索式爬壁机器人测距方法及索式爬壁机器人与流程

本发明涉及爬壁机器人测距，尤其涉及一种索式爬壁机器人测距方法及索式爬壁机器人。

背景技术：

1、垂直墙面需要进行定期清理，垂直索式爬壁机器人是一种能够沿着建筑物顶端放下的绳索，进行上下运动的机器人。运动过程中，通过绞盘与绳索配合，可实现机器人的爬壁运动；具体的，绳索穿过绞盘，依靠绳索和绞盘间的摩擦力使绳索相对绞盘静止，当绞盘转动时，绳索会顺着绞盘入口方向不断地被绞盘卷入，同时，在绞盘出口方向将多余的绳索放出，从而实现绞盘在绳索上攀爬。

2、在运动过程中，需要确定机器人距离地面的准确高度，传统的高度计算方法包括激光测距、超声波测距、视觉测距等，然而在复杂环境和垂直墙面上的移动中，这些方法存在一定的局限性。例如：

3、气压测高法：利用气压传感器测量气压变化，通过气压与海拔高度的关系计算机器人的高度，然而，受大气条件变化的影响，可能导致高度计算的不准确性；

4、定位测高法：利用定位系统接收卫星信号，通过计算机器人与卫星之间的距离来获取高度信息；然而，在垂直墙面上移动时，由于对卫星信号的遮挡，定位系统的高度计算不稳定；

5、激光测距法：传统机器人中常采用激光测距来获取目标距离，但在墙面上移动时容易受到光线反射的影响，导致高度测量误差；

6、超声波测距法：利用超声波在空气中传播的原理进行距离测量，但在复杂环境中容易受到多径效应干扰，导致高度计算不准确；

7、视觉测距法：利用摄像头或其他视觉传感器获取机器人相对于墙面的位置，然后计算高度；然而，受到环境光影响，可能导致测量误差。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的至少以上技术问题，本发明提供了一种索式爬壁机器人测距方法及索式爬壁机器人。

2、本发明一方面提供一种索式爬壁机器人测距方法，所述索式爬壁机器人测距包括转动结构和编码器，所述转动结构与所述索式爬壁机器人所连绳索连接，并用于与所述索式爬壁机器人同步移动，所述编码器与所述转动结构连接，所述方法包括：获取所述编码器的脉冲数；根据所述脉冲数和预设的每个脉冲对应的单位长度，确定所述索式爬壁机器人的移动距离。

3、在一些实施例中，所述转动结构包括用于驱动所述索式爬壁机器人沿所述绳索移动的绞盘，所述编码器与所述绞盘连接，所述方法包括：获取所述绞盘上所述编码器的脉冲数。

4、在一些实施例中，所述转动结构包括用于与所述索式爬壁机器人同步移动的从动轮，所述绳索驱动所述从动轮转动，所述编码器与所述从动轮连接，所述方法包括：获取所述从动轮上所述编码器的脉冲数。

5、在一些实施例中，所述获取所述编码器的脉冲数的步骤还包括：同步获取所述索式爬壁机器人和/或所述绳索的状态信息，当所述状态信息大于设定阈值时，获得的所述编码器的脉冲数为校正脉冲数；所述根据所述脉冲数和预设的每个脉冲对应的单位长度，确定所述索式爬壁机器人的移动距离的步骤还包括：根据所述校正脉冲数和预设的每个脉冲对应的单位长度，确定所述索式爬壁机器人的移动距离。

6、在一些实施例中，所述获取所述索式爬壁机器人和/或所述绳索的状态信息的步骤包括：获取所述索式爬壁机器人驱动电机的力矩值信息和/或获取所述绳索的张紧力值信息。

7、本发明另一方面还提供一种索式爬壁机器人，包括机器人本体、转动结构、编码器和控制器；所述转动结构设于所述机器人本体上，所述转动结构与所述机器人本体同步移动，并沿所述机器人本体所连绳索转动，所述编码器与所述转动结构连接，并随所述转动结构同步转动，所述编码器用于获取所述转动结构的转动信息；所述控制器用于根据所述转动信息计算所述转动结构沿所述绳索移动的距离。

8、在一些实施例中，所述转动结构包括伺服电机和绞盘，所述伺服电机的输出轴与所述绞盘连接，并用于驱动所述绞盘转动；所述编码器与所述绞盘连接，并用于获取所述绞盘的转动信息。

