CN114055462B - 巡检机器人及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种巡检机器人及其控制方法，该巡检机器人包括机身、升降机构、图像获取机构、角度调节机构、行走机构、感应机构和控制器，升降机构连接在机身上，升降机构包括云台，图像获取机构设置成获取图像，图像获取机构通过角度调节机构与云台转动连接，角度调节机构与图像获取机构之间设置有弹性件，弹性件设置成在角度调节机构转动过程中同步形变，角度调节机构停止转动后，弹性件产生的弹力能够阻止角度调节机构继续转动。根据本发明实施例的巡检机器人，通过云台可以增加图像获取机构在移动过程中的稳定性。通过弹性件的形变能够阻止图像获取机构转动后因间隙导致的继续转动，实现快速停止。

Description

巡检机器人及其控制方法

技术领域

本发明属于机器人技术领域，具体涉及一种巡检机器人及其控制方法。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

现有的巡检机器人巡检技术通常会根据多个卫星来定位巡检机器人的位置，由于巡检机器人向多个卫星发送定位信息，卫星将巡检机器人的位置信息反馈给巡检机器人，巡检机器人通过不同位置的卫星定位信息的差异来确定巡检机器人的位置。

巡检机器人巡检的准确性是巡检机器人任务规划技术中的关键。目前巡检机器人在巡检过程中因工作环境的影响导致获取的图像不清晰，无法准确对其分析造成巡检无效的问题。

发明内容

本发明的目的是至少解决现有技术中巡检机器人因工作环境的影响导致获取的图像不清晰，无法准确对其分析造成巡检无效的问题。该目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的第一方面提出了一种巡检机器人，包括：

机身；

升降机构，所述升降机构连接在所述机身上，所述升降机构包括云台；

图像获取机构，所述图像获取机构设置成获取图像；

角度调节机构，所述图像获取机构通过所述角度调节机构与所述云台转动连接，所述角度调节机构与所述图像获取机构之间设置有弹性件，所述弹性件设置成在所述角度调节机构转动过程中同步形变，所述角度调节机构停止转动后，所述弹性件产生的弹力能够阻止所述角度调节机构继续转动；

行走机构，所述行走机构连接在所述机身的下方；

感应机构，所述感应机构连接在所述机身上，所述图像获取机构设置成根据所述感应机构的感应结果动作；

控制器，所述控制器连接在所述机身上，所述控制器设置成控制巡检机器人移动。

根据本发明实施例的巡检机器人，升降机构可使图像获取机构在一定的高度范围内移动，以满足不同高度的图像信息的采集，进而满足不同巡检任务对于图像采集的要求，进而实现根据需求灵活的执行不同的巡检任务。升降机构包括云台，云台可以增加图像获取机构在移动过程中的稳定性，以获得更加清晰的图像。在角度调节机构转动的过程中弹性件同步发生形变，因形变所产生的弹力作用于角度调节机构上，并由角度调节机构传递至图像获取机构，弹力能够能够图像获取机构转动后因间隙导致的继续转动，阻止图像获取机构沿着转动方向或者与转动方向相反的方向晃动，实现快速停止，以消除由于装配或加工制造齿隙导致角度调节机构在停止转动后继续转动的情况。

