本發(fā)明涉及爬壁機(jī)器人測(cè)距，尤其涉及一種索式爬壁機(jī)器人測(cè)距方法及索式爬壁機(jī)器人。

背景技術(shù)：

1、垂直墻面需要進(jìn)行定期清理，垂直索式爬壁機(jī)器人是一種能夠沿著建筑物頂端放下的繩索，進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人。運(yùn)動(dòng)過程中，通過絞盤與繩索配合，可實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的爬壁運(yùn)動(dòng)；具體的，繩索穿過絞盤，依靠繩索和絞盤間的摩擦力使繩索相對(duì)絞盤靜止，當(dāng)絞盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，繩索會(huì)順著絞盤入口方向不斷地被絞盤卷入，同時(shí)，在絞盤出口方向?qū)⒍嘤嗟睦K索放出，從而實(shí)現(xiàn)絞盤在繩索上攀爬。

2、在運(yùn)動(dòng)過程中，需要確定機(jī)器人距離地面的準(zhǔn)確高度，傳統(tǒng)的高度計(jì)算方法包括激光測(cè)距、超聲波測(cè)距、視覺測(cè)距等，然而在復(fù)雜環(huán)境和垂直墻面上的移動(dòng)中，這些方法存在一定的局限性。例如：

3、氣壓測(cè)高法：利用氣壓傳感器測(cè)量氣壓變化，通過氣壓與海拔高度的關(guān)系計(jì)算機(jī)器人的高度，然而，受大氣條件變化的影響，可能導(dǎo)致高度計(jì)算的不準(zhǔn)確性；

4、定位測(cè)高法：利用定位系統(tǒng)接收衛(wèi)星信號(hào)，通過計(jì)算機(jī)器人與衛(wèi)星之間的距離來獲取高度信息；然而，在垂直墻面上移動(dòng)時(shí)，由于對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的遮擋，定位系統(tǒng)的高度計(jì)算不穩(wěn)定；

5、激光測(cè)距法：傳統(tǒng)機(jī)器人中常采用激光測(cè)距來獲取目標(biāo)距離，但在墻面上移動(dòng)時(shí)容易受到光線反射的影響，導(dǎo)致高度測(cè)量誤差；

6、超聲波測(cè)距法：利用超聲波在空氣中傳播的原理進(jìn)行距離測(cè)量，但在復(fù)雜環(huán)境中容易受到多徑效應(yīng)干擾，導(dǎo)致高度計(jì)算不準(zhǔn)確；

7、視覺測(cè)距法：利用攝像頭或其他視覺傳感器獲取機(jī)器人相對(duì)于墻面的位置，然后計(jì)算高度；然而，受到環(huán)境光影響，可能導(dǎo)致測(cè)量誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的至少以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種索式爬壁機(jī)器人測(cè)距方法及索式爬壁機(jī)器人。

2、本發(fā)明一方面提供一種索式爬壁機(jī)器人測(cè)距方法，所述索式爬壁機(jī)器人測(cè)距包括轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和編碼器，所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)與所述索式爬壁機(jī)器人所連繩索連接，并用于與所述索式爬壁機(jī)器人同步移動(dòng)，所述編碼器與所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)連接，所述方法包括：獲取所述編碼器的脈沖數(shù)；根據(jù)所述脈沖數(shù)和預(yù)設(shè)的每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的單位長(zhǎng)度，確定所述索式爬壁機(jī)器人的移動(dòng)距離。

3、在一些實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括用于驅(qū)動(dòng)所述索式爬壁機(jī)器人沿所述繩索移動(dòng)的絞盤，所述編碼器與所述絞盤連接，所述方法包括：獲取所述絞盤上所述編碼器的脈沖數(shù)。

4、在一些實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括用于與所述索式爬壁機(jī)器人同步移動(dòng)的從動(dòng)輪，所述繩索驅(qū)動(dòng)所述從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述編碼器與所述從動(dòng)輪連接，所述方法包括：獲取所述從動(dòng)輪上所述編碼器的脈沖數(shù)。

