
[0072]地面控制设备81,用于发送舵机控制指令和电磁铁控制指令至所述攀爬机器人82,并接收所述攀爬机器人82传输的输电线路杆塔图像。
[0073]在本实施例中,地面控制设备81通过无线网络与攀爬机器人82进行交互。
[0074]在本实施例中,地面控制设备81上可以设置三个滑动条,这三个滑动条分别单独控制第一关节舵机4、第二关节舵机7或第三关节舵机9的旋转。通过无线网络与攀爬机器人82中的嵌入式单片机B,可以建立起滑动条与关节舵机之间的对应关系。滑动条的滑动会产生一个模拟的电信号,电信号通过A/D转换可以得到一个数字信号(即舵机控制指令),数字信号传输至嵌入式单片机B后,嵌入式单片机B可以输出与数字信号对应的PffM波,有效的控制关节舵机的旋转角度。
[0075]地面控制设备除了要控制好关节舵机的旋转角度还要控制好电磁铁的吸附力。其中,地面控制设备81设置有左电磁铁I的通断电开关和右电磁铁12的通断电开关。地面控制设备81通过对通断电开关进行断开或闭合,输出相应的电磁铁控制指令至嵌入式单片机B,以实现对相应的电磁铁的通电或断电。
[0076]攀爬机器人82与地面控制设备81的通讯是通过WiFi技术来实现的,这种通讯方式使得控制变得简单可靠。
[0077]在本实施例中,每个关节舵机的旋转都是通过以下过程来实现的:控制人员根据需要推动地面控制设备81上的相应滑动条滑动一定距离,滑动条的滑动实质上是产生一个相应的电信号,电信号通过A/D转换成为数字信号,数字信号通过无线网络传递到攀爬机器人82的嵌入式单片机B,然后由嵌入式单片机B输出相应的PffM波至关节舵机,使关节舵机转过相应的角度。例如,对第一关节舵机4的旋转进行控制,控制人员根据需要推动地面控制设备81上的第一滑动条滑动一定距离,第一滑动条的滑动实质上是产生一个相应的电信号,电信号通过A/D转换成为数字信号,数字信号通过无线网络传递到攀爬机器人82的嵌入式单片机B,然后由嵌入式单片机B输出相应的PffM波至第一关节舵机4,使第一关节舵机4转过相应的角度;对第二关节舵机7的旋转进行控制,控制人员根据需要推动地面控制设备81上的第二滑动条滑动一定距离,第一滑动条的滑动实质上是产生一个相应的电信号,电信号通过A/D转换成为数字信号,数字信号通过无线网络传递到攀爬机器人82的嵌入式单片机B,然后由嵌入式单片机B输出相应的PffM波至第二关节舵机7,使第二关节舵机7转过相应的角度;对第三关节舵机9的旋转进行控制,控制人员根据需要推动地面控制设备81上的第三滑动条滑动一定距离,第三滑动条的滑动实质上是产生一个相应的电信号,电信号通过A/D转换成为数字信号,数字信号通过无线网络传递到攀爬机器人82的嵌入式单片机B,然后由嵌入式单片机B输出相应的Pmi波至第三关节舵机9,使第三关节舵机9转过相应的角度。
[0078]地面控制设备81同时需要对左电磁铁I或右电磁铁12进行控制,第一WiFi摄像头D将输电线路杆塔上的图像传输到地面之后,地面控制人员要保持其中一个电磁铁的具有吸附力,使机器人稳固地吸附在输电线路杆塔上;接着松开另一个电磁铁的控制开关,使其吸附力消失;然后调节三个关节舵机分别转过一定的角度,使得电磁铁到达下一个吸附位置;然后闭合松开的开关,使到达一定位置的电磁铁产生吸附力,稳固的吸附在输电线路杆塔上。接着打开之前一直稳固吸附的电磁铁的通电开关,进行下一步的运动。这样两个电磁铁轮流带电,三个关节舵机配合转动,如此循环就可以实现攀爬机器人82的攀爬功能。
[0079]在越障的时候,攀爬机器人82仍然是重复攀爬功能对应的动作,地面控制人员也是进行相同的操作。不同点在于,当第一 WiFi摄像头D拍摄的图像显示攀爬机器人82的下一个动作距离障碍物距离较近的时候,需要调整攀爬机器人82的单步运动距离,即当前未吸附在输电线路杆塔上的电磁铁向上运
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