在本发明的一些实施例中，所述图像获取机构包括：

壳体，所述壳体通过所述角度调节机构转动连接在所述机身上；

光学组件，所述光学组件设置在所述壳体内；

驱动组件，所述机身和所述壳体分别与所述驱动组件连接，所述驱动组件设置成根据所述感应机构的感应结果驱动所述壳体转动。

在本发明的一些实施例中，所述角度调节机构包括：

第一转动件，所述第一转动件设置在所述壳体上并与所述机身转动连接，所述第一转动件上设置有第一装配槽和避让槽；

第二转动件，所述第二转动件设置在所述壳体上并与所述机身转动连接，且所述第一转动件和所述第二转动件相对设置在所述壳体的两侧；

所述弹性件包括螺旋本体和连接在所述螺旋本体两端的第一连接部与第二连接部，所述第一连接部与所述第一装配槽限位配合，所述第二连接部穿过所述避让槽并连接在所述机身上。

在本发明的一些实施例中，所述第一转动件包括：

第一转动本体，所述第一转动本体为空腔结构，并与所述机身转动连接，所述第一装配槽和所述避让槽均设置在所述第一转动本体上；

定位部，所述定位部连接在所述第一转动本体的空腔内，所述螺旋本体套设在所述定位部上。

在本发明的一些实施例中，所述角度调节机构还包括：

止挡件，所述止挡件连接在所述机身上，所述止挡件朝向所述第一转动件的端面上连接有凸筋，所述凸筋位于所述第一转动本体与所述定位部之间。

在本发明的一些实施例中，所述第二转动件包括：

第二转动本体，所述第二转动本体设置在所述壳体上并与所述机身转动连接；

限位块，所述限位块连接在所述第二转动本体上，所述限位块设置成限制所述图像获取机构的转动范围。

在本发明的一些实施例中，所述机身上设置有第一固定臂和第二固定臂，所述第一转动件与所述第一固定臂转动连接，所述第二转动件与所述第二固定臂转动连接；

所述第一固定臂上设置有第二装配槽和第一转轴孔，所述第一转动本体与所述第一转轴孔转动配合，所述第二连接部穿过所述避让槽与所述第二装配槽限位配合；

所述第二固定臂上设置有第二转轴孔和限位孔，所述第二转动本体与所述第二转轴孔配合，所述限位块与所述限位孔对应配合以限制所述图像获取机构的转动范围。

本发明的第二方面提出了一种巡检机器人的控制方法，用于控制上述技术方案中的巡检机器人，包括：

构建巡检地图；

设置目标行走路径；

控制所述巡检机器人进行巡检；

获取所述巡检机器人的实际行走路径；

判断所述实际行走路径和所述目标行走路径是否相同；

根据所述实际行走路径和所述目标行走路径不同，生成反馈信息；

控制所述巡检机器人根据所述反馈信息进行路径修正。

根据本发明实施例的巡检机器人，先构建巡检地图，在地图的基础上设置目标行走路径，控制巡检机器人按照目标行走路径行走巡检。在巡检过程中实时获取巡检机器人的实际行走路径，判断目标行走路径和实际行走路径是否相同，当目标行走路径与实际行走路径相同时，控制器不动作，即不需要对巡检机器人进行调节，继续按照目标行走路径巡检，当目标行走路径与实际行走路径不同时，根据目标行走路径和实际行走路径生成反馈信息，该反馈信息反馈到控制器，由控制器对巡检机器人的位置进行调节，直至目标行走路径和实际行走路径相同，由于存在反馈信息，则对巡检机器人的控制方法为闭环控制方法，对巡检机器人的行走路径进行修正，消除实际行走路径与目标行走路径之间的误差，提高巡检机器人的运动精度，进而提高巡检的可靠性。

在本发明的一些实施例中，在所述根据所述实际行走路径和所述目标行走路径不同，生成反馈信息中，所述反馈信息包括误差和误差变化量，利用公式 e＝A_ref-A_cur和e_c＝e[n]-e[n-1]，计算不同时刻的所述误差和所述误差变化量，其中， A_ref为目标行走路径，A_cur为实际行走路径，e、e[n]和e[n-1]为不同时刻的误差， e_c为误差变化量。

在本发明的一些实施例中，所述控制所述巡检机器人根据所述反馈信息进行路径修正包括：

利用公式Δu[n]＝K_pe_c+K_ie[n]+K_d{e[n]-2e[n-1]+e[n-2]}和u[n]＝u[n-1]+Δu，根据所述误差和所述误差变化量选择不同的K_p、K_i和K_d，计算不同时刻的控制量和控制量变化量，其中，u[n]和u[n-1]为不同时刻的控制量，Δu为控制量变化量，K_p为比例系数，K_i为积分系数，K_d为微分系数；

根据所述控制量控制所述巡检机器人进行路径修正。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例的巡检机器人的正视图；

