述摄像头0307相连接的视频采集卡0104，所述视频采集卡0104还与所述人机交互模块0001电连接；人机交互模块0001通过视频采集卡0104及摄像头0307实时监控管道内的情况。所述摄像头0307安装在机器人外部，实时监控管道内的情况，向视频采集卡0104返回AV模拟图像信号。
[0030]以上所述实施例中，可以看到，最终动力系统的设计中，采用了两个伺服电机，使用力矩模式，分别应用于喷杆的水平方向旋转摆动和竖直方向旋转摆动，对于这两个运动轴，伺服电机的力矩模式是必要的。第一伺服电机0303及第二伺服电机0304分别在清洗管道的左右、上下管道壁时，起到蒸汽喷嘴压紧管道壁的作用，能够实现先使喷嘴与管道壁贴紧，保持一定的压力，再在管道壁平面上移动喷嘴，能够保证喷嘴与管道壁时时贴紧，同时又不会对电机造成损伤，再增强清洗效果的同时保证了电机不被烧毁。对于其余四个电机，虽然也可以使用伺服电机，但其所实现的运动，步进电机已经可以实现。此外，由于伺服电机转速很快，额定转矩较小，因此需要配备减速比很大的减速箱，这时减速箱不但价格昂贵而且体积较大，因此，为了节省产品成本便于装配，其余四个电机采用了步进电机。
[0031]以下，简单描述下利用本实施例的控制系统控制管道清洗机器人工作的整个过程，这里以清洗方形管道的上壁为例，首先控制第三步进电机运行，使喷嘴正对管道上壁，根据管道上壁是否为重油污区或清油污区，再控制第四步进电机工作调整喷嘴与喷杆的夹角大小，然后设定第二伺服电机的力矩、最大速度及运转方向，使喷嘴的运动紧贴管道上壁；最后设定第一伺服电机的力矩、最大速度及运转方向，设定完成后，此时喷嘴就能紧贴管道上壁，在上壁表面做弧线运动，当喷嘴从管道上壁的右侧运动到管道上壁的左侧时，就完成了对管道上侧壁的清洗，控制第三步进电机工作，驱动喷杆绕自身轴线旋转，从而开始清洗管道的左侧壁。同样，对于方形管道其它壁面的清洗操作，与上述过程相仿，在此不再赘述。
[0032]本发明实施力所描述的管道清洗机器人的控制系统可方便的实现对机器人的自动控制，实现对管道的自动清洗，具有良好的适应性，并且能得到良好的清洗效果。
[0033]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种管道清洗机器人的控制系统，所述管道清洗机器人包括行进装置及清洗执行装置，其特征在于:所述控制系统包括， 第一驱动模块，与所述行进装置相连接，驱动所述机器人沿管道的轴向方向移动； 第二驱动模块，与所述清洗执行装置相连接，驱动所述清洗执行装置在水平方向及竖直方向上摆动； 第三驱动模块，与所述清洗执行装置相连接，驱动所述清洗执行装置绕自身中心轴线转动； 人机交互模块，通过一个运动控制卡分别与所述第一驱动模块、第二驱动模块及第三驱动模块相连接，负责接收操作人员的控制指令，向下一层模块输出控制信号给所述第一驱动模块、第二驱动模块及第三驱动模块，并接收第一驱动模块、第二驱动模块及第三驱动模块返回的机器人端的反馈信号； 其中，所述第二驱动模块包括一个第三电机驱动器、第四电机驱动器、第一伺服电机、第二伺服电机，人机交互模块发送控制信号给第三电机驱动器驱动第一伺服电机工作，控制清洗执行装置在水平方向上摆动，人机交互模块发送控制信号给第四电机驱动器驱动第二伺服电机工作，控制清洗执行装置在竖直方向上摆动。2.