【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及飞机维修机器人，尤其涉及多足爬行机器人控制系统及控制方法。
技术介绍
1、飞机进气道、发动机尾喷口检查是地勤检查的重点项目之一，它直接关系到飞机的安全飞行和高效运作。老型号飞机的进气道较短、且平直、畅通无隔栅，机务保障人员可以穿戴进气道工作服、携带工具进入进气道、发动机尾喷口进行目视检查，检查飞机进气道无异物、无松脱，发动机一级转子叶片是否有裂纹等损伤、发动机尾喷口管道无破损等项目。但由于实施检查作业的空间狭小闭塞、高温湿热、空气污浊，机务人员劳动强度大、易疲劳、甚至出现诱发疾病、人员昏厥的情况。受某些机型特殊结构或尺寸限制，如某新型飞机的进气道狭长、弯曲、带陡坡、表面光滑，在进气道的中段还设置有导流栅，机务人员无法穿越导流栅的狭缝，靠近检查下游端的进气道和发动机转子叶片，影响了检查准确性，因而传统的作业方式已经不能满足需求。因此，研究一种体积小、重量轻的机器人平台来检测飞机进气道、发动机尾喷口具有重要意义。
2、近年来，各种小型自主移动机器人越来越多的被应用在航空工业检查中。其中轮式机器人、履带式机器人适合应用于管道，以及锅炉和暖通空调管的检查；粘合机器人通常速度慢，多用于飞机的外部蒙皮检查。由于飞机进气道的地形复杂，由连续复杂曲面、格栅和斜坡组成，上述机器人无法单独适应进气道中所有的地形进行运动。
技术实现思路
1、本专利技术提出了多足爬行机器人控制系统及控制方法，控制多足爬行机器人对飞机内狭小弯曲腔道进行检查；吸取足式爬行机器人具有表面适应性、稳定性
2、第一方面，多足爬行机器人控制方法，控制多足爬行机器人移动并监控由相机捕捉到的图像，包括可切换的爬行步态控制、越障步态控制及图像监测控制，所述越障步态控制包括障碍跨越式步态控制，具体包括以下子步骤：
3、步骤a1：多足爬行机器人到达障碍位置后，控制舵机驱动第一机器足跨越组的腿部结构从机身两侧向中间并拢抬起，伸至障碍物另一侧，接触地面；第二机器足跨越组和第三机器足跨越组支撑机身并控制腿部结构向后摆动，推动多足爬行机器人前移；
4、步骤a2：控制第一机器足跨越组和第三机器足跨越组支撑机身，驱动第二机器足跨越组腿部结构从机身两侧向中间并拢后抬起，搭在障碍物上；
5、步骤a3：驱动第三机器足跨越组腿部结构向后划动发力，控制多足爬行机器人向前移动， 将重心移至第一机器足跨越组和第二机器足跨越组之间；
6、步骤a4：重复步骤a1~步骤a3，舵机继续驱动第三机器足跨越组从机身两侧向中间并拢并向前抬起搭在障碍物上，向后划动发力，同时，第一机器足跨越组和第二机器足跨越组分别同步交替支撑，控制多足爬行机器人机身保持平衡并前进一个步长；
7、步骤a5：舵机驱动第三机器足跨越组腿部结构越过障碍位置，多足爬行机器人恢复正常运动步态。
8、进一步，所述第一机器足跨越组包括多足爬行机器人1号腿和6号腿，第二机器足跨越组包括多足爬行机器人2号腿和5号腿，第三机器足跨越组包括多足爬行机器人3号腿和4号腿。
9、进一步，所述越障步态控制还包括狭缝穿越式步态控制，具体包括以下步骤：
10、步骤b1：多足爬行机器人到达狭缝，控制舵机驱动第一机器足跨越组腿部结构从机身两侧向中间并拢并抬起，伸至障碍物另一侧；第二机器足跨越组和第三机器足跨越组支撑机器人并向后摆动，推动机器人前移一个步长；舵机继续驱动第一机器足跨越组腿部结构打开接触地面；
11、步骤b2：第一机器足跨越组和第三机器足跨越组支撑多足爬行机器人，舵机驱动第二机器足跨越组腿部结构从机身两侧向中间并拢并抬起，第一机器足跨越组和第三机器足跨越组支撑多足爬行机器人并向后划动发力，机器人向前移动一个步长，控制第二机器足跨越组腿部结构越过缝隙后打开，将重心移至第一机器足跨越组和第二机器足跨越组之间并驱动第一机器足跨越组和第二机器足跨越组接地；