图2为图1的图像获取装置与机体配合的分解结构示意图；

图3为图2所示的另一方向的立体结构示意图；

图4为图3所示的A处的放大结构示意图；

图5为图3所示的侧视图；

图6为图5所示的B处的放大结构示意图；

图7为图3所示的剖视图；

图8为图7所示的C处的放大结构示意图。

附图中各标记表示如下：

1、机身；11、第一固定臂；12、第二固定臂；111、第二装配槽；112、第一转轴孔；121、第二转轴孔；122、限位孔；

2、图像获取机构；21、壳体；22、光学元件；23、驱动组件；231、驱动件；232、主动齿轮；233、从动齿轮；

3、升降机构；31、云台；

4、控制器；

5、角度调节机构；51、第一转动件；52、第二转动件；53、止挡件；511、第一转动本体；512、定位部；513、第一装配槽；514、避让槽；521、第二转动本体；522、限位块；531、凸筋；

6、弹性件；61、螺旋本体；62、第一连接部；63、第二连接部；

7、感应机构；

8、行走机构。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、组件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、组件、部件、和/或它们的组合。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个组件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些组件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个组件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一组件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二组件、部件、区域、层或部段。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个组件或者特征相对于另一组件或者特征的关系，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置翻转，那么描述为“在其它组件或者特征下面”或者“在其它组件或者特征下方”的组件将随后定向为“在其它组件或者特征上面”或者“在其它组件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

如图1至图8所示，根据本发明一个实施例的巡检机器人，包括：

机身1；

升降机构3，升降机构3连接在机身1上，升降机构3包括云台31；

图像获取机构2，图像获取机构2设置成获取图像；

角度调节机构5，图像获取机构2通过角度调节机构5与云台31转动连接，角度调节机构5与图像获取机构2之间设置有弹性件6，弹性件6设置成在角度调节机构5转动过程中同步形变，角度调节机构5停止转动后，弹性件6产生的弹力能够阻止角度调节机构5继续转动；

行走机构8，行走机构8连接在机身1的下方；

感应机构7，感应机构7连接在机身1上，图像获取机构2设置成根据感应机构7的感应结果动作；

控制器4，控制器4连接在机身1上，控制器4设置成控制巡检机器人移动。

根据本发明实施例的巡检机器人，升降机构可使图像获取机构2在一定的高度范围内移动，以满足不同高度的图像信息的采集，进而满足不同巡检任务对于图像采集的要求，进而实现根据需求灵活的执行不同的巡检任务。升降机构包括云台31，云台31可以增加图像获取机构2在移动过程中的稳定性，以获得更加清晰的图像。在角度调节机构5转动的过程中弹性件6同步发生形变，因形变所产生的弹力作用于角度调节机构5上，并由角度调节机构5传递至图像获取机构2，弹力能够能够图像获取机构2转动后因间隙导致的继续转动，阻止图像获取机构2沿着转动方向或者与转动方向相反的方向晃动，实现快速停止，以消除由于装配或加工制造齿隙导致角度调节机构5在停止转动后继续转动的情况。

在本发明的一些实施例中，图像获取机构2包括壳体21、光学组件22和驱动组件23，壳体21通过角度调节机构5转动连接在机身1上，光学组件22 设置在壳体21内，机身1和壳体21分别与驱动组件23连接，驱动组件23设置成根据感应机构的感应结果驱动壳体21转动。壳体21的设置方便了图像获取机构2的安装和更换，也起到了对光学组件22的保护作用，提高了该角度调节机构5的实用性及功能性，并且通过壳体21实现了与机身1之间的转动配合，实现了拍摄角度的调整。光学组件22可以是摄像机或照相机。当感应机构7感应到巡检机器人的巡检范围内出现异物时，向控制器4发送信号，由控制器4 控制驱动组件23驱动壳体21转动以捕捉异物的图像。

在本发明的一些实施例中，感应机构包括至少一个传感器，当传感器为两个及两个以上时，间隔设置在机身上，以获取更大的巡检视野。传感器可以为红外传感器、光电传感器、光敏传感器或声敏传感器等。

