一种磁吸附巡检机器人及其控制方法与流程

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1.本技术涉及机器人技术领域，具体地，涉及一种磁吸附巡检机器人及其控制方法。

背景技术：

2.桥梁架设能力连年增强，采用钢结构架设已经成为主流方案之一，对于钢结构桥梁的架设往往采用焊接、铆接、螺栓装配等方式。金属的氧化、装配方式的松动和焊缝的开裂对钢结构桥梁安全的威胁日益严重，对钢结构桥梁的巡检维护也越来越频繁与重要。
3.钢结构桥梁现有的主要巡检方式是采用人工巡检，通过人工攀爬到特定部位进行巡视或检测，或通过无人机进行高空巡检，通过无人机进行视频拍摄特定区域进行巡视检查。但采用人工巡检，工人往往需要攀爬到一定高度，而有些桥梁没有设置可供巡检的攀爬梯，对作业工人的人身安全有致命威胁，属于高空危险作业。采用无人机巡检的方式虽然解决了人工巡检存在的问题，但目前无人机巡检的方式也仅适应于结构简单以及结构间距大的钢结构桥梁外侧，而现在的钢结构桥梁空间结构往往复杂多变，内部空间结构空间相对狭小，无人机无法进入内部进行巡检拍摄。

技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题，本技术提供一种磁吸附巡检机器人及其控制方法。
5.根据本技术第一方面，提供了一种磁吸附巡检机器人，所述磁吸附巡检机器人包括：车箱体；主体车架，与所述车箱体连接；浮动车架，通过浮动部件与所述主体车架连接，并与行走装置连接，用于使所述行走装置绕所述磁吸附巡检机器人的中线扭动；所述行走装置，包括磁轮组，所述磁轮组安装在所述浮动车架上，用于使所述磁吸附巡检机器人在工作面进行吸附行走；检测部件，用于对待吸附巡检体进行检测。
6.根据本技术一实施方式，所述主体车架包括车架和与车架连接的两组浮动支架，所述浮动车架为两组，每组所述浮动车架包括两个固定车梁，所述浮动部件包括浮动中轴；所述固定车梁通过所述浮动中轴和所述浮动支架带动所述磁轮组转向，所述浮动中轴与所述浮动支架主体车架相对运动；其中，所述固定车梁通过所述浮动中轴与所述浮动支架主体车架连接，所述固定车梁两边分别连接有磁轮组。
7.根据本技术一实施方式，所述磁轮组包括磁体轮体与驱动装置，所述驱动装置内嵌在所述磁体轮体内，所述驱动装置包括一体化集成的减速器、电机与和电机驱动器。
8.根据本技术一实施方式，所述检测部件包括云台相机或抵近巡检机器臂，所述抵近巡检机械臂包括抵近检测单元，所述抵近检测单元包括用于抵近观察用的检测相机和末端测距传感器。
9.根据本技术一实施方式，所述磁吸附巡检机器人还包括电子器件，所述电子器件包括电池组件、行走相机、外挂测距模块、控制器、外挂通信模块、驱动装置控制器；所述行走相机，与所述浮动车架连接，用于在所述磁吸附巡检机器人运动过程中进行视频拍摄；所述外挂测距模块，与所述车箱体连接，用于障碍物距离检测。
10.根据本技术一实施方式，所述主体车架包括车架，所述浮动部件包括浮动机构，所述车架通过所述浮动机构与所述浮动车架连接，所述浮动机构包括两个球形铰链、普通铰链、两个浮动元件以及两个球形铰链稳定机构，所述两个球形铰链与所述主体车架连接，所述普通铰链与所述浮动车架连接。
11.根据本技术第二方面，提供了一种基于上述磁吸附巡检机器人的控制方法，所述方法包括：接收地面站的自检指令进行自检，在自检通过的情况下接收通过行走相机和外挂测距模块得到的传感器数据；将所述传感器数据通过外挂通信模块发送至所述地面站；接收所述地面站响应于所述传感器数据的控制指令，响应于所述控制指令根据所述传感器数据确定所述磁吸附巡检机器人的路径规划数据；将所述路径规划数据发送至驱动装置控制器，以使所述驱动装置控制器根据所述路径规划数据控制所述磁吸附巡检机器人到达目标位置并发送到达信号至控制器，所述送达信号携带回传数据；将所述回传数据发送至所述地面站，以使所述地面站控制所述检测部件在所述磁吸附巡检机器人到达目标位置的情况下进行检测操作。
