CN110850879A - 一种爬壁机器人自动巡航作业方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及爬壁机器人作业技术领域，公开了一种爬壁机器人自动巡航作业方法，包括：获取作业面的作业数据以及作业时限；根据作业数据和作业时限确定爬壁机器人的数量，设定自动巡航作业模式；爬壁机器人根据自动巡航作业模式在作业面上开始作业。本发明通过自动化离线方自动作操控，使爬壁机器人可以单机作业，也可以多机组队集体作作业，作业过程中全程实现自动化设定巡航模式，使作业更灵活、便简、更加省人工、提高作业效率；爬壁机器人通过联网模式作业，使后台与作业爬壁机器人合理对接，可以综合计算最优化的作业形态，可以单人操作多台爬壁机器人，使人工与机械作业效率更加提高，并能使得作业后的结算、计量、统计工作更为方便。

Description

一种爬壁机器人自动巡航作业方法
技术领域
本发明涉及爬壁机器人作业技术领域，具体涉及一种爬壁机器人自动巡航作业方法。
背景技术
爬壁机器人可以在垂直墙壁上攀爬并完成作业的自动化机器人。爬壁机器人又称为壁面移动机器人，因为垂直壁面作业超出人的极限，因此在国外又称为极限作业机器人。爬壁机器人必须具备吸附和移动两个基本功能，而常见吸附方式有负压吸附和永磁吸附两种。其中负压方式可以通过吸盘内产生负压而吸附于壁面上，不受壁面材料的限制；永磁吸附方式则有永磁铁和电磁铁两种方式，只适用于吸附导磁性壁面。
现有的爬壁机器人在作业时，都是依靠人工以线控或遥控方式来给爬壁机器人进行上下移动驱动指挥作业。特别是大型船舶除锈行业，现行的除锈爬壁机器人都是以人工方式一人控制一台爬壁机器人的模式进行。采用这种控制模式，无法真正的替代人工作业，只是减轻了施工强度，并没有减少控制人员人数，使得现有的爬壁机器人的自动化应用程度不高。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种爬壁机器人自动巡航作业方法，以提高现有的爬壁机器人的自动化作业程度，减少控制人员人数。
本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：
一种爬壁机器人自动巡航作业方法，包括：
获取作业面的作业数据以及作业时限；
根据作业数据和作业时限确定爬壁机器人的数量，设定自动巡航作业模式；
爬壁机器人根据自动巡航作业模式在作业面上开始作业。
进一步，所述根据作业数据和作业时限确定爬壁机器人的数量，设定自动巡航作业模式，具体包括；
根据作业数据和作业时限，确定作业工作效率；
根据作业工作效率，确定爬壁机器人的数量；
根据爬壁机器人的数量，设定爬壁机器人的自动巡航作业模式。
进一步，所述作业数据包括作业面积、作业面的高度和宽幅、以及漆面的厚度。
进一步，所述自动巡航作业模式包括离线巡航作业模式和联网巡航作业模式；所述离线巡航作业模式包括单机离线巡航作业模式和多机离线巡航作业模式。
进一步，若所述爬壁机器人的数量为一台，则设定爬壁机器人的自动巡航作业模式为单机离线巡航作业模式，所述单机离线巡航作业模式具体为：
以爬壁机器人的出发点为起始点，根据作业数据设定爬壁机器人的单航次横幅距离、竖幅距离和速度，按先左或右为初始作业方向，并在作业完成后自动返回始发点；或者
以爬壁机器人的出发点为起始点，根据作业数据设定爬壁机器人的单航次横幅距离、竖幅距离和速度，按先向上为初始作业方向，并在作业完成后自动返回始发点。
进一步，若所述爬壁机器人的数量大于等于两台，则设定爬壁机器人的自动巡航作业模式为多机离线巡航作业模式，所述多机离线巡航作业模式具体为：
设置作业范围的定位基准点；
扫描作业范围的三维图像，将三维图像实时传送给爬壁机器人；
每台爬壁机器人根据作业范围的三维图，选择一个定位基准点范围内的作业区域，并在对应的作业区域内以单机离线巡航作业模式开始作业。
进一步，所述联网巡航作业模式具体为：
设置作业范围的定位基准点；
扫描作业范围的三维图像实时传达给后台服务器，后台服务器根据作业范围的面积大小和作业时限配置爬壁机器人的数量，布置每台爬壁机器人的工作区域、行走路径和爬行速度；
将爬壁机器人放置在后台服务器指定的位置区域开始作业，完成作业后爬壁机器人自动返回始发点。
进一步，所述定位基准点至少设置有两个，分别位于作业面的两侧设置，以划定作业范围。
进一步，所述离线巡航作业模式和联网巡航作业模式均可手动取消或者更改作业方式。
本发明的有益效果体现在：
