一种小型爬壁机器人系统设计方法技术方案

本发明专利技术公开了一种小型爬壁机器人系统设计方法，包括如下步骤，第一步，选用32位定点的数字处理器为处理芯片；第二步，将通信模块、关节控制模块、吸盘足控制模块与处理芯片电连接；第三步，通过数字处理器采集传感器信息和读取关节控制的状态；第四步，采用基于有限状态机的步态规划方法实现机器人的运动控制；第五步，采用梯形/角形的速度规划方法控制电机加速度和速度；第六步，采用微型摄像头和无线视频发射模块作为机器人的无线视频监测系统；第七步，在中继设备中建立视频接收模块；第八步，将中继设备与基站连接。本发明专利技术的小型爬壁机器人系统设计方法设计的小型爬墙机器人具有尺寸小、质量轻的特点。

A design method of small wall climbing robot system

The invention discloses a small climbing wall robot system design method, which comprises the following steps: the first step, the 32 bit fixed-point digital signal processor chip; the second step, the communication module, control module, sucker foot joint control module and the processing chip is electrically connected; the third step, through the digital processor to collect sensor information and read joint control of the state; the fourth step, the gait planning method of finite state machine to achieve the robot motion control based on the fifth step; the motor speed acceleration and angular velocity planning method of ladder / control; the sixth step, using miniature cameras and wireless video transmission module as the wireless video monitoring system of the robot; the seventh step, the establishment of the video receiver module in the relay device; the eighth step, the relay device connected to a base station. The design method of the system design of small climbing robot small wall climbing robot has the characteristics of small size, light weight.