12.根据本技术一实施方式，所述确定所述磁吸附巡检机器人的路径规划数据，包括：根据所述传感器数据生成三维空间模型；判断所述磁吸附巡检机器人在所述三维空间模型的当前位置；根据所述当前位置和目标位置，确定所述磁吸附巡检机器人的路径规划数据。
13.根据本技术一实施方式，所述驱动装置控制器根据所述路径规划数据控制所述磁吸附巡检机器人到达目标位置，包括：所述驱动装置控制器根据所述路径规划数据计算磁轮组所需的运行参数；将所述运行参数传输至驱动装置的电机驱动器，以使所述电机驱动器根据所述路径规划数据控制电机运行，得到执行数据；将所述执行数据回传至所述驱动装置控制器，以使所述驱动装置控制器对所述执行数据进行数据对比得到比对数据；在所述比对数据示出所述磁吸附巡检机器人到达目标位置的情况下，确定所述磁吸附巡检机器人到达目标位置。
14.根据本技术一实施方式，所述检测部件为抵近巡检机械臂；相应的，所述检测部件在所述磁吸附巡检机器人到达目标位置的情况下进行检测操作，包括：接收所述控制器发送的检测指令；根据所述检测指令确定所述抵近巡检机械臂的大臂电机、小臂电机以及末端电机所需的控制参数；根据所述控制参数，控制抵近检测单元抵达工作区域进行拍摄操作。
15.本技术的一种磁吸附巡检机器人及其控制方法，浮动车架与主体车架通过浮动部件装配，使与浮动车架连接的磁轮组可以绕磁吸附巡检机器人中线做扭动，适应不同曲面的运动与转向，跨越一定高度的障碍，能够在钢结构桥梁等需要进行巡检工作的巡检体上全方位攀爬，以进行巡检工作。
16.需要理解的是，本技术的教导并不需要实现上面所述的全部有益效果，而是特定的技术方案可以实现特定的技术效果，并且本技术的其他实施方式还能够实现上面未提到的有益效果。
附图说明
17.通过参考附图阅读下文的详细描述，本技术示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本技术的若
干实施方式，其中：在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
18.图1示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的组成结构示意图；图2示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的车箱体的结构示意图；图3示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的主体车架的结构示意图；图4示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的浮动车架与磁轮组的结构关系示意图；图5示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的磁体轮体的零件示意图；图6示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的机械臂的组成结构示意图；图7示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的抵近巡检机械臂的工作状态示意图；图8示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的主体支架和浮动车架的连接关系结构示意图；图9示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的浮动元件的内部结构示意图；图10示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的控制方法的流程示意图。