12、步骤b3：舵机驱动第三机器足跨越组腿部结构从多足爬行机器人机身两侧向中间并拢，第一机器足跨越组和第二机器足跨越组向后划动，使多足爬行机器人再前进一个步长；第三机器足跨越组腿部结构越过缝隙后打开，多足爬行机器人恢复正常运动步态。
13、进一步，所述爬行步态控制时，将多足爬行机器人机器足分为两组三角形结构，分别作为摆动相和支撑相并控制两组结构周期性交替循环进行行走动作；通过控制第一机器足跨越组腿部结构的张开幅度对多足爬行机器人重心进行调整，所述爬行步态包括：低姿爬行步态、正常爬行步态和高姿爬行步态。
14、进一步，所述摆动相包括多足爬行机器人1号腿、3号腿和5号腿，所述支撑相包括多足爬行机器人2号腿、4号腿和6号腿。
15、进一步，所述图像监测控制通过对多足爬行机器人的运动控制结合摄像头与工业相机进行监测，所述摄像头对目标区域大范围视频快速搜索和观察，所述工业相机对目标区域故障点放大精确检查，具体包括：
16、多足爬行机器人沿管道方向爬行运动时，控制工业相机的进行移动、升降和旋转，控制摄像头进行旋转周向检查管道内的情况，同时控制多足爬行机器人逐步向前递进；
17、多足爬行机器人爬行至预定观察点附近后，控制多足爬行机器人各腿部结构进行左右平移和旋转动作来对姿态进行调整，控制摄像头大范围观测并捕捉故障可能点，控制移动工业相机移动视角进行放大检查；当观察缺陷时，多足爬行机器人控制云台伺服运动，保持观察点位于图像中央；
18、观察飞机腔道顶部时，完全展开各腿部结构的机械臂，控制多足爬行机器人抬高机身令工业相机处于高观察位置，清晰观察顶部以及细小狭缝处。
19、进一步，所述图像监测控制还包括：以第二机器足跨越组和第三机器足跨越组支撑多足爬行机器人，控制多足爬行机器人处于站立状态，控制第一机器足跨越组腿部结构作为机械手，拨转发动机转子检查叶片有无损伤。
20、另一方面，多足爬行机器人控制系统，用于实现所述的多足爬行机器人控制方法，包括运动控制子系统和视频传输子系统，所述运动控制子系统包括相连通控制的多足爬行机器人数字舵机和任务管理器，所述任务管理器接收终端命令并分别通过正运动学控制模块和运动算法模块控制数字舵机，所述运动算法模块对步态坐标进行计算和控制。
21、进一步，所述视频传输子系统包括获取图像信息的摄像头、工业相机以及显示终端，所述摄像头和工业相机通过视频流服务器将视频数据传输到终端显示。
22、进一步，所述相连通控制的多足爬行机器人数字舵机和任务管理器，控制方式包括有线控制、无线控制和摇杆控制。
23、本专利技术的有益效果：本专利技术提出了多足爬行机器人控制系统及控制方法，对一种用于飞机内狭小弯曲腔道维修保障的多足爬行机器人进行控制，利用机器本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.多足爬行机器人控制方法，控制多足爬行机器人移动并监控由相机捕捉到的图像，其特征在于，包括可切换的爬行步态控制、越障步态控制及图像监测控制，所述越障步态控制包括障碍跨越式步态控制，具体包括以下子步骤：
2.根据权利要求1所述的多足爬行机器人控制方法，其特征在于，所述第一机器足跨越组包括多足爬行机器人1号腿和6号腿，第二机器足跨越组包括多足爬行机器人2号腿和5号腿，第三机器足跨越组包括多足爬行机器人3号腿和4号腿。
