本發(fā)明涉及石油化工儲罐清理領(lǐng)域，特別涉及存儲介質(zhì)、用于儲罐清理機器人的避障裝置、方法和設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、機器人避障是機器人技術(shù)中一項最基礎(chǔ)也是關(guān)鍵的功能。機器人避障是為了保證機器人在行動過程中遇到障礙物時，輔助機器人識別并躲避障礙物，繞開障礙物繼續(xù)執(zhí)行作業(yè)任務(wù)。

2、目前，機器人避障裝置大多都是通過傳感器測量機器人和障礙物之間的距離，再結(jié)合算法得到避障的規(guī)劃路線。測量機器人和障礙物之間距離的傳感器包括：超聲波傳感器、紅外傳感器、激光傳感器和視覺傳感器。上述任何一種傳感器都需要有電子設(shè)備。石油化工領(lǐng)域的儲油罐內(nèi)部存在大量可燃性物質(zhì)，采用機器人清理儲油罐內(nèi)部時，需要攜帶大量的電氣設(shè)備進入到儲罐內(nèi)部，帶來了一定的安全隱患。

3、發(fā)明人經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)中用于儲罐清理的機器人的避障裝置至少還存在以下缺陷：

4、基于電氣設(shè)備的機器人避障裝置需要攜帶大量的電氣設(shè)備，當(dāng)其進入到存在可燃性物質(zhì)的儲罐內(nèi)部時存在安全隱患。

5、公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于消除儲罐清理機器人的安全隱患。

2、本發(fā)明提供了一種用于儲罐清理機器人的避障裝置，包括：探測機構(gòu)和處理機構(gòu)；

3、所述探測機構(gòu)包括液囊、背板、液壓管道和壓力傳感器；用于與障礙物壓力接觸的所述探測機構(gòu)設(shè)置于所述機器人外的預(yù)設(shè)位置；

4、作為障礙物接觸點的多個所述液囊均勻排布在所述背板上；各所述液囊分別通過對應(yīng)的所述液壓管道與置于儲罐外部的所述壓力傳感器連通；所述壓力傳感器用于采集傳遞各所述液囊的壓力數(shù)據(jù)；

5、所述處理機構(gòu)以獲取的壓力數(shù)據(jù)為參數(shù)，根據(jù)預(yù)設(shè)算法計算出所述機器人接觸到障礙物后的轉(zhuǎn)向角度；根據(jù)所述轉(zhuǎn)向角度生成動作指令。

6、優(yōu)選的，本發(fā)明實施例中，所述機器人應(yīng)用于石油化工企業(yè)的儲罐清理。

7、優(yōu)選的，本發(fā)明實施例中，還包括：

8、控制機構(gòu)，通過接收所述動作指令，控制所述機器人的運動。

9、優(yōu)選的，本發(fā)明實施例中，多個所述液囊均勻排布在所述背板上，包括：

10、各個所述液囊的形狀、大小均相同，各個所述液囊之間互不相通。

11、優(yōu)選的，本發(fā)明實施例中，所述背板為弧形或l形。

12、優(yōu)選的，本發(fā)明實施例中，所述機器人為純液壓控制履帶車。

13、優(yōu)選的，本發(fā)明實施例中，用于與障礙物壓力接觸的所述探測機構(gòu)設(shè)置于所述機器人外的預(yù)設(shè)位置，包括：

14、所述探測機構(gòu)設(shè)置在所述純液壓控制履帶車的四周。

15、優(yōu)選的，本發(fā)明實施例中，還包括：所述處理機構(gòu)以獲取的壓力值為參數(shù)，根據(jù)預(yù)設(shè)算法計算出所述機器人接觸到障礙物后的后退距離。

16、優(yōu)選的，本發(fā)明實施例中，所述處理機構(gòu)以獲取的壓力數(shù)據(jù)為參數(shù)，根據(jù)預(yù)設(shè)算法計算出所述機器人接觸到障礙物后的轉(zhuǎn)向角度，包括：

17、s21、所述處理機構(gòu)獲取所述壓力數(shù)據(jù)，并確定與所述壓力數(shù)據(jù)對應(yīng)的液囊的液囊標(biāo)識和所述壓力數(shù)據(jù)的生成時間點；

18、s22、以所述壓力數(shù)據(jù)液囊標(biāo)識和所述壓力數(shù)據(jù)為參數(shù)，根據(jù)預(yù)設(shè)算法計算出所述機器人接觸到障礙物后的轉(zhuǎn)向角度