19.附图标记：11、车箱体；12、主体车架；13、浮动车架；141、浮动中轴；142、浮动机构；151、磁轮组；1511、缓冲轮圈；1512、磁体；1513、轮辋；1514、一体化集成的减速器；1515、传动法兰；1516、磁轮盖；1517、磁体支架；161、云台相机；162、抵近巡检机械臂；171、行走相机；172、外挂测距模块；173、控制器；174、外挂通信模块；175、驱动装置控制器；21、箱体；22、外挂支架；23、弹片；211、箱体过线孔；212、过线槽；31、车架；32、浮动支架；33、控制器保护盖；311、车架过线孔；322、限位块；41、固定车梁；42、固定法兰；61、抵近检测单元；62、大臂电机；63、小臂电机；64、大臂；65、小臂连杆；66、小臂；67、末端电机；68、小臂曲柄；69、机械臂固定座；610、机械臂固定座；661、第一轴孔；662、第二轴孔；71、被检测区域；72、检测传感器安装位；81、球形铰链；82、普通铰链；83、浮动元件；84、球形铰链稳定机构；90、元件；91、空间运动约束结构；92、空隙；93、第一悬浮元件；94、第二悬浮元件；95、第三悬浮元件；96、第四悬浮元件。
具体实施方式
20.下面将参考若干示例性实施方式来描述本技术的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本技术，而并非以任何方式限制本技术的范围。相反，提供这些实施方式是为使本技术更加透彻和完整，并能够将本技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。
21.下面结合附图和具体实施例对本技术的技术方案进一步详细阐述。
22.图1示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的组成结构示意图。
23.参考图1，本技术实施例磁吸附巡检机器人包括车箱体11、主体车架12、浮动车架13、行走装置（图中未示出，图1中以磁轮组151示出）以及检测部件（图中未示出，图1和图6中以云台相机161或抵近巡检机械臂162示出）。其中，主体车架12与车箱体11连接，浮动车架13通过浮动部件（图中未示出，图1和图8中以浮动中轴141或浮动机构142示出）与主体车
架12连接，浮动车架13还与行走装置连接，用于使行走装置绕磁吸附巡检机器人的中线扭动。行走装置包括四个磁轮组151，磁轮组151安装在浮动车架13上，用于使磁吸附巡检机器人在工作面进行吸附行走，检测部件用于对待吸附巡检体进行检测。
24.本技术实施例中的磁吸附巡检机器人，在对钢结构桥梁进行作业时，工作面即为桥梁外壁，待吸附巡检体即为钢结构桥梁，磁轮组151能够吸附工作面进行行走，浮动车架13与主体车架12通过浮动部件装配的结构能够使磁轮组151转向，由此带动磁吸附巡检机器人对钢结构桥梁进行全方位巡检。需要说明的是，本技术实施例磁吸附巡检机器人的应用场景不仅限于钢结构桥梁，也可以用于船舶、化工罐体等采用钢结构制成的建筑物或大型钢结构设备。
25.图2示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的车箱体的结构示意图。
26.参考图2，图2中a示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的车箱体外部结构示意图，图2中b示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的车箱体内部结构示意图，在本技术一实施方式中，车箱体11包括箱体21、外挂支架22以及弹片23。
27.进一步的，箱体21任意壁面上设计有用于过线的箱体过线孔211，箱体21下侧设计为波浪形结构，用于支撑内部器件，并且在波浪形结构上还设计有用于布线的过线槽212，过线槽212与波浪形结构轴向垂直。
28.箱体21的外侧设计有外挂支架22，外挂支架22用于电子器件的安装。箱体21内侧壁面设计有弹片23，用于内部器件的定位与固定，弹片23采用弹性材料制成。
29.参考图3和图4，图3示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的主体车架的结构示意图，图3中a示出了主体车架的外部结构示意图，图3中b示出了主体车架的内部结构示意图，图4示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的浮动车架与磁轮组的结构关系示意图。