3.根据权利要求2所述的多足爬行机器人控制方法，其特征在于，所述越障步态控制还包括狭缝穿越式步态控制，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的多足爬行机器人控制方法，其特征在于，所述爬行步态控制时，将多足爬行机器人机器足分为两组三角形结构，分别作为摆动相和支撑相并控制两组结构周期性交替循环进行行走动作；通过控制第一机器足跨越组腿部结构的张开幅度对多足爬行机器人重心进行调整，所述爬行步态包括：低姿爬行步态、正常爬行步态和高姿爬行步态。
5.根据权利要求4所述的多足爬行机器人控制方法，其特征在于，所述摆动相包括多足爬行机
6.根据权利要求1所述的多足爬行机器人控制方法，其特征在于，所述图像监测控制通过对多足爬行机器人的运动控制结合摄像头与工业相机进行监测，所述摄像头对目标区域大范围视频快速搜索和观察，所述工业相机对目标区域故障点放大精确检查，具体包括：
7.根据权利要求6所述的多足爬行机器人控制方法，其特征在于，所述图像监测控制还包括：以第二机器足跨越组和第三机器足跨越组支撑多足爬行机器人，控制多足爬行机器人处于站立状态，控制第一机器足跨越组腿部结构作为机械手，拨转发动机转子检查叶片有无损伤。
8.多足爬行机器人控制系统，用于实现权利要求1~7任意一项所述的多足爬行机器人控制方法，其特征在于，包括运动控制子系统和视频传输子系统，所述运动控制子系统包括相连通控制的多足爬行机器人数字舵机和任务管理器，所述任务管理器接收终端命令并分别通过正运动学控制模块和运动算法模块控制数字舵机，所述运动算法模块对步态坐标进行计算和控制。
9.根据权利要求8所述的多足爬行机器人控制系统，其特征在于，所述视频传输子系统包括获取图像信息的摄像头、工业相机以及显示终端，所述摄像头和工业相机通过视频流服务器将视频数据传输到终端显示。
10.根据权利要求8所述的多足爬行机器人控制系统，其特征在于，所述相连通控制的多足爬行机器人数字舵机和任务管理器，控制方式包括有线控制、无线控制和摇杆控制。
...【技术特征摘要】
1.多足爬行机器人控制方法，控制多足爬行机器人移动并监控由相机捕捉到的图像，其特征在于，包括可切换的爬行步态控制、越障步态控制及图像监测控制，所述越障步态控制包括障碍跨越式步态控制，具体包括以下子步骤：
2.根据权利要求1所述的多足爬行机器人控制方法，其特征在于，所述第一机器足跨越组包括多足爬行机器人1号腿和6号腿，第二机器足跨越组包括多足爬行机器人2号腿和5号腿，第三机器足跨越组包括多足爬行机器人3号腿和4号腿。
3.根据权利要求2所述的多足爬行机器人控制方法，其特征在于，所述越障步态控制还包括狭缝穿越式步态控制，具体包括以下步骤：
4.根据权利要求1所述的多足爬行机器人控制方法，其特征在于，所述爬行步态控制时，将多足爬行机器人机器足分为两组三角形结构，分别作为摆动相和支撑相并控制两组结构周期性交替循环进行行走动作；通过控制第一机器足跨越组腿部结构的张开幅度对多足爬行机器人重心进行调整，所述爬行步态包括：低姿爬行步态、正常爬行步态和高姿爬行步态。
5.根据权利要求4所述的多足爬行机器人控制方法，其特征在于，所述摆动相包括多足爬行机器人1号腿、3号腿和5号腿，所述支撑相包括多足爬行机器人2号腿、4号腿和6号腿。
6.根据权利要求1所述的多足爬行机器人控制方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢鉴，钟杰，王峰，陈杰，王伟，谭广义，杜宇，赵起详，谢平生，严朝霞，张东晋川，
申请(专利权)人：成都航利装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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