【技术实现步骤摘要】
一种小型爬壁机器人系统设计方法
本专利技术涉及一种小型爬壁机器人系统设计方法，属于机器人设计

技术介绍
近年来，特种机器人的开发应用领域越来越广，高层建筑物的清洁、核设施的检查与维护、消防与抢险工作、危险环境的远程监测等，这些实际问题都对特种机器人的开发提出了迫切的要求，爬壁机器人由于可吸附在墙面并可以携带一定的传感器和仪器而成为这类环境下的最佳选择。目前我国也开发了各种用于反恐、检测、壁面清洗等方面的机器人，但所研制的爬壁机器人在外形上都过于庞大，不能满足一些特殊环境的要求，本专利技术提出的一种新型的双足爬壁机器人，该机器人系统采用双足真空吸盘式结构，具有5个自由度，RRPRR结构，为了减少机器人质量，采用了3个电机驱动5个关节的欠驱动结构，机器人吸盘足由吸盘、真空泵、压力传感器、接触传感器、微型气阀等元件组成，该机器人具有尺寸小、质量轻的特点，它能够爬行于光滑的壁面，如地面、墙面及天棚等，并可以实现交接面之间的跨步行走，机器人本体可携带摄像头，能够实时地将采集的影像通过无线视频系统传给操作者和基站(≤1000m)，从而完成对环境的侦察与检测，机器人本体与基站通过无线传输系统来实现控制指令的传输及图像传输，基站可对收到的图像进行实时显示和存储，而操作者可根据环境监测的要求在一定范围内调整机器人的运动状态。
技术实现思路
（一）要解决的技术问题为解决上述问题，本专利技术提出了一种小型爬壁机器人系统设计方法；该机器人系统采用双足真空吸盘式结构，具有5个自由度，RRPRR结构，为了减少机器人质量，采用了3个电机驱动5个关节的欠驱动结构，机器人吸盘足由吸盘、真空泵、压力传感器、接触传感器、微型气阀等元件组成，该机器人具有尺寸小、质量轻的特点。（二）技术方案本专利技术的小型爬壁机器人系统设计方法；包括如下步骤第一步，选用32位定点的数字处理器为处理芯片；第二步，将通信模块、关节控制模块、吸盘足控制模块与处理芯片电连接；第三步，通过数字处理器采集传感器信息和读取关节控制的状态；第四步，采用基于有限状态机的步态规划方法实现机器人的运动控制；第五步，采用梯形/角形的速度规划方法控制电机加速度和速度；第六步，采用微型摄像头和无线视频发射模块作为机器人的无线视频监测系统；第七步，在中继设备中建立视频接收模块；第八步，将中继设备与基站连接。进一步地，所述的数字信号处理器为TMS2812。进一步地，所述的通信模块为机器人与PC机的串口通信、机器人与遥控器的无线通信以及视频图像的无线传输。进一步地，所述的吸盘足控制模块吸盘内外的压力传感器和转换开关等信息对真空泵和微型阀进行控制，实现吸盘足与壁面的吸附和释放。进一步地，所述的微型摄像头和无线视频发射模块安装在机器人本体上。（三）有益效果与现有技术相比，本专利技术的小型爬壁机器人系统设计方法该机器人系统采用双足真空吸盘式结构，具有5个自由度，RRPRR结构，为了减少机器人质量，采用了3个电机驱动5个关节的欠驱动结构，机器人吸盘足由吸盘、真空泵、压力传感器、接触传感器、微型气阀等元件组成，该机器人具有尺寸小、质量轻的特点。具体实施方式一种小型爬壁机器人系统设计方法，包括如下步骤第一步，选用32位定点的数字处理器为处理芯片；第二步，将通信模块、关节控制模块、吸盘足控制模块与处理芯片电连接；第三步，通过数字处理器采集传感器信息和读取关节控制的状态；第四步，采用基于有限状态机的步态规划方法实现机器人的运动控制；第五步，采用梯形/角形的速度规划方法控制电机加速度和速度；第六步，采用微型摄像头和无线视频发射模块作为机器人的无线视频监测系统；第七步，在中继设备中建立视频接收模块；第八步，将中继设备与基站连接。其中，所述的数字信号处理器为TMS2812。所述的通信模块为机器人与PC机的串口通信、机器人与遥控器的无线通信以及视频图像的无线传输。所述的吸盘足控制模块吸盘内外的压力传感器和转换开关等信息对真空泵和微型阀进行控制，实现吸盘足与壁面的吸附和释放。所述的微型摄像头和无线视频发射模块安装在机器人本体上。上面所述的实施例仅仅是对本专利技术的优选实施方式进行描述，并非对本专利技术的构思和范围进行限定。在不脱离本专利技术设计构思的前提下，本领域普通人员对本专利技术的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本专利技术的保护范围，本专利技术请求保护的
技术实现思路
，已经全部记载在权利要求书中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型爬壁机器人系统设计方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，选用32位定点的数字处理器为处理芯片；    第二步，将通信模块、关节控制模块、吸盘足控制模块与处理芯片电连接；    第三步，通过数字处理器采集传感器信息和读取关节控制的状态；    第四步，采用基于有限状态机的步态规划方法实现机器人的运动控制；    第五步，采用梯形/角形的速度规划方法控制电机加速度和速度；    第六步，采用微型摄像头和无线视频发射模块作为机器人的无线视频监测系统；第七步，在中继设备中建立视频接收模块；第八步，将中继设备与基站连接。

【技术特征摘要】
1.一种小型爬壁机器人系统设计方法，其特征在于，包括如下步骤：第一步，选用32位定点的数字处理器为处理芯片；第二步，将通信模块、关节控制模块、吸盘足控制模块与处理芯片电连接；第三步，通过数字处理器采集传感器信息和读取关节控制的状态；第四步，采用基于有限状态机的步态规划方法实现机器人的运动控制；第五步，采用梯形/角形的速度规划方法控制电机加速度和速度；第六步，采用微型摄像头和无线视频发射模块作为机器人的无线视频监测系统；第七步，在中继设备中建立视频接收模块；第八步，将中继设备与基站连接。2.根据权利要求1所述的小型爬...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴松昊，
申请(专利权)人：哈尔滨工大天才智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23