9、在一些实施例中，所述转动结构包括从动轮，所述从动轮与所述绳索摩擦而转动；所述编码器与所述从动轮连接，并用于获取所述从动轮的转动信息。

10、在一些实施例中，还包括状态检测装置，所述状态检测装置用于检测所述机器人本体和/或所述绳索的状态信息；当所述状态信息大于设定阈值时，获得的所述转动信息为校正转动信息，所述控制器用于根据所述校正转动信息计算所述转动结构沿所述绳索移动的距离。

11、在一些实施例中，所述状态检测装置包括用于检测所述机器人本体的驱动电机力矩值的力矩检测传感器和/或用于检测所述绳索张紧力值的张紧力检测传感器。

12、本发明提供的一种索式爬壁机器人测距方法及索式爬壁机器人，索式爬壁机器人贴合在工作表面上，驱动电机连接绞盘，绞盘转动实现在绳索上的移动，通过设置转动结构和编码器，使得转动结构和编码器可被绳索带动而转动，转动过程中，编码器产生脉冲，根据脉冲数计算确定绞盘的移动距离；以及还可根据获取的状态信息过滤索式爬壁机器人的无效移动，以提高距离计算的精度。本发明技术方案，采用编码器测量移动距离的方式，受外界环境影响小且不受高度影响，测距时的稳定性更高且测距范围更大，以及编码器的测试精度更高，可提供更精准的高度数据。

技术特征：

1.一种索式爬壁机器人测距方法，其特征在于，所述索式爬壁机器人测距包括转动结构和编码器，所述转动结构与所述索式爬壁机器人所连绳索连接，并用于与所述索式爬壁机器人同步移动，所述编码器与所述转动结构连接，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的索式爬壁机器人测距方法，其特征在于，所述转动结构包括用于驱动所述索式爬壁机器人沿所述绳索移动的绞盘，所述编码器与所述绞盘连接，所述方法包括：

3.根据权利要求1所述的索式爬壁机器人测距方法，其特征在于，所述转动结构包括用于与所述索式爬壁机器人同步移动的从动轮，所述绳索驱动所述从动轮转动，所述编码器与所述从动轮连接，所述方法包括：

4.根据权利要求1至3中任一项所述的索式爬壁机器人测距方法，其特征在于，所述获取所述编码器的脉冲数的步骤还包括：

5.根据权利要求4所述的索式爬壁机器人测距方法，其特征在于，所述获取所述索式爬壁机器人和/或所述绳索的状态信息的步骤包括：

6.一种索式爬壁机器人，其特征在于，包括机器人本体(10)、转动结构(20)、编码器(30)和控制器；

7.根据权利要求6所述的索式爬壁机器人，其特征在于，所述转动结构(20)包括伺服电机和绞盘(21)，所述伺服电机的输出轴与所述绞盘(21)连接，并用于驱动所述绞盘(21)转动；

8.根据权利要求6所述的索式爬壁机器人，其特征在于，所述转动结构(20)包括从动轮(22)，所述从动轮(22)与所述绳索(40)摩擦而转动；

9.根据权利要求6至8中任一项所述的索式爬壁机器人，其特征在于，还包括状态检测装置，所述状态检测装置用于检测所述机器人本体(10)和/或所述绳索(40)的状态信息；

10.根据权利要求9所述的索式爬壁机器人，其特征在于，所述状态检测装置包括用于检测所述机器人本体(10)的驱动电机力矩值的力矩检测传感器和/或用于检测所述绳索(40)张紧力值的张紧力检测传感器。

技术总结本发明涉及爬壁机器人测距技术领域，尤其涉及一种索式爬壁机器人测距方法及索式爬壁机器人，该方法中索式爬壁机器人测距包括转动结构和编码器，转动结构与索式爬壁机器人所连绳索连接，并用于与索式爬壁机器人同步移动，编码器与转动结构连接，方法包括：获取编码器的脉冲数；根据脉冲数和预设的每个脉冲对应的单位长度，确定索式爬壁机器人的移动距离。本发明技术方案，采用编码器测量移动距离的方式，受外界环境影响小且不受高度影响，测距时的稳定性更高且测距范围更大，以及编码器的测试精度更高，可提供更精准的高度数据。技术研发人员：张国青,吴迪,赵德奎,刘彦雨,许华旸,蒲婷,刘思迪受保护的技术使用者：北京史河科技有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6