在本发明的一些实施例中，弹性件6安装于壳体21与角度调节机构5上时，可以保持出厂时的状态，即未发生形变，在本实施例中，为能够使得拍摄角度调节后的摄像机具有更好的稳定性，为弹性件6提供一个预设变形量以产生预设弹力，弹性件6在角度调节机构5的转动过程中产生变形，并且，预设变形量的方向与变形的方向一致，且均环绕角度调节机构5的转动轴线，这种结构设计，通过在安装弹性件6时使得弹性件6具有预设变形量，可以为角度调节机构5提供一个预设弹力，进而使得角度调节机构5在任意单位时间的转动动作中均处于弹力的控制作用中，保障角度调节机构5停止转动后不会继续转动的同时，还提高了角度调节机构5整个转动过程中的稳定性。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，驱动组件23包括驱动件231、主动齿轮232和从动齿轮233，驱动件231设置在机身1上，主动齿轮232连接于驱动件231的驱动端上，从动齿轮233连接在壳体21上，且主动齿轮232与从动齿轮233啮合。通过驱动件231驱使主动齿轮232带动从动齿轮233转动，以实现壳体21的转动，进而达到调整安装于壳体21内的光学组件22的拍摄角度的目的以获取患者更多的图像，提高分析的准确性。其中，弹性件6的弹力用于消除主动齿轮232与传动齿轮两者之间的齿隙导致角度调节机构5在停止转动后继续转动的现象。

在本发明的一些实施例中，如图2至图8所示，角度调节机构5包括第一转动件51和第二转动件52，第一转动件51和第二转动件52相对设置于壳体 21的两侧，并均与机身1转动配合，相对设置的第一转动件51和第二转动件 52能够确保壳体21安装的牢固性，以及转动过程的稳定性。其中，第一转动件51可以设置有第一装配槽513和避让槽514。转动组件还可以包括第三转动件、第四转动件等，本实施例中，在保障壳体21稳定转动的同时，还能够简化结构设计，转动组件包括第一转动件51和第二转动件52。弹性件6可以柱状弹簧、发条弹簧或扭簧等。在一个实施例中，弹性件6采用扭簧。为方便弹性件6的装配以及流畅的在转动组件的转动过程中同步形变，弹性件6包括螺旋本体61和连接于螺旋本体61两端的第一连接部62与第二连接部63，第一转动件51上设置有第一装配槽513和避让槽514，具体的，第一连接部62与第一装配槽513限位配合，第二连接部63穿过避让槽514并连接于机身1上。在转动时，第一装配槽513驱使第一连接部62运动，以改变第一连接部62与第二连接部63之间的夹角，由于螺旋本体61螺旋盘绕的结构特征，进而能够实现螺旋本体61在转动组件的转动过程中同步发生形变，且第一连接部62与第二连接部63的设计更加方便整个弹性件6的装配，第二连接部63穿过避让槽 514并连接于机身1上。

在本发明的一些实施例中，如图5至图8所示，第一转动件51包括第一转动本体511和定位部512，第一装配槽513和避让槽514均设置在第一转动本体511上，第一转动本体511为空腔结构，并转动连接于机身1上，定位部512 连接于第一转动本体511的空腔内，螺旋本体61套设于定位部512上，定位部 512方便螺旋本体61装配的同时，还能够确保螺旋本体61形变过程的稳定性，保障螺旋本体61能够沿着第一转动本体511的转动方向形变。

在本发明的一些实施例中，角度调节机构5还包括止挡件53，止挡件53 连接在机身1上，止挡件53朝向第一转动件51的端面上连接有凸筋531，凸筋531位于第一转动本体511与定位部512之间。止挡件53能够避免外界的灰尘、杂质附着在弹性件6的表面，影响弹性件6的形变量，进而影响角度调节机构5的稳定性，其中，凸筋531的设计能够阻挡螺旋本体61从定位部512上脱离，提高了弹性件6装配的牢固性。

在本发明的一些实施例中，如图3至图4所示，第二转动件52包括第二转动本体521和限位块522，第二转动本体521设置在壳体21上并与机身1转动连接，限位块522连接在第二转动本体521上，限位块522设置成限制图像获取机构2的转动范围。通过限位块522的设计，能够确保角度调节件在设定的角度范围内转动，避免角度调节机构5转动过度，影响画面采集效果。

其中，限位块522与第二转动本体521可以通过粘接、卡接、螺钉连接等多种方式连接，在本实施例中，为保障限位块522与第二转动本体521连接的牢固强度，限位块522与第二转动本体521一体成型。