30.在本技术这一实施方式中，主体车架12包括车架31和与车架31连接的两组浮动支架32，浮动车架13为两组，每组浮动车架13包括两个固定车梁41，浮动部件包括浮动中轴141，其中，固定车梁41通过浮动中轴141和浮动支架32带动磁轮组151转向，浮动中轴141与浮动支架32相对运动，固定车梁41通过浮动中轴141与浮动支架32连接，固定车梁41两边分别连接有磁轮组151。
31.具体的，参考图3，主体车架12包括车架31、浮动支架32以及控制器保护盖33。控制器保护盖33通过螺钉稳固装配在车架31正下方，车架31与控制器保护盖33设计有用于固定驱动器的器件仓，车架31设计有用于穿线的车架过线孔311。浮动支架32通过螺钉紧固装配在车架31前后端的正下方，浮动支架32上设计有轴孔与限位块322。
32.进一步的，参考图1和图4，浮动车架13为两组，每组浮动车架13包括两个固定车梁41，固定车梁41两边分别连接有磁轮组151，固定车梁41通过浮动中轴141和主体车架12带动磁轮组151转向，浮动中轴141与主体车架12相对运动。
33.浮动车架13包括固定车梁41和固定法兰42。固定车梁41上设计有浮动中轴孔，两侧各通过螺栓紧固装配有固定法兰42。
34.浮动车架13两侧的固定法兰42与磁轮组151通过螺栓紧固装配，浮动车架13与磁轮组151共同组成磁吸附巡检机器人支撑驱动模组。浮动车架13通过固定车梁41上设计的浮动中轴孔通过浮动中轴141与主体车架12的浮动支架32的轴孔间隙装配。由此，浮动车架13通过浮动中轴141可以绕浮动中轴141的轴线浮动摆动，浮动车架13的浮动摆动，可以使
磁轮组151与待吸附巡检体的金属壁面紧密吸附，以越过一定高度的障碍物，并且可以在吸附的金属壁面上进行转向运动，由此对待吸附巡检体的复杂内部结构进行巡检。
35.图5示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的磁体轮体的零件示意图。
36.参考图4和图5，在本技术一实施方式中，磁轮组151包括磁体轮体以及驱动装置，驱动装置内嵌在磁体轮体内部，驱动装置包括减速器、电机与和电机驱动器。
37.进一步的，驱动装置为一体化集成的减速器1514，磁体轮体包括缓冲轮圈1511、磁体1512、轮辋1513、传动法兰1515、磁轮盖1516以及磁体支架1517。
38.缓冲轮圈1511紧密包覆固定在磁体支架1517与磁体1512的外圈，采用橡胶制成，外侧设计有用于增大摩擦力的花纹。轮辋1513设计有用于固定磁体1512与磁体支架1517的凹槽，内侧设计有法兰固定孔。传动法兰1515上设计有内圈法兰孔与外圈法兰孔，内圈法兰孔与一体化集成的减速器1514通过螺栓紧固装配，外圈法兰分别与轮辋1513上的法兰孔与磁轮盖1516的法兰孔通过螺栓紧固装配。磁轮盖1516的截面形状为凹字形，通过传动法兰1515的紧固装配与轮辋1513形成与轮辋1513的凹槽相同的凹槽结构，并在中间设计有用于与传动法兰1515定位的定位孔。磁体支架1517用于均布磁体1512，整体设计为h形爪形结构，其中一侧爪形结构嵌入轮辋1513的凹槽中，另一侧爪形结构嵌入磁轮盖1516与轮辋1513行成的凹槽中。磁体1512紧密固定在磁体支架1517的凹槽中，其中一端嵌入轮辋1513的凹槽或磁轮盖1516与轮辋1513行成的凹槽中。
39.进一步的，一体化集成的减速器1514内集成有电机驱动器、电机、减速器，通过机壳封装一体。
40.在本技术一实施方式中，磁体1512为永磁铁体。
41.由此，将一体化集成的减速器1514内嵌进磁体轮体内部，一体化集成的减速器1514与磁体轮体巧妙的结合为一体化结构的磁轮组151，减小了运动机构的体积，可以使磁吸附巡检机器人体积更小，对钢结构桥梁复杂的内部结构进行巡检，并为后续给磁吸附巡检机器人增设多个传感器组件节省了大量空间。并且，磁体1512采用永磁铁，吸附力更强，可以让磁吸附巡检机器人在钢结构桥梁上稳定吸附。