5、在一些實(shí)施例中，所述獲取所述編碼器的脈沖數(shù)的步驟還包括：同步獲取所述索式爬壁機(jī)器人和/或所述繩索的狀態(tài)信息，當(dāng)所述狀態(tài)信息大于設(shè)定閾值時(shí)，獲得的所述編碼器的脈沖數(shù)為校正脈沖數(shù)；所述根據(jù)所述脈沖數(shù)和預(yù)設(shè)的每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的單位長(zhǎng)度，確定所述索式爬壁機(jī)器人的移動(dòng)距離的步驟還包括：根據(jù)所述校正脈沖數(shù)和預(yù)設(shè)的每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的單位長(zhǎng)度，確定所述索式爬壁機(jī)器人的移動(dòng)距離。

6、在一些實(shí)施例中，所述獲取所述索式爬壁機(jī)器人和/或所述繩索的狀態(tài)信息的步驟包括：獲取所述索式爬壁機(jī)器人驅(qū)動(dòng)電機(jī)的力矩值信息和/或獲取所述繩索的張緊力值信息。

7、本發(fā)明另一方面還提供一種索式爬壁機(jī)器人，包括機(jī)器人本體、轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)、編碼器和控制器；所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)于所述機(jī)器人本體上，所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)與所述機(jī)器人本體同步移動(dòng)，并沿所述機(jī)器人本體所連繩索轉(zhuǎn)動(dòng)，所述編碼器與所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)連接，并隨所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，所述編碼器用于獲取所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)信息；所述控制器用于根據(jù)所述轉(zhuǎn)動(dòng)信息計(jì)算所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)沿所述繩索移動(dòng)的距離。

8、在一些實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括伺服電機(jī)和絞盤，所述伺服電機(jī)的輸出軸與所述絞盤連接，并用于驅(qū)動(dòng)所述絞盤轉(zhuǎn)動(dòng)；所述編碼器與所述絞盤連接，并用于獲取所述絞盤的轉(zhuǎn)動(dòng)信息。

9、在一些實(shí)施例中，所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括從動(dòng)輪，所述從動(dòng)輪與所述繩索摩擦而轉(zhuǎn)動(dòng)；所述編碼器與所述從動(dòng)輪連接，并用于獲取所述從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)信息。

10、在一些實(shí)施例中，還包括狀態(tài)檢測(cè)裝置，所述狀態(tài)檢測(cè)裝置用于檢測(cè)所述機(jī)器人本體和/或所述繩索的狀態(tài)信息；當(dāng)所述狀態(tài)信息大于設(shè)定閾值時(shí)，獲得的所述轉(zhuǎn)動(dòng)信息為校正轉(zhuǎn)動(dòng)信息，所述控制器用于根據(jù)所述校正轉(zhuǎn)動(dòng)信息計(jì)算所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)沿所述繩索移動(dòng)的距離。

11、在一些實(shí)施例中，所述狀態(tài)檢測(cè)裝置包括用于檢測(cè)所述機(jī)器人本體的驅(qū)動(dòng)電機(jī)力矩值的力矩檢測(cè)傳感器和/或用于檢測(cè)所述繩索張緊力值的張緊力檢測(cè)傳感器。

12、本發(fā)明提供的一種索式爬壁機(jī)器人測(cè)距方法及索式爬壁機(jī)器人，索式爬壁機(jī)器人貼合在工作表面上，驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接絞盤，絞盤轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)在繩索上的移動(dòng)，通過設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和編碼器，使得轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和編碼器可被繩索帶動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，編碼器產(chǎn)生脈沖，根據(jù)脈沖數(shù)計(jì)算確定絞盤的移動(dòng)距離；以及還可根據(jù)獲取的狀態(tài)信息過濾索式爬壁機(jī)器人的無效移動(dòng)，以提高距離計(jì)算的精度。本發(fā)明技術(shù)方案，采用編碼器測(cè)量移動(dòng)距離的方式，受外界環(huán)境影響小且不受高度影響，測(cè)距時(shí)的穩(wěn)定性更高且測(cè)距范圍更大，以及編碼器的測(cè)試精度更高，可提供更精準(zhǔn)的高度數(shù)據(jù)。

