西北工业大学程晖获国家专利权
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龙图腾网获悉西北工业大学申请的专利一种风压式爬壁检测机器人风压自适应控制方法和装置获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119087795B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-28发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202410996523.X,技术领域涉及:G05B13/04;该发明授权一种风压式爬壁检测机器人风压自适应控制方法和装置是由程晖;李凡宇;李静;宗立军;刘卓;张开富;李原设计研发完成,并于2024-07-24向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种风压式爬壁检测机器人风压自适应控制方法和装置在说明书摘要公布了:本发明提供了一种风压式爬壁检测机器人风压自适应控制方法和装置,包括机器人主控板和压力传感器,机器人主控板安装在机器人底盘上,线激光表面重构感测头通过测头安装支架安装在机器人底盘上,机器人底盘上还安装有电池和压力传感器,机器人主控板内设有根据模拟量数据转换分析的风压力估计算法和不同表面工况下涵道功率自适应调节控制算法。本发明通过引入数字模拟量,消除了传统压力传感器测量时的解码器电压测量误差,提高了机器人控制程序进行压力测算时初始输入数据的精度,设计了基于不同工况模型的程序控制算法,使得机器人在获取自身工况后,能够根据算法自动调节涵道的输出功率,进而改变风压力大小,实现了运动自适应。
本发明授权一种风压式爬壁检测机器人风压自适应控制方法和装置在权利要求书中公布了:1.一种风压式爬壁检测机器人风压自适应控制装置的方法,其特征在于,所述的装置包括机器人主控板3和压力传感器13; 所述机器人主控板3安装在机器人底盘1上,在所述机器人底盘1上还通过涵道安装支架7对称的安装有两个涵道2; 线激光表面重构感测头4通过测头安装支架5安装在机器人底盘1上,所述机器人底盘1上还通过底盘支架8安装有四个电机支架9,每个所述电机支架9与底盘1之间还安装有一个压力传感器13; 每个所述电机支架9内均安装有可编码电机10,所述可编码电机10通过六角联轴器12安装有麦克纳姆轮; 所述机器人底盘1上还安装有电池11和线激光表面重构感测头4,所述电池11用于完成机器人主控板3、线激光表面重构感测头4、可编码电机10以及压力传感器13的电能供给; 所述的方法为:所述机器人主控板3内设有根据模拟量数据转换分析的风压力估计算法,对压力传感器测量的数据按照模拟量的模拟精度进行均匀化处理,对精度均匀化后的数据进行采集,获取任意模拟量精度下的压力传感器实时压力值,同时采用积分计算算法,对模拟量采集时间频率进行积分的数据模拟方式,通过消除数据采集时间间隔变大导致的精度下降现象,提高采集过程的参数数据精度; 所述的风压力估计算法具体实现过程如下: 压力传感器13正常工作状态下的电压由记为0电压,设机器人测量装置所选压力传感器量程为K,传感器工作测量压力时,电压变化范围为0~U,设某时刻系统读取模拟量数值为α,该时刻压力传感器电压读数为Ut,系统模拟量精度为δ,压力传感器在该时刻下的压力读数为β: 对压力传感器电压进行细化,记其为ζ,则有: ; 此时压力传感器实际测得压力: ; 算法读取压力传感器瞬时压力数值为N1,则有: ; 其中,为定值,模拟量α由下式积分获取: ; 式中,为起测时刻的瞬时电压,为压力传感器材料电通量常数,k为材料电阻常数; 所述机器人主控板3内还设有不同表面工况下涵道功率自适应调节控制算法,根据机器人所处的位姿,自动调节机器人涵道的输出功率,从而改变风压大小,具体是将机器人的控制算法按照工作位姿进行划分,按照与空间向上Z轴的夹角0-180°,划分为0~30°、30~60°、60~90°、90~120°、120~150°、150~180°六个工况,针对六个工况进行机器人的涵道功率建模分析,按照不同的区间角度变化规律进行涵道输出功率的控制,提高机器人运动稳定性,节省机器人自身能源,削弱风压对机器人运动的阻碍。
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