42.图6示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的机械臂的组成结构示意图。
43.参考图1和图6，在本技术一实施方式中，检测部件可以为云台相机161，还可以为抵近巡检机器臂162，抵近巡检机械臂162包括抵近检测单元61，抵近检测单元61包括用于抵近观察用的检测相机和末端测距传感器。
44.具体的，云台相机161通过螺栓与车箱体11紧固装配，用于巡检过程的工作拍摄。
45.抵近巡检机器臂162包括用于抵近巡检机械臂固定的机械臂固定座69和机械臂固定座610，进一步的，抵近巡检机械臂162还包括：大臂电机62、小臂电机63、大臂64、小臂连杆65、小臂66、末端电机67以及小臂曲柄68。抵近巡检机器臂162通过机械臂固定座69和机械臂固定座610使用螺栓与车箱体11紧固装配，大臂电机62通过螺栓与机械臂固定座69紧固装配，小臂电机63通过螺栓与机械臂固定座610紧固装配，大臂电机62与小臂电机63出轴同轴装配。
46.进一步的，大臂64下端设计有法兰固定位与轴孔，上端设计有配合轴孔，大臂电机62出轴与大臂64通过法兰盘与螺栓紧固装配，大臂电机62旋转时带动大臂64同步运动。
47.小臂曲柄68下端设计有法兰装配位，上端设计有用于与小臂连杆65装配的轴孔，
小臂66上端分别设计有第一轴孔661与第二轴孔662，小臂电机63出轴穿过大臂64下端的轴孔，使用法兰盘与小臂曲柄68下端紧固装配。小臂连杆65上端与下端分别设计有用于装配的轴孔，小臂曲柄68上端的轴孔使用芯轴与小臂连杆65下端的轴孔间隙配合装配，小臂连杆65上端轴孔使用芯轴与小臂66的第一轴孔661间隙配合装配，小臂66的第二轴孔662使用芯轴与大臂64上端轴孔间隙配合装配。其中，大臂64、小臂连杆65、小臂66以及小臂曲柄68装配后为四边形连杆机构。由此，小臂电机63转动能够同步带动小臂曲柄68旋转，小臂曲柄68的运动通过小臂连杆65的传动能够带动小臂66运动。
48.再进一步的，小臂66末端设计有用于末端电机67装配的装配位，末端电机67紧固装配在小臂66末端的装配位上，末端电机67的出轴与抵近检测单元61紧固装配，末端电机67可以带动抵近检测单元61同步动作。其中，抵近检测单元61至少包含用于抵近观察用的检测相机和末端测距传感器。
49.图7示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的抵近巡检机械臂的工作状态示意图。
50.参考图7，在本技术这一实施方式中，还可以通过抵近巡检机械臂162搭载检测传感器，以对磁吸附巡检机器人的正下方的结构空间进行简单的检测。
51.具体的，可以通过控制抵近巡检机械臂162对被检测区域71进行检测，其中，抵近巡检机械臂可以设置检测传感器安装位72以搭载所需的检测传感器。
52.进一步的，在本技术一实施方式中，检测传感器可以被替换为检修设备，以进行简单的维修作业。
53.参考图1，在本技术一实施方式中，磁吸附巡检机器人10还包括电子器件，电子器件包括电池组件、行走相机171、外挂测距模块172、控制器173、外挂通信模块174。其中，行走相机171与浮动车架13连接，用于在磁吸附巡检机器人运动过程中进行视频拍摄，外挂测距模块172与车箱体11连接，用于障碍物距离检测。
54.具体的，行走相机通过螺栓与浮动车架13紧固装配，用于运动方向的视频拍摄。控制器173通过螺栓与车箱体11紧固装配。外挂测距模块172与外挂通信模块174分别用于数据传输与障碍物距离检测，通过螺栓或挂装的方式与车箱体11的外挂支架22紧固装配。其中，外挂测距模块172、行走相机171和控制器173配合工作可以进行三维空间建模与路径规划。
55.进一步的，参考图3，电子器件还包括驱动装置控制器175，驱动装置控制器175通过螺栓紧固装配于主体车架12下方的器件仓内。
56.在本技术一实施方式中，在车箱体11内部还装有其它用于磁吸附巡检机器人控制的相关器件，这些器件由车箱体11内弹片23的弹性定位与固定。