本发明的方法通过自动化离线方自动作操控，使爬壁机器人可以单机作业，也可以多机组队集体作作业，作业过程中全程实现自动化设定巡航模式，使作业更灵活、便简、更加省人工、提高作业效率；爬壁机器人通过联网模式作业，使后台与作业爬壁机器人合理对接，可以综合计算最优化的作业形态，可以单人操作多台爬壁机器人，使人工与机械作业效率更加提高，作业时自动计量作业时间与作业范围并实时上传数据至后台服务器，数据可供作业后的结算、计量、统计工作更为方便；爬壁机器人的数据化，更使爬壁机器人日常维护按规定期限进行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例提供的一种爬壁机器人自动巡航作业方法的方法流程图；
图2为本发明实施例提供的一种爬壁机器人自动巡航作业方法的单机离线巡航作业模式一的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种爬壁机器人自动巡航作业方法的单机离线巡航作业模式二的巡航路线示意图；
图4为本发明实施例提供的一种爬壁机器人自动巡航作业方法的多机离线巡航作业模式的巡航路线示意图；
图5为本发明实施例提供的一种爬壁机器人自动巡航作业方法的联网巡航作业模式巡航路线示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
如图1所示，一种爬壁机器人自动巡航作业方法，包括：
S101,获取作业面的作业数据以及作业时限。
作业面的作业数据可以通过作业业主方提供，也可以在实际作业时实地测量得到，所述作业数据包括作业面积、作业面的高度和宽幅、以及漆面的厚度，作业时限为作业业主方提出的施工时限要求，例如要在10h内施工作业完成。
S102，根据作业数据和作业时限确定爬壁机器人的数量，设定自动巡航作业模式。
在已知作业数据的作业面积和业主要求的作业时限后，可以计算得到每小时需要作业的面积，即作业工作效率；在已知漆面的厚度的情况下，可以确定每一台爬壁机器人的工作效率，通长情况下，漆面的厚度越厚，单台爬壁机器人的工作效率越低；用作业工作效率除以每台爬壁机器人的工作效率，即可确定需要的爬壁机器人的数量。
在确定爬壁机器人的数量后，即可设定爬壁机器人的自动巡航作业模式。所述自动巡航作业模式包括离线巡航作业模式和联网巡航作业模式；所述离线巡航作业模式包括单机离线巡航作业模式和多机离线巡航作业模式。
其中，若计算确定需要的爬壁机器人的数量为一台，则设定爬壁机器人的自动巡航作业模式为单机离线巡航作业模式，所述单机离线巡航作业模式具体有以下两种：
模式一：如图2所示，以爬壁机器人1的出发点为起始点，根据作业数据设定爬壁机器人的单航次横幅距离、竖幅距离和速度，按先左或右为初始作业方向，并在作业完成后自动返回始发点；
模式二：如图3所示，以爬壁机器人1的出发点为起始点，根据作业数据设定爬壁机器人的单航次横幅距离、竖幅距离和速度，按先向上为初始作业方向，并在作业完成后自动返回始发点。
例如在船舶修造行业采用爬壁机器人除锈或喷漆的过程中，如果碰上小面积小范围的施工，可以灵活应用单机离线式设定巡航模式进行自动化作来，将爬壁机器人吸附到工作壁上，就可以按目测或者由业主提供的数据进行巡航方式设定，设定后爬壁机器人就可以按照所设定的途径进行作业，作业后机器人返回原始点；设定后第一台作业后就可以在相关基点设定第二台、第三台等爬壁机器人作来，可以达到单人管理多台机器人，省去工业作业人工成本。
其中，如图4所示，若计算确定需要的爬壁机器人的数量大于等于两台，则设定爬壁机器人的自动巡航作业模式为多机离线巡航作业模式，所述多机离线巡航作业模式具体为：
设置作业范围的定位基准点；
所述定位基准点至少设置有两个，分别位于作业面的两侧设置，以划定作业范围。在本实施例中，定位基准点设置有四个，即为图4中的a,b,c,d所示，分别位于作业范围的四个角上，划定出矩形作业范围。
扫描作业范围的三维图像，将三维图像实时传送给爬壁机器人；
每台爬壁机器人根据作业范围的三维图，选择一个定位基准点范围内的作业区域，并在对应的作业区域内以单机离线巡航作业模式开始作业。
确定作业区域时，将作业范围按照爬壁机器人的数量均等划分为多个作业区域，每个作业区域由一台爬壁机器人负责作业，将爬壁机器人人工放置到对应的作业区域以后，每台爬壁机器人按照单机离线巡航作业模式开始作业，完成对作业区域的作业任务。
例如在船舶修造行业采用爬壁机器人除锈或喷漆的过程中，如果碰上大面积大范围的施工，就可以根据基点扫描后的三维视图范围大小，优化设置几个作业区域，每个工作区域分配一台爬壁机器人，机器人送上工作壁后会自动到达设定区域自动巡航作业，作业后返回起始点，可以单人管理一项作业，爬壁机器人作业范围更精准。
进一步，如图5所示，联网巡航作业模式具体为：
设置作业范围的定位基准点；
扫描作业范围的三维图像实时传达给后台服务器，后台服务器根据作业范围的面积大小和作业时限配置爬壁机器人的数量，布置每台爬壁机器人的工作区域、行走路径和爬行速度；
将爬壁机器人放置在后台服务器指定的位置区域开始作业，完成作业后爬壁机器人自动返回始发点。
