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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109827028A(43)申请公布日2019.05.31(21)申请号201910130199.2(22)申请日2019.02.21(71)申请人西安理工大学地址710048陕西省西安市金花南路5号(72)发明人穆安乐赵轩聂磊(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人谈耀文(51)Int.Cl.F16L55/32(2006.01)F16L101/30(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种管道裂纹检测机器人及其控制方法(57)摘要本发明公开了一种管道裂纹检测机器人及其控制方法,机器人包括透明的球形外壳;外壳内设置有两侧带轮子的移动平台;移动平台上设置有开关,开关与电源电性连接;电源分别与电机、控制器、微处理器电性连接;控制器与电机电性连接;控制器与微处理器双向连接,微处理器与摄像头双向连接,且微处理器与物联网云平台OneNET通信连接,物联网云平台OneNET与移动终端通信连接;控制器与加速度传感器双向连接;电机的输出轴与轮子的中心轴固接。机器人结构简单、体积较小、易于操作。CN109827028ACN109827028A权利要求书1/2页1.一种管道裂纹检测机器人,其特征在于,包括透明的球形外壳(1);外壳(1)内设置有两侧带轮子(2)的移动平台(3);移动平台(3)上设置有开关(4),开关(4)与电源(5)电性连接;电源(5)分别与电机(6)、控制器(8)、微处理器(10)电性连接;控制器(8)与电机(6)电性连接;控制器(8)与微处理器(10)双向连接,微处理器(10)与摄像头(9)双向连接,且微处理器(10)与物联网云平台OneNET通信连接,物联网云平台OneNET与移动终端(11)通信连接;控制器(8)与加速度传感器(7)双向连接;电机(6)的输出轴与轮子(2)的中心轴固接。2.如权利要求1所述的管道裂纹检测机器人,其特征在于,还包括分别与移动平台(3)固接的前部牛眼轮(12)及尾部牛眼轮(13);前部牛眼轮(12)及尾部牛眼轮(13)对称设置,且前部牛眼轮(12)、尾部牛眼轮(13)均不接触外壳(1)。3.如权利要求1所述的管道裂纹检测机器人,其特征在于,所述轮子(2)外侧呈半球形,且轮子(2)外侧与外壳(1)内壁接触。4.如权利要求1所述的管道裂纹检测机器人,其特征在于,所述加速度传感器(7)采用ADXL34三轴加速度计;所述控制器(8)采用微型电脑主机RaspberryPi3B;所述移动终端(11)为手机;所述微处理器(10)由stm32f103单片机和GPRS通信模块构成。5.一种控制如权利要求1-4任一项所述的管道裂纹检测机器人的方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:步骤1:以中国移动物联网云平台OneNET作为第三方介质,先将机器人连接到网络,再使用EDP协议和自定义鉴权信息接入到OneNET设备云,最后通过手机APP登录OneNET;步骤2:操控机器人在管道内移动并使其保持平稳;同时,通过360°全景摄像头实时采集管道内壁图像数据;步骤3:对步骤2采集的图像进行预处理、分析;判断管道内壁当下位置是否存在裂纹,若存在,记录机器人此时的移动数据;存至缓存并发送至步骤1中的物联网云平台OneNET。6.如权利要求5所述的控制管道裂纹检测机器人的方法,其特征在于,所述步骤2中,操控机器人移动的具体过程为:手机APP通过物联网云平台OneNET发送前进函数、后退函数、转向函数或停止函数指令至微处理器(10),微处理器(10)将指令发送至控制器(8),控制器(8)控制电机(6)转动从而带动轮子(2)进行相应动作。7.如权利要求5所述的控制管道裂纹检测机器人的方法,其特征在于,所述步骤2中,保持机器人平稳的具体过程为:加速度传感器(7)实时反馈机器人角度位姿数据至控制器(8),即加速度传感器(7)输出移动平台(3)绕x、y、z轴方向旋转角度Pitch、Yaw、Roll至控制器(8);手机APP发送调姿函数至控制器(8),控制器(8)调整电机(6)的转速和转向进而改变移动平台(3)的位姿,保持机器人平稳;其中,加速度传感器(7)以移动平台(3)中心为原点,前部牛眼轮(12)与尾部牛眼轮(13)的中心连线为x轴,且指向前部牛眼轮(12)的方向为正向,两个轮子(2)的中心连线为y轴,垂直方向为z轴。8.如权利要求7所述的控制管道裂纹检测机器人的方法,其特征在于,所述调姿函数的控制目标是使Pitch、Yaw、Roll的值保持在-5°~5°之间;调姿函数的具体控制过程为:首先判断移动平台(3)是否满足-5°﹤Pitch﹤5°,若否,Pitch﹤0时,左轮制动,右轮正转K1×∣Pitch∣毫秒,Pitch