技術(shù)特征：

1.一種索式爬壁機(jī)器人測(cè)距方法，其特征在于，所述索式爬壁機(jī)器人測(cè)距包括轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和編碼器，所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)與所述索式爬壁機(jī)器人所連繩索連接，并用于與所述索式爬壁機(jī)器人同步移動(dòng)，所述編碼器與所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)連接，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的索式爬壁機(jī)器人測(cè)距方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括用于驅(qū)動(dòng)所述索式爬壁機(jī)器人沿所述繩索移動(dòng)的絞盤，所述編碼器與所述絞盤連接，所述方法包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的索式爬壁機(jī)器人測(cè)距方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)包括用于與所述索式爬壁機(jī)器人同步移動(dòng)的從動(dòng)輪，所述繩索驅(qū)動(dòng)所述從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，所述編碼器與所述從動(dòng)輪連接，所述方法包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的索式爬壁機(jī)器人測(cè)距方法，其特征在于，所述獲取所述編碼器的脈沖數(shù)的步驟還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的索式爬壁機(jī)器人測(cè)距方法，其特征在于，所述獲取所述索式爬壁機(jī)器人和/或所述繩索的狀態(tài)信息的步驟包括：

6.一種索式爬壁機(jī)器人，其特征在于，包括機(jī)器人本體(10)、轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)(20)、編碼器(30)和控制器；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的索式爬壁機(jī)器人，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)(20)包括伺服電機(jī)和絞盤(21)，所述伺服電機(jī)的輸出軸與所述絞盤(21)連接，并用于驅(qū)動(dòng)所述絞盤(21)轉(zhuǎn)動(dòng)；

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的索式爬壁機(jī)器人，其特征在于，所述轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)(20)包括從動(dòng)輪(22)，所述從動(dòng)輪(22)與所述繩索(40)摩擦而轉(zhuǎn)動(dòng)；

9.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的索式爬壁機(jī)器人，其特征在于，還包括狀態(tài)檢測(cè)裝置，所述狀態(tài)檢測(cè)裝置用于檢測(cè)所述機(jī)器人本體(10)和/或所述繩索(40)的狀態(tài)信息；

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的索式爬壁機(jī)器人，其特征在于，所述狀態(tài)檢測(cè)裝置包括用于檢測(cè)所述機(jī)器人本體(10)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)力矩值的力矩檢測(cè)傳感器和/或用于檢測(cè)所述繩索(40)張緊力值的張緊力檢測(cè)傳感器。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及爬壁機(jī)器人測(cè)距技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種索式爬壁機(jī)器人測(cè)距方法及索式爬壁機(jī)器人，該方法中索式爬壁機(jī)器人測(cè)距包括轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)和編碼器，轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)與索式爬壁機(jī)器人所連繩索連接，并用于與索式爬壁機(jī)器人同步移動(dòng)，編碼器與轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)構(gòu)連接，方法包括：獲取編碼器的脈沖數(shù)；根據(jù)脈沖數(shù)和預(yù)設(shè)的每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)的單位長(zhǎng)度，確定索式爬壁機(jī)器人的移動(dòng)距離。本發(fā)明技術(shù)方案，采用編碼器測(cè)量移動(dòng)距離的方式，受外界環(huán)境影響小且不受高度影響，測(cè)距時(shí)的穩(wěn)定性更高且測(cè)距范圍更大，以及編碼器的測(cè)試精度更高，可提供更精準(zhǔn)的高度數(shù)據(jù)。

技術(shù)研發(fā)人員：張國(guó)青,吳迪,趙德奎,劉彥雨,許華旸,蒲婷,劉思迪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京史河科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6