57.在本技术一实施方式中，电子器件间的线缆通过设计的过线孔与走线槽布线，主体布线部分位于车箱体11底部的布线槽内。
58.图8示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的主体支架和浮动车架的连接关系结构示意图。
59.参考图8和图3，在本技术一实施方式中，主体车架12不包括浮动支架32，仅包括车架31，浮动部件为浮动机构142，主体车架中的车架31通过浮动机构142直接与浮动车架13中的固定车梁41连接。浮动机构142包括两个球形铰链81、普通铰链82、两个浮动元件83以
及两个球形铰链稳定机构84，两个球形铰链81与主体车架12连接，普通铰链83与浮动车架13连接。
60.具体的，球形铰链81具有3个自由度，可以让球形铰链的铰点绕x、y、z做任意转动。普通铰链82具有1个自由度，可让铰点绕中心转动，通过连接件与浮动车架13的连接，其中，连接件上需设计有限位机构。两个球形铰链稳定机构84用于两个的球形铰链81的动态稳定。
61.进一步的，浮动元件83采用可以产生悬浮效应的元件作为浮动发生器（例如磁铁等，磁铁具有同性相斥的特性，磁铁之间形成一定的空隙），浮动发生器外侧有空间约束结构，使磁轮组151在一定的空间内下处于悬浮状态，一个浮动机构142包括两个浮动元件83，以在通过普通铰链82与浮动车架13连接时保持浮动车架83的悬浮稳定。
62.图9示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的浮动元件的内部结构示意图。
63.参考图9，在本技术一实施方式中，浮动元件83包括可以产生浮动效应的元件90，元件90包括空间运动约束结构91、空隙92、第一悬浮元件93、第二悬浮元件94、第三悬浮元件95以及第四悬浮元件96，第一悬浮元件93可以在第二悬浮元件94、第三悬浮元件95以及第四悬浮元件96的作用下在空隙92内做任意方向的运动。
64.由此，浮动车架13通过浮动机构142与主体车架12连接，固定车梁41通过浮动机构142与主体车架12可以相对运动，以使与固定车梁41连接的磁轮组151能够在金属壁面上任意转动，使磁吸附巡检机器人转向。
65.在本技术一实施方式中，磁吸附巡检机器人的机械结构采用轻质金属或非金属材料制成。
66.图10示出了本技术实施例磁吸附巡检机器人的控制方法的流程示意图。
67.参考图10，基于上述磁吸附巡检机器人，本技术实施例提供了一种磁吸附巡检机器人的控制方法，控制方法包括：操作1001，接收地面站的自检指令进行自检，在自检通过的情况下接收通过行走相机和外挂测距模块得到的传感器数据；操作1002，将传感器数据通过外挂通信模块发送至地面站；操作1003，接收地面站响应于传感器数据的控制指令，响应于控制指令根据传感器数据确定磁吸附巡检机器人的路径规划数据；操作1004，将路径规划数据发送至驱动装置控制器，以使驱动装置控制器根据路径规划数据控制磁吸附巡检机器人到达目标位置并发送到达信号至控制器，送达信号携带回传数据；操作1005，将回传数据发送至地面站，以使地面站控制检测部件在磁吸附巡检机器人到达目标位置的情况下进行检测操作。
68.在本技术一实施方式中，确定磁吸附巡检机器人的路径规划数据，包括：根据传感器数据生成三维空间模型，判断磁吸附巡检机器人在三维空间模型的当前位置，根据当前位置和目标位置，确定磁吸附巡检机器人的路径规划数据。
69.在本技术一实施方式中，驱动装置控制器采用以下操作控制磁吸附巡检机器人到达目标位置：根据路径规划数据计算磁轮组所需的运行参数，将运行参数传输至驱动装置的电机驱动器，以使电机驱动器根据路径规划数据控制电机运行得到执行数据，将执行数据回传至驱动装置控制器，以使驱动装置控制器对执行数据进行数据对比得到比对数据，在比对数据示出磁吸附巡检机器人到达目标位置的情况下，确定磁吸附巡检机器人到达目标位置。
70.具体的，首先磁吸附巡检机器人开机，磁吸附巡检机器人内的电池组件开始给电子器件供电，以支持电子器件工作。