在本发明的一些实施例中，如图2至图8所示，机身1上设置有第一固定臂11和第二固定臂12，第一转动件51与第一固定臂11转动连接，第二转动件52与第二固定臂12转动连接。通过第一固定臂11和第二固定臂12将壳体 21的位置抬高，避免壳体21在转动的过程中与机身1之间发生干涉。第一固定臂11上设置有第二装配槽111和第一转轴孔112，第一转动本体511与第一转轴孔112转动配合，第二连接部63穿过避让槽514与第二装配槽111限位配合，通过在第一固定臂11上设置第二装配槽111，能够方便弹性件6的第二连接部63的安装，提高弹性件6装配的便捷性。第二固定臂12上设置有第二转轴孔121和限位孔122，第二转动本体521与第二转轴孔121配合，限位块522 与限位孔122对应配合以限制图像获取机构2的转动范围。

其中，限位孔122和限位块522的轮廓可以为矩形。限位配合的方式可以为卡接、插接等方式，在此不做具体限定，只要满足装配要求即可。弹性件6 的预设变形量由第一连接部62与第二连接部63两者的预设夹角大小确定。为方便安装弹性件6时确定为弹性件6提供预设弹力，第一装配槽513与第二装配槽111之间的夹角即为弹性件6的预设夹角，在装配时，只需将第一连接部 62安装于第一装配槽513内，第二连接部63安装于第二装配槽111内即可以确定了预设弹力的大小，也就是使弹性件6具有预设变形量。

本发明另一实施例提出了一种巡检机器人的控制方法，用于控制上述实施例中的巡检机器人，包括：

构建巡检地图；

设置目标行走路径；

控制所述巡检机器人进行巡检；

获取所述巡检机器人的实际行走路径；

判断所述实际行走路径和所述目标行走路径是否相同；

根据所述实际行走路径和所述目标行走路径不同，生成反馈信息；

控制所述巡检机器人根据所述反馈信息进行路径修正。

此处所说的相同并不指目标行走路径和实际行走路径完全相等，两者存在一定误差即认为目标行走路径和实际行走路径相等。

根据本发明实施例的巡检机器人的控制方法，先构建巡检地图，在地图的基础上设置目标行走路径，控制巡检机器人按照目标行走路径行走巡检。在巡检过程中实时获取巡检机器人的实际行走路径，判断目标行走路径和实际行走路径是否相同，当目标行走路径与实际行走路径相同时，控制器不动作，即不需要对巡检机器人进行调节，继续按照目标行走路径巡检，当目标行走路径与实际行走路径不同时，根据目标行走路径和实际行走路径生成反馈信息，该反馈信息反馈到控制器，由控制器对巡检机器人的位置进行调节，直至目标行走路径和实际行走路径相同，由于存在反馈信息，则对巡检机器人的控制方法为闭环控制方法，对巡检机器人的行走路径进行修正，消除实际行走路径与目标行走路径之间的误差，提高巡检机器人的运动精度，进而提高巡检的可靠性。

在本发明的一些实施例中，巡检机器人的实际行走路径由设置在巡检机器人上的传感器进行检测，检测完成后，传感器将实际行走路径发送至控制器，控制器获取实际行走路径后在进行目标行走路径和实际行走路径的比较，决定是否需要调节。

在本发明的一些实施例中，当目标行走路径和实际行走路径相同时，则无需调节，当目标行走路径和实际行走路径不同时，两者之间的差值即为误差，误差之间的差值即为误差变化量，误差和误差变化量构成了反馈信息，具体的， e＝A_ref-A_cur，A_ref为目标行走路径，A_cur为实际行走路径，e为误差，e_c＝e[n]-e[n-1]， e[n]和e[n-1]为不同时刻的误差，e_c为误差变化量，求得反馈信息后，将反馈信息输入到控制器中，由控制器对巡检机器人进行调节。

在本发明的一些实施例中，控制器对巡检机器人进行调节的过程为闭环控制的过程，具体的，控制器为增量式PID控制器，通过Δu[n]＝K_pe_c+K_ie[n]+K_d {e[n]-2e[n-1]+e[n-2]}和u[n]＝u[n-1]+Δu计算得到u[n]，其中，u[n]和u[n-1]为不同时刻的控制量，Δu为控制量变化量，K_p为比例系数，只改变被调信号的幅值而不改变相位，加大增益可以提高系统开环增益，实质上是一个可调增益放大器，减小系统稳态误差，提高控制精度，但K_p控制不能消除稳态误差，且大增益会降低系统相对稳定性，甚至造成系统不稳定，K_i为积分系数，可以消除稳态误差，但控制作用慢，有可能降低系统稳定性，K_d为微分系数，可以超前控制，动作十分迅速，可以改善滞后的情况，采用PID控制能够减小系统误差、提高系统响应速度和响应效果，且增量式PID算式中不需要累加，避免积分环节占用大量计算性能和存储空间，控制量变化量Δu(n)的确定仅与最近3次的采样值有关，容易通过加权处理获得比较好的控制效果。