19、在本發(fā)明的另一面，還提供了一種用于儲罐清理機器人的避障方法，用于如上所述自主避障裝置，包括步驟：

20、s11、獲取來自壓力傳感器的碰撞數(shù)據(jù)；所述碰撞數(shù)據(jù)包括各碰撞液囊的碰撞時間點和壓力數(shù)據(jù)；

21、s12、根據(jù)所述碰撞時間點和所述壓力數(shù)據(jù)，計算機器人與障礙物的碰撞方向和碰撞角度；

22、s13、根據(jù)所述碰撞方向和所述碰撞角度，計算所述機器人的轉(zhuǎn)向角度；

23、s14、根據(jù)所述機器人的轉(zhuǎn)向角度，生成動作指令；

24、s15、將所述動作指令發(fā)送至控制機構(gòu)，控制所述機器人的運動。

25、優(yōu)選的，本發(fā)明實施例中，根據(jù)所述碰撞時間點和所述壓力數(shù)據(jù)計算機器人與障礙物的碰撞方向和碰撞角度，包括步驟：

26、s31、根據(jù)所述碰撞時間點和所述壓力數(shù)據(jù)對應(yīng)的液囊的液囊標(biāo)識，確定第一碰撞液囊和第二碰撞液囊；

27、s32、根據(jù)所述機器人的移動距離，和，所述第一碰撞液囊與所述第二碰撞液囊的球心距離，計算出兩碰撞液囊的球心距離和所述障礙物的夾角正弦值；

28、s33、根據(jù)所述夾角正弦值計算出所述兩碰撞液囊的球心距離和所述障礙物之間的角度；

29、s34、根據(jù)所述障礙物與所述第一碰撞液囊之間的角度，和，所述第一碰撞液囊與所述機器人之間的角度，計算出所述障礙物與所述機器人的碰撞角度；各所述液囊與所述機器人的角度固定且已知角度值。

30、優(yōu)選的，本發(fā)明實施例中，所述根據(jù)所述碰撞時間點和所述壓力數(shù)據(jù)計算機器人與障礙物的碰撞方向和碰撞角度，包括：

31、當(dāng)碰撞液囊符合預(yù)設(shè)規(guī)則時，根據(jù)碰撞液囊的球心位置計算出碰撞平面與機器人行進方向的夾角；

32、所述預(yù)設(shè)規(guī)則包括：在同一時刻下，在碰撞液囊中壓力值差距小于預(yù)設(shè)閾值的各個預(yù)選碰撞液囊中，不在同一直線上預(yù)選碰撞液囊的數(shù)量大于等于三個；

33、所述根據(jù)碰撞液囊的球心位置計算出碰撞平面與機器人行進方向的夾角包括：當(dāng)不在同一直線上預(yù)選碰撞液囊的數(shù)量大于等于三個時，根據(jù)不在同一直線上的三個預(yù)選碰撞液囊的球心位置確定機器人與障礙物的碰撞平面。

34、優(yōu)選的，本發(fā)明實施例中，根據(jù)所述碰撞方向和所述碰撞角度，計算所述機器人的轉(zhuǎn)向角度，還包括：

35、根據(jù)所述碰撞方向和所述碰撞角度，計算所述機器人的后退距離。

36、優(yōu)選的，本發(fā)明實施例中，還包括：

37、根據(jù)所述機器人的后退距離，生成動作指令。

38、在本發(fā)明實施例的另一面，還提供了一種存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時，實現(xiàn)如上任一項所述用于儲罐清理機器人的避障方法的各個步驟。

39、在本發(fā)明實施例的另一面，還提供了一種用于儲罐清理機器人的避障設(shè)備；所述用于儲罐清理機器人的避障設(shè)備包括存儲在介質(zhì)上的計算機程序，所述計算機程序包括程序指令，當(dāng)所述程序指令被計算機執(zhí)行時，使所述計算機執(zhí)行以上各個方面所述的方法，并實現(xiàn)相同的技術(shù)效果。

40、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

41、在本發(fā)明中，探測機構(gòu)包括液囊、背板、液壓管道和壓力傳感器，作為障礙物接觸點的多個液囊均勻排布在背板上；各液囊分別通過對應(yīng)的液壓管道與置于儲罐外部的壓力傳感器連通；將探測機構(gòu)中非電氣元件的部分放入儲油罐內(nèi)部，壓力傳感器安裝在儲油罐外部，這樣保證進入儲油罐內(nèi)部的探測機構(gòu)沒有電氣元件。當(dāng)機器人進入儲油罐內(nèi)部清理后，機器人接觸障礙物后，各個碰撞液囊的壓力數(shù)據(jù)通過壓力傳感器會傳送至處理機構(gòu)。處理機構(gòu)能夠以獲取的壓力數(shù)據(jù)確定與壓力數(shù)據(jù)對應(yīng)的液囊的標(biāo)識，并通過壓力數(shù)據(jù)的液囊標(biāo)識和壓力數(shù)據(jù)根據(jù)預(yù)設(shè)算法計算出機器人接觸到障礙物后的轉(zhuǎn)向角度，進而可以通過控制機構(gòu)控制機器人運動。

42、由于本發(fā)明中進入儲油罐內(nèi)部的機器人為純液壓控制履帶車，探測機構(gòu)也不含有任何電氣元件，因此也就消除了因儲油罐內(nèi)部存在可燃性物質(zhì)而形的安全隱患。

43、上述說明僅為本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚地了解本發(fā)明的技術(shù)手段并可依據(jù)說明書的內(nèi)容予以實施，同時為了使本發(fā)明的上述和其他目的、技術(shù)特征以及優(yōu)點更加易懂，以下列舉一個或多個優(yōu)選實施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下。