在船舶修造行业采用爬壁机器人除锈或喷漆的过程中，如果碰上超大面积大范围的施工，就可以采取服务器后台端与前台基站与爬壁机器人的数据联接共享，根据基点扫描的三维视图范围大小，后台服务器优化设置几台爬壁机器人进行作业，爬壁机器人实时完全按照服务器后台的指令进行作业，实时根据作业效率分配各自作业任务，工作上更加优化，效率上更提高。
并且在除锈或喷漆的过程中，都需要计量与结算、统计，爬壁机器人在每次的作业过程中都可以记录本航次的作业时间与作业面积，统计数据都可以共享、提取，数据更真实、准确。
S103,爬壁机器人根据自动巡航作业模式在作业面上开始作业。
并且，本实施例中的离线巡航作业模式和联网巡航作业模式均可手动取消或者更改作业方式。
本发明的方法通过自动化离线方自动作操控，使爬壁机器人可以单机作业，也可以多机组队集体作作业，作业过程中全程实现自动化设定巡航模式，使作业更灵活、便简、更加省人工、提高作业效率；爬壁机器人通过联网模式作业，使后台与作业爬壁机器人合理对接，可以综合计算最优化的作业形态，可以单人操作多台爬壁机器人，使人工与机械作业效率更加提高，作业时自动计量作业时间与作业范围并实时上传数据至后台服务器，数据可供作业后的结算、计量、统计工作更为方便；爬壁机器人的数据化，更使爬壁机器人日常维护按规定期限进行。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种爬壁机器人自动巡航作业方法，其特征在于，包括：
获取作业面的作业数据以及作业时限；
根据作业数据和作业时限确定爬壁机器人的数量，设定自动巡航作业模式；
爬壁机器人根据自动巡航作业模式在作业面上开始作业。
2.根据权利要求1所述一种爬壁机器人自动巡航作业方法，其特征在于：所述根据作业数据和作业时限确定爬壁机器人的数量，设定自动巡航作业模式，具体包括；
根据作业数据和作业时限，确定作业工作效率；
根据作业工作效率，确定爬壁机器人的数量；
根据爬壁机器人的数量，设定爬壁机器人的自动巡航作业模式。
3.根据权利要求2所述一种爬壁机器人自动巡航作业方法，其特征在于：所述作业数据包括作业面积、作业面的高度和宽幅、以及漆面的厚度。
4.根据权利要求2所述一种爬壁机器人自动巡航作业方法，其特征在于：所述自动巡航作业模式包括离线巡航作业模式和联网巡航作业模式；所述离线巡航作业模式包括单机离线巡航作业模式和多机离线巡航作业模式。
5.根据权利要求4所述一种爬壁机器人自动巡航作业方法，其特征在于：若所述爬壁机器人的数量为一台，则设定爬壁机器人的自动巡航作业模式为单机离线巡航作业模式，所述单机离线巡航作业模式具体为：
以爬壁机器人的出发点为起始点，根据作业数据设定爬壁机器人的单航次横幅距离、竖幅距离和速度，按先左或右为初始作业方向，并在作业完成后自动返回始发点；或者
以爬壁机器人的出发点为起始点，根据作业数据设定爬壁机器人的单航次横幅距离、竖幅距离和速度，按先向上为初始作业方向，并在作业完成后自动返回始发点。
6.根据权利要求4所述一种爬壁机器人自动巡航作业方法，其特征在于：若所述爬壁机器人的数量大于等于两台，则设定爬壁机器人的自动巡航作业模式为多机离线巡航作业模式，所述多机离线巡航作业模式具体为：
设置作业范围的定位基准点；
扫描作业范围的三维图像，将三维图像实时传送给爬壁机器人；
每台爬壁机器人根据作业范围的三维图，选择一个定位基准点范围内的作业区域，并在对应的作业区域内以单机离线巡航作业模式开始作业。
7.根据权利要求4所述一种爬壁机器人自动巡航作业方法，其特征在于：所述联网巡航作业模式具体为：
设置作业范围的定位基准点；
扫描作业范围的三维图像实时传达给后台服务器，后台服务器根据作业范围的面积大小和作业时限配置爬壁机器人的数量，布置每台爬壁机器人的工作区域、行走路径和爬行速度；
将爬壁机器人放置在后台服务器指定的位置区域开始作业，完成作业后爬壁机器人自动返回始发点。
8.根据权利要求6或7所述一种爬壁机器人自动巡航作业方法，其特征在于：所述定位基准点至少设置有两个，分别位于作业面的两侧设置，以划定作业范围。
9.根据权利要求4所述一种爬壁机器人自动巡航作业方法，其特征在于：所述离线巡航作业模式和联网巡航作业模式均可手动取消或者更改作业方式。
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CN113989953A (zh) * 2021-10-29 2022-01-28 北京红山信息科技研究院有限公司 巡检任务与巡检角色匹配方法、装置、设备及介质
CN114019986A (zh) * 2022-01-04 2022-02-08 北京史河科技有限公司 一种爬壁机器人的路径规划方法

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