【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及飛機維修機器人，尤其涉及多足爬行機器人控制系統及控制方法。
技術介紹
1、飛機進氣道、發動機尾噴口檢查是地勤檢查的重點項目之一，它直接關系到飛機的安全飛行和高效運作。老型號飛機的進氣道較短、且平直、暢通無隔柵，機務保障人員可以穿戴進氣道工作服、攜帶工具進入進氣道、發動機尾噴口進行目視檢查，檢查飛機進氣道無異物、無松脫，發動機一級轉子葉片是否有裂紋等損傷、發動機尾噴口管道無破損等項目。但由于實施檢查作業的空間狹小閉塞、高溫濕熱、空氣污濁，機務人員勞動強度大、易疲勞、甚至出現誘發疾病、人員昏厥的情況。受某些機型特殊結構或尺寸限制，如某新型飛機的進氣道狹長、彎曲、帶陡坡、表面光滑，在進氣道的中段還設置有導流柵，機務人員無法穿越導流柵的狹縫，靠近檢查下游端的進氣道和發動機轉子葉片，影響了檢查準確性，因而傳統的作業方式已經不能滿足需求。因此，研究一種體積小、重量輕的機器人平臺來檢測飛機進氣道、發動機尾噴口具有重要意義。
2、近年來，各種小型自主移動機器人越來越多的被應用在航空工業檢查中。其中輪式機器人、履帶式機器人適合應用于管道，以及鍋爐和暖通空調管的檢查；粘合機器人通常速度慢，多用于飛機的外部蒙皮檢查。由于飛機進氣道的地形復雜，由連續復雜曲面、格柵和斜坡組成，上述機器人無法單獨適應進氣道中所有的地形進行運動。
技術實現思路
1、本專利技術提出了多足爬行機器人控制系統及控制方法，控制多足爬行機器人對飛機內狹小彎曲腔道進行檢查；吸取足式爬行機器人具有表面適應性、穩定性
2、第一方面，多足爬行機器人控制方法，控制多足爬行機器人移動并監控由相機捕捉到的圖像，包括可切換的爬行步態控制、越障步態控制及圖像監測控制，所述越障步態控制包括障礙跨越式步態控制，具體包括以下子步驟：
3、步驟a1：多足爬行機器人到達障礙位置后，控制舵機驅動第一機器足跨越組的腿部結構從機身兩側向中間并攏抬起，伸至障礙物另一側，接觸地面；第二機器足跨越組和第三機器足跨越組支撐機身并控制腿部結構向后擺動，推動多足爬行機器人前移；
4、步驟a2：控制第一機器足跨越組和第三機器足跨越組支撐機身，驅動第二機器足跨越組腿部結構從機身兩側向中間并攏后抬起，搭在障礙物上；
5、步驟a3：驅動第三機器足跨越組腿部結構向后劃動發力，控制多足爬行機器人向前移動，?將重心移至第一機器足跨越組和第二機器足跨越組之間；
6、步驟a4：重復步驟a1~步驟a3，舵機繼續驅動第三機器足跨越組從機身兩側向中間并攏并向前抬起搭在障礙物上，向后劃動發力，同時，第一機器足跨越組和第二機器足跨越組分別同步交替支撐，控制多足爬行機器人機身保持平衡并前進一個步長；
7、步驟a5：舵機驅動第三機器足跨越組腿部結構越過障礙位置，多足爬行機器人恢復正常運動步態。
8、進一步，所述第一機器足跨越組包括多足爬行機器人1號腿和6號腿，第二機器足跨越組包括多足爬行機器人2號腿和5號腿，第三機器足跨越組包括多足爬行機器人3號腿和4號腿。
9、進一步，所述越障步態控制還包括狹縫穿越式步態控制，具體包括以下步驟：
10、步驟b1：多足爬行機器人到達狹縫，控制舵機驅動第一機器足跨越組腿部結構從機身兩側向中間并攏并抬起，伸至障礙物另一側；第二機器足跨越組和第三機器足跨越組支撐機器人并向后擺動，推動機器人前移一個步長；舵機繼續驅動第一機器足跨越組腿部結構打開接觸地面；
11、步驟b2：第一機器足跨越組和第三機器足跨越組支撐多足爬行機器人，舵機驅動第二機器足跨越組腿部結構從機身兩側向中間并攏并抬起，第一機器足跨越組和第三機器足跨越組支撐多足爬行機器人并向后劃動發力，機器人向前移動一個步長，控制第二機器足跨越組腿部結構越過縫隙后打開，將重心移至第一機器足跨越組和第二機器足跨越組之間并驅動第一機器足跨越組和第二機器足跨越組接地；