根据权利要求1所述的管道清洗机器人的控制系统，其特征在于:所述行进装置包括分别设置在所述机器人底部左右两侧的传动履带，所述第一驱动模块包括分别与所述运动控制卡电连接的第一电机驱动器及第二电机驱动器，还包括一个第一步进电机和一个第二步进电机，第一电机驱动器通过控制第一步进电机驱动左侧的传动履带转动，第二电机驱动器通过控制第二步进电机驱动右侧的传动履带转动。3.根据权利要求1所述的管道清洗机器人的控制系统，其特征在于:所述第三驱动模块包括一个与所述运动控制卡相连接的第五电机驱动器，及与第五电机驱动器电连接的第三步进电机；所述清洗执行装置包括一个喷杆及安装在喷杆顶端的喷嘴；所述第五电机驱动器通过控制第三步进电机驱动所述喷杆绕喷杆中心轴线转动。4.根据权利要求3所述的管道清洗机器人的控制系统，其特征在于:所述第三驱动模块还包括一个所述运动控制卡相连接的第六电机驱动器，及与第六电机驱动器电连接的第四步进电机；所述第六电机驱动器通过控制第四步进电机驱动所述喷嘴沿喷杆的轴线方向转动，从而调节喷嘴与喷杆之间的夹角。5.根据权利要求1所述的管道清洗机器人的控制系统，其特征在于:所述控制系统还包括一个AD转换模块及DA转换模块，所述AD转换模块及DA转换模块分别与第三电机驱动器、第四电机驱动器、人机交互模块电连接；人机交互模块发送的控制信号通过DA转换模块转换后发送给第三电机驱动器及第四电机驱动器，第三电机驱动器及第四电机驱动器传回的反馈信号通过AD转换模块转换后传输给人机交互模块。6.根据权利要求1所述的管道清洗机器人的控制系统，其特征在于:所述控制系统还包括一个摄像头，与所述摄像头相连接的视频采集卡，所述视频采集卡还与所述人机交互模块电连接；人机交互模块通过视频采集卡及摄像头实时监控管道内的情况。7.根据权利要求4所述的管道清洗机器人的控制系统，其特征在于:当所述控制系统控制所述机器人清洗重油污管道时，通过人机交互模块发送控制信号给第六电机驱动器控制第四步进电机调节所述喷嘴与喷杆的夹角为预设值，并使喷嘴与喷杆所形成的平面与所清洗的管道的横截面垂直。8.根据权利要求4所述的管道清洗机器人的控制系统，其特征在于:当所述控制系统控制所述机器人清洗轻油污管道时，通过人机交互模块发送控制信号给第六电机驱动器控制第四步进电机调节所述喷嘴与喷杆的夹角为O。9.根据权利要求1所述的管道清洗机器人的控制系统，其特征在于:所述控制信号包括力矩控制信号、速度控制信号及位置控制信号。10.根据权利要求9所述的管道清洗机器人的控制系统，其特征在于:所述反馈信号包括各电机驱动轴的速度信息及各电机驱动轴的位移信息。
【专利摘要】本发明提供一种管道清洗机器人的控制系统，包括第一驱动模块，与所述行进装置相连接；第二驱动模块，与所述清洗执行装置相连接；第三驱动模块，与所述清洗执行装置相连接；人机交互模块，通过一个运动控制卡分别与所述第一驱动模块、第二驱动模块及第三驱动模块相连接；其中，所述第二驱动模块包括一个第三电机驱动器、第四电机驱动器、第一伺服电机、第二伺服电机，人机交互模块发送控制信号给第三电机驱动器驱动第一伺服电机工作，控制清洗执行装置在水平方向上摆动，人机交互模块发送控制信号给第四电机驱动器驱动第二伺服电机工作，控制清洗执行装置在竖直方向上摆动。有效降低了对管道清洗机器人的操控难度，实现对管道的自动清洗控制。
【IPC分类】B08B9/051, G05B19/04
【公开号】CN105127161
【申请号】CN201510506673
【发明人】贾云祥, 唐战, 郭海军
【申请人】深圳市中航大记工程制品有限公司
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年8月18日