71.进一步的，地面站发送控制指令到磁吸附巡检机器人，磁吸附巡检机器人的控制器173上电自检，如果自检不通过，磁吸附巡检机器人结束运动并反馈错误指令至地面站。
72.如果控制器173上电自检通过，控制器173接收外挂测距模块172、行走相机171和检测部件采集到的传感器数据，并通过外挂通信模块174将传感器数据同步回传至地面站，地面站根据回传的传感器数据下达控制指令，控制指令经控制器173处理根据接收的传感器数据生成三维空间模型，并判断机器人位于三维空间何处，计算与目标位置的距离，生成路径规划数据。得到路径规划数据后，将路径规划数据传输至驱动装置控制器175，驱动装置控制器175处理接收到路径规划数据，计算磁轮组151所需的运行参数，将运行参数传输至一体化集成的减速器1514的电机驱动器。最后电机驱动器根据接收到的数据控制电机运行，并将执行数据回传至驱动装置控制器175，最后驱动装置控制器175与接收到的数据对比，并将对比数据回传至目标位置判断单元，如果判断抵达目标位置，结束运动，并通过控制器173向地面站发送回传数据，如果判断未抵达目标位置，继续上一个流程。
73.在本技术一实施方式中，检测部件为云台相机161的情况下，检测部件的检测操作包括：地面站指令通过控制器173控制云台相机161工作，云台相机161进行工作数据采集，云台相机161的工作数据通过外挂通信模块174传回地面站。
74.在本技术一实施方式中，检测部件为抵近巡检机械臂162，检测部件的检测操作包括：接收控制器173发送的检测指令，根据检测指令确定抵近巡检机械臂162的大臂电机62、小臂电机63以及末端电机67所需的控制参数，最后根据控制参数，控制抵近检测单元61抵达工作区域进行拍摄操作。
75.具体的，地面站指令通过控制器173处理后下达至机械臂控制器，机械臂控制器分解为大臂电机62、小臂电机63以及末端电机67所需的控制参数，并控制执行电机动作，单一或多个电机的动作合成为抵近巡检机械臂162的运动，使抵近检测单元61抵达工作区域执行工作任务，并结束动作。进一步的，若抵近检测单元61未抵达工作区域，则重复上述流程。其中，抵近检测单元61收集的检测数据通过外挂通信模块传回地面站。
76.由此，将行走相机等电子器件采集的数据通过通信模块传输给地面站，配合控制器生成的三维空间数据与路径规划，可以有效的解决不方便观测空间的路径导航问题。
77.需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
78.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
79.上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
80.另外，在本技术各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
81.以上，仅为本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

技术特征：

1.一种磁吸附巡检机器人，其特征在于，包括：车箱体；主体车架，与所述车箱体连接；浮动车架，通过浮动部件与所述主体车架连接，并与行走装置连接，用于使所述行走装置绕所述磁吸附巡检机器人的中线扭动；所述行走装置，包括磁轮组，所述磁轮组安装在所述浮动车架上，用于使所述磁吸附巡检机器人在工作面进行吸附行走；检测部件，用于对待吸附巡检体进行检测。2.根据权利要求1所述的磁吸附巡检机器人，其特征在于，所述主体车架包括车架和与车架连接的两组浮动支架，所述浮动车架为两组，每组所述浮动车架包括两个固定车梁，所述浮动部件包括浮动中轴；所述固定车梁通过所述浮动中轴和所述浮动支架带动所述磁轮组转向，所述浮动中轴与所述浮动支架相对运动；其中，所述固定车梁通过所述浮动中轴与所述浮动支架连接，所述固定车梁两边分别连接有磁轮组。3.