12、步驟b3：舵機驅動第三機器足跨越組腿部結構從多足爬行機器人機身兩側向中間并攏，第一機器足跨越組和第二機器足跨越組向后劃動，使多足爬行機器人再前進一個步長；第三機器足跨越組腿部結構越過縫隙后打開，多足爬行機器人恢復正常運動步態。
13、進一步，所述爬行步態控制時，將多足爬行機器人機器足分為兩組三角形結構，分別作為擺動相和支撐相并控制兩組結構周期性交替循環進行行走動作；通過控制第一機器足跨越組腿部結構的張開幅度對多足爬行機器人重心進行調整，所述爬行步態包括：低姿爬行步態、正常爬行步態和高姿爬行步態。
14、進一步，所述擺動相包括多足爬行機器人1號腿、3號腿和5號腿，所述支撐相包括多足爬行機器人2號腿、4號腿和6號腿。
15、進一步，所述圖像監測控制通過對多足爬行機器人的運動控制結合攝像頭與工業相機進行監測，所述攝像頭對目標區域大范圍視頻快速搜索和觀察，所述工業相機對目標區域故障點放大精確檢查，具體包括：
16、多足爬行機器人沿管道方向爬行運動時，控制工業相機的進行移動、升降和旋轉，控制攝像頭進行旋轉周向檢查管道內的情況，同時控制多足爬行機器人逐步向前遞進；
17、多足爬行機器人爬行至預定觀察點附近后，控制多足爬行機器人各腿部結構進行左右平移和旋轉動作來對姿態進行調整，控制攝像頭大范圍觀測并捕捉故障可能點，控制移動工業相機移動視角進行放大檢查；當觀察缺陷時，多足爬行機器人控制云臺伺服運動，保持觀察點位于圖像中央；
18、觀察飛機腔道頂部時，完全展開各腿部結構的機械臂，控制多足爬行機器人抬高機身令工業相機處于高觀察位置，清晰觀察頂部以及細小狹縫處。
19、進一步，所述圖像監測控制還包括：以第二機器足跨越組和第三機器足跨越組支撐多足爬行機器人，控制多足爬行機器人處于站立狀態，控制第一機器足跨越組腿部結構作為機械手，撥轉發動機轉子檢查葉片有無損傷。
20、另一方面，多足爬行機器人控制系統，用于實現所述的多足爬行機器人控制方法，包括運動控制子系統和視頻傳輸子系統，所述運動控制子系統包括相連通控制的多足爬行機器人數字舵機和任務管理器，所述任務管理器接收終端命令并分別通過正運動學控制模塊和運動算法模塊控制數字舵機，所述運動算法模塊對步態坐標進行計算和控制。
21、進一步，所述視頻傳輸子系統包括獲取圖像信息的攝像頭、工業相機以及顯示終端，所述攝像頭和工業相機通過視頻流服務器將視頻數據傳輸到終端顯示。
22、進一步，所述相連通控制的多足爬行機器人數字舵機和任務管理器，控制方式包括有線控制、無線控制和搖桿控制。
23、本專利技術的有益效果：本專利技術提出了多足爬行機器人控制系統及控制方法，對一種用于飛機內狹小彎曲腔道維修保障的多足爬行機器人進行控制，利用機器本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.多足爬行機器人控制方法，控制多足爬行機器人移動并監控由相機捕捉到的圖像，其特征在于，包括可切換的爬行步態控制、越障步態控制及圖像監測控制，所述越障步態控制包括障礙跨越式步態控制，具體包括以下子步驟：
2.根據權利要求1所述的多足爬行機器人控制方法，其特征在于，所述第一機器足跨越組包括多足爬行機器人1號腿和6號腿，第二機器足跨越組包括多足爬行機器人2號腿和5號腿，第三機器足跨越組包括多足爬行機器人3號腿和4號腿。
