CN108983822B - 一种储罐在线检测机器人的深度调节控制系统 - Google Patents

一种储罐在线检测机器人的深度调节控制系统 Download PDF

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    • G05D1/0875—Control of attitude, i.e. control of roll, pitch, or yaw specially adapted to water vehicles

Abstract

本发明公开了一种储罐在线检测机器人的深度调节控制系统，属于储罐腐蚀在线检测机器人技术领域。该系统包括控制器、气泵、加气阀、排气阀、方形重量调节器、深度传感器、排水阀、加水阀、水泵、水池。机器人下潜时，水泵、加水阀、排气阀打开，气泵、加气阀、排水阀关闭，对重量调节器加水增重从而下潜；机器人上浮时，气泵、加气阀、排水阀打开，水泵、加水阀、排气阀关闭，对重量调节器加气排水从而上浮；深度传感器获取机器人深度值并反馈给控制器，控制器通过算法程序确定泵、阀的开闭和加、排水量，调节机器人重、浮力实现深度控制。本发明减少了机器人垂直方向的推进器，机身结构紧凑，水量调节防爆效果好，深度控制准确，操控稳定性好。

Description

一种储罐在线检测机器人的深度调节控制系统
技术领域
本发明涉及一种储罐在线检测机器人的深度调节控制系统，属于储罐腐蚀在线检测机器人技术领域。
背景技术
避障和防爆问题一直制约着储罐在线检测机器人的应用发展，机器人的潜浮运动方式能够在原油储罐中跨越加热盘管等障碍，但采用液压马达提供螺旋桨升力实现机器人潜浮运动，需要一直搅动油液，引起油分子碰撞，长时间容易产生静电，存在严重安全隐患。因此，对于采用潜浮运动方式的储罐在线检测机器人迫切需要一种隔离和防爆效果好的深度调节装置与控制系统。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出了一种储罐在线检测机器人的深度调节控制系统，垂直运动方向上采用水量调节装置取代液压马达螺旋桨，既安全又确保机身结构紧凑，有利于好的防爆效果，控制系统深度调节准确，操控稳定性好。
一种储罐在线检测机器人的深度调节控制系统，包括：控制器、气泵、加气阀、排气阀、方形重量调节器、深度传感器、排水阀、加水阀、水泵、水池。所述控制器收集处理深度信息，通过算法程序控制泵、阀开闭和加、排水量，调节机器人重、浮力实现深度控制；所述气泵对方形重量调节器进行加气，通过气压将重量调节器内的水压出减重；所述水泵对方形重量调节器进行加水增重；所述加(排)水阀、加(排)气阀对水、气进出流道进行通断，完成加水排气、加气排水工作；所述方形重量调节器通过加排水调节机器人重量以改变重浮力平衡，实现潜浮；所述深度传感器实时采集机器人深度信息并反馈至控制器；所述水池为深度调节装置供水。
本发明提供的一种储罐在线检测机器人的深度调节控制系统，方形重量调节器置于机器人主舱中心，接于重量调节器的脐缆气管通过三通接头与罐外的加气阀、排气阀相连，加气阀与气泵出气端相连，气泵进气端与大气相通，排气阀另一端直接与大气相通；接于重量调节器的脐带缆水管通过三通接头与罐外的加水阀、排水阀相连，加水阀与水泵出水端相连，水泵进水端与水池相连，排水阀另一端也与水池相连，深度传感器置于机器人主舱外底部，并通过脐带缆信号线与控制器相连，进行数据传输，控制器同时与泵组、阀组的控制接口相连接。
与已有技术相比，本发明具有以下优点：
1、方形重量调节器定心，确保机器人在罐内运动姿态的稳定。
2、通过水、气增减实现重浮力调节，避免垂直方向螺旋桨搅动油分子产生静电积累，增强机器人防爆效果。
3、采用三通分流，确保水、气单向流动，避免水、气回流造成泵的损坏。
4、采用控制器、深度传感器、泵阀组等实现机器人闭环深度控制，深度调节精度高，垂直方向运动控制稳定。
5、整个控制系统电路置于储罐外，机器人少有内部电子元件，有利于防爆安全。
附图说明
图1为本发明控制系统结构示意图。
图2为本发明控制流程图。
图3为加水排气示意图
图4为加气排水示意图
图中：1.控制器、2.气泵、3.加气阀、4.排气阀、5.方形重量调节器、6.深度传感器、7.排水阀、8.加水阀、9.水泵、10.水池。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
实施例1：如图1所示，储罐在线检测机器人的深度调节控制系统包括:控制器(1)、气泵(2)、加气阀(3)、排气阀(4)、方形重量调节器(5)、深度传感器(6)、排水阀(7)、加水阀(8)、水泵(9)、水池(10)。
方形重量调节器(5)置于机器人主舱中心，接于重量调节器的脐带缆气管通过三通接头与罐外的加气阀(3)、排气阀(4)相连，加气阀(3)与气泵(2)出气端相连，气泵(2)进气端与大气相通，排气阀(4)另一端直接与大气相通，接于重量调节器的脐带缆水管通过三通接头与罐外的加水阀(8)、排水阀(7)相连，加水阀(8)与水泵(9)出水端相连，水泵(9)进水端与水池(10)相连，排水阀(7)另一端也与水池(10)相连，深度传感器(6)置于机器人主舱底部，并通过脐带缆信号线与控制器(1)相连，进行数据传输，控制器(1)同时与泵组、阀组的控制接口相连。
机器人下潜时，控制器控制水泵工作，关停气泵，把加水、排气阀打开，加气、排水阀关闭，此时水池的水通过水泵以及加水阀输送至方形重量调节器，利用重量增加使机器人下潜；机器人上浮时，控制器控制气泵工作，关停水泵，把加气阀、排水阀打开，加水阀、排气阀关闭，此时气泵往方形重量调节器输送气体，利用气压将水压出以减轻重量使机器人实现上浮；机器人定深控制时，设定好深度值，深度传感器实时采集深度信息并将其传输至控制器，控制器根据设定值通过相关算法控制水泵气泵与进排水、气阀工作，不断调节方形重量调节器的重量实现机器人深度控制。
如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，本领域技术人员基于本发明的宗旨所做的许多修改和变化属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种储罐在线检测机器人的深度调节控制系统，包括控制器(1)、气泵(2)、加气阀(3)、排气阀(4)、方形重量调节器(5)、深度传感器(6)、排水阀(7)、加水阀(8)、水泵(9)、水池(10)；其特征在于：方形重量调节器置于机器人主舱中心，接于重量调节器的脐带缆气管通过三通接头与罐外的加气阀、排气阀相连，加气阀与气泵出气端相连，气泵进气端与大气相通，排气阀另一端直接与大气相通，接于重量调节器的脐带缆水管通过三通接头与罐外的加水阀、排水阀相连，加水阀与水泵出水端相连，水泵进水端与水池相连，排水阀另一端也与水池相连，深度传感器置于机器人主舱底部，并通过脐带缆信号线与控制器相连，进行数据传输，控制器同时与泵组、阀组的控制接口相连；机器人下潜过程，水泵打开，加水阀、排气阀打开，气泵关停，加气阀、排水阀关闭，通过对重量调节器加水增重从而下潜；机器人上浮过程，气泵打开，加气阀、排水阀打开，水泵关停，加水阀、排气阀关闭，通过对重量调节器加气排水从而上浮；深度传感器实时采集机器人深度信息并反馈至控制器，控制器将当前深度与预到达深度比较，并通过算法程序确定泵组、阀组的开闭和加、排水量，调节机器人重浮力实现机器人的深度控制。
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