根据权利要求1所述的磁吸附巡检机器人，其特征在于，所述磁轮组包括磁体轮体与驱动装置，所述驱动装置内嵌在所述磁体轮体内，所述驱动装置包括减速器、电机与电机驱动器。4.根据权利要求1所述的磁吸附巡检机器人，其特征在于，所述检测部件包括云台相机或抵近巡检机器臂，所述抵近巡检机械臂包括抵近检测单元，所述抵近检测单元包括用于抵近观察用的检测相机和末端测距传感器。5.根据权利要求1述的磁吸附巡检机器人，其特征在于，所述磁吸附巡检机器人还包括电子器件，所述电子器件包括电池组件、行走相机、外挂测距模块、控制器、外挂通信模块、驱动装置控制器；所述行走相机，与所述浮动车架连接，用于在所述磁吸附巡检机器人运动过程中进行视频拍摄；所述外挂测距模块，与所述车箱体连接，用于障碍物距离检测。6.根据权利要求1所述的磁吸附巡检机器人，其特征在于，所述主体车架包括车架，所述浮动部件包括浮动机构，所述车架通过所述浮动机构与所述浮动车架连接，所述浮动机构包括两个球形铰链、普通铰链、两个浮动元件以及两个球形铰链稳定机构，所述两个球形铰链与所述主体车架连接，所述普通铰链与所述浮动车架连接。7.一种基于权利要求1-6任一项所述的磁吸附巡检机器人的控制方法，其特征在于，所述方法包括：接收地面站的自检指令进行自检，在自检通过的情况下接收通过行走相机和外挂测距模块得到的传感器数据；将所述传感器数据通过外挂通信模块发送至所述地面站；接收所述地面站响应于所述传感器数据的控制指令，响应于所述控制指令根据所述传感器数据确定所述磁吸附巡检机器人的路径规划数据；将所述路径规划数据发送至驱动装置控制器，以使所述驱动装置控制器根据所述路径规划数据控制所述磁吸附巡检机器人到达目标位置并发送到达信号至控制器，所述到达信
号携带回传数据；将所述回传数据发送至所述地面站，以使所述地面站控制所述检测部件在所述磁吸附巡检机器人到达目标位置的情况下进行检测操作。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定所述磁吸附巡检机器人的路径规划数据，包括：根据所述传感器数据生成三维空间模型；判断所述磁吸附巡检机器人在所述三维空间模型的当前位置；根据所述当前位置和目标位置，确定所述磁吸附巡检机器人的路径规划数据。9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述驱动装置控制器根据所述路径规划数据控制所述磁吸附巡检机器人到达目标位置，包括：所述驱动装置控制器根据所述路径规划数据计算磁轮组所需的运行参数；将所述运行参数传输至驱动装置的电机驱动器，以使所述电机驱动器根据所述路径规划数据控制电机运行，得到执行数据；将所述执行数据回传至所述驱动装置控制器，以使所述驱动装置控制器对所述执行数据进行数据对比得到比对数据；在所述比对数据示出所述磁吸附巡检机器人到达目标位置的情况下，确定所述磁吸附巡检机器人到达目标位置。10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述检测部件为抵近巡检机械臂；相应的，所述检测部件在所述磁吸附巡检机器人到达目标位置的情况下进行检测操作，包括：接收所述控制器发送的检测指令；根据所述检测指令确定所述抵近巡检机械臂的大臂电机、小臂电机以及末端电机所需的控制参数；根据所述控制参数，控制抵近检测单元抵达工作区域进行拍摄操作。

技术总结

本申请提供了一种磁吸附巡检机器人及其控制方法，磁吸附巡检机器人包括：车箱体；主体车架，与所述车箱体连接；浮动车架，通过浮动部件与所述主体车架连接，并与行走装置连接，用于使所述行走装置绕所述磁吸附巡检机器人的中线扭动；所述行走装置，包括磁轮组，所述磁轮组安装在所述浮动车架上，用于使所述磁吸附巡检机器人在工作面进行吸附行走；检测部件，用于对待吸附巡检体进行检测。由此，本申请实施例通过浮动部件装配浮动车架与主体车架，使与浮动车架连接的磁轮组可以绕磁吸附巡检机器人中线做扭动，适应不同曲面的运动与转向，跨越一定高度的障碍，能够在钢结构桥梁等需要进行巡检工作的待吸附巡检体上全方位攀爬，以进行巡检工作。行巡检工作。行巡检工作。