3.根據權利要求2所述的多足爬行機器人控制方法，其特征在于，所述越障步態控制還包括狹縫穿越式步態控制，具體包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的多足爬行機器人控制方法，其特征在于，所述爬行步態控制時，將多足爬行機器人機器足分為兩組三角形結構，分別作為擺動相和支撐相并控制兩組結構周期性交替循環進行行走動作；通過控制第一機器足跨越組腿部結構的張開幅度對多足爬行機器人重心進行調整，所述爬行步態包括：低姿爬行步態、正常爬行步態和高姿爬行步態。
5.根據權利要求4所述的多足爬行機器人控制方法，其特征在于，所述擺動相包括多足爬行機
6.根據權利要求1所述的多足爬行機器人控制方法，其特征在于，所述圖像監測控制通過對多足爬行機器人的運動控制結合攝像頭與工業相機進行監測，所述攝像頭對目標區域大范圍視頻快速搜索和觀察，所述工業相機對目標區域故障點放大精確檢查，具體包括：
7.根據權利要求6所述的多足爬行機器人控制方法，其特征在于，所述圖像監測控制還包括：以第二機器足跨越組和第三機器足跨越組支撐多足爬行機器人，控制多足爬行機器人處于站立狀態，控制第一機器足跨越組腿部結構作為機械手，撥轉發動機轉子檢查葉片有無損傷。
8.多足爬行機器人控制系統，用于實現權利要求1~7任意一項所述的多足爬行機器人控制方法，其特征在于，包括運動控制子系統和視頻傳輸子系統，所述運動控制子系統包括相連通控制的多足爬行機器人數字舵機和任務管理器，所述任務管理器接收終端命令并分別通過正運動學控制模塊和運動算法模塊控制數字舵機，所述運動算法模塊對步態坐標進行計算和控制。
9.根據權利要求8所述的多足爬行機器人控制系統，其特征在于，所述視頻傳輸子系統包括獲取圖像信息的攝像頭、工業相機以及顯示終端，所述攝像頭和工業相機通過視頻流服務器將視頻數據傳輸到終端顯示。
10.根據權利要求8所述的多足爬行機器人控制系統，其特征在于，所述相連通控制的多足爬行機器人數字舵機和任務管理器，控制方式包括有線控制、無線控制和搖桿控制。
...【技術特征摘要】
1.多足爬行機器人控制方法，控制多足爬行機器人移動并監控由相機捕捉到的圖像，其特征在于，包括可切換的爬行步態控制、越障步態控制及圖像監測控制，所述越障步態控制包括障礙跨越式步態控制，具體包括以下子步驟：
2.根據權利要求1所述的多足爬行機器人控制方法，其特征在于，所述第一機器足跨越組包括多足爬行機器人1號腿和6號腿，第二機器足跨越組包括多足爬行機器人2號腿和5號腿，第三機器足跨越組包括多足爬行機器人3號腿和4號腿。
3.根據權利要求2所述的多足爬行機器人控制方法，其特征在于，所述越障步態控制還包括狹縫穿越式步態控制，具體包括以下步驟：
4.根據權利要求1所述的多足爬行機器人控制方法，其特征在于，所述爬行步態控制時，將多足爬行機器人機器足分為兩組三角形結構，分別作為擺動相和支撐相并控制兩組結構周期性交替循環進行行走動作；通過控制第一機器足跨越組腿部結構的張開幅度對多足爬行機器人重心進行調整，所述爬行步態包括：低姿爬行步態、正常爬行步態和高姿爬行步態。
5.根據權利要求4所述的多足爬行機器人控制方法，其特征在于，所述擺動相包括多足爬行機器人1號腿、3號腿和5號腿，所述支撐相包括多足爬行機器人2號腿、4號腿和6號腿。
6.根據權利要求1所述的多足爬行機器人控制方法，其特征在于，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：盧鑒，鐘杰，王峰，陳杰，王偉，譚廣義，杜宇，趙起詳，謝平生，嚴朝霞，張東晉川，
申請(專利權)人：成都航利裝備科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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