在本发明的一些实施例中，控制器根据反馈信息对巡检机器人进行调节中，不能出现较大的超调，且需要运动平稳，需要对K_p、K_i和K_d进行行走路径设置，当误差e较大时，为了能快速对误差进行修正，Kp需要选取为较大值，同时Ki和Kd需要选取为较小值，避免出现较大的超调，当误差e和误差变化量适中时，Kp需要选取为较小值以避免出现较大的超调，通过由于Kd对于控制效果影响较大，因此Kd需要选取为较小值，Ki需要选取为适中值，当误差e 较小时，为了使系统有较好的稳定性，Kp和Ki需要选取为较大值，同时，为了避免在目标行走路径处出现震荡，当误差变化量ec较大时，Kd需要选取为较小值，当误差变化量较小时，Kd需要选取为较大值，具体的，|e|≥20时，K_p＝2， K_i＝0，K_d＝0.5，10≤|e|<20，|e_c|≥3时，K_p＝1，K_i＝0.005，K_d＝0.2，10≤|e|<20，|e_c| ＜3时，K_p＝1，K_i＝0，K_d＝0.3，5≤|e|<10，|e_c|≥1时，K_p＝1.5，K_i＝0.01，K_d＝0.1， 5≤|e|<10，|e_c|＜1时，K_p＝1.5，K_i＝0.01，K_d＝0.15，|e|<5，K_p＝2，K_i＝0.015，K_d＝0.1。

以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种巡检机器人，其特征在于，包括：

机身；

升降机构，所述升降机构连接在所述机身上，所述升降机构包括云台；

图像获取机构，所述图像获取机构设置成获取图像；

角度调节机构，所述图像获取机构通过所述角度调节机构与所述云台转动连接，所述角度调节机构与所述图像获取机构之间设置有弹性件，所述弹性件设置成在所述角度调节机构转动过程中同步形变，所述角度调节机构停止转动后，所述弹性件产生的弹力能够阻止所述角度调节机构继续转动；

行走机构，所述行走机构连接在所述机身的下方；

感应机构，所述感应机构连接在所述机身上，所述图像获取机构设置成根据所述感应机构的感应结果动作；

控制器，所述控制器连接在所述机身上，所述控制器设置成控制巡检机器人移动；

其中，所述图像获取机构包括：

壳体，所述壳体通过所述角度调节机构转动连接在所述机身上；

光学组件，所述光学组件设置在所述壳体内；

驱动组件，所述机身和所述壳体分别与所述驱动组件连接，所述驱动组件设置成根据所述感应机构的感应结果驱动所述壳体转动；

所述角度调节机构包括：

第一转动件，所述第一转动件设置在所述壳体上并与所述机身转动连接，所述第一转动件上设置有第一装配槽和避让槽；

第二转动件，所述第二转动件设置在所述壳体上并与所述机身转动连接，且所述第一转动件和所述第二转动件相对设置在所述壳体的两侧；

所述弹性件包括螺旋本体和连接在所述螺旋本体两端的第一连接部与第二连接部，所述第一连接部与所述第一装配槽限位配合，所述第二连接部穿过所述避让槽并连接在所述机身上。

2.根据权利要求1所述的巡检机器人，其特征在于，所述第一转动件包括：

第一转动本体，所述第一转动本体为空腔结构，并与所述机身转动连接，所述第一装配槽和所述避让槽均设置在所述第一转动本体上；

定位部，所述定位部连接在所述第一转动本体的空腔内，所述螺旋本体套设在所述定位部上。

3.根据权利要求2所述的巡检机器人，其特征在于，所述角度调节机构还包括：

止挡件，所述止挡件连接在所述机身上，所述止挡件朝向所述第一转动件的端面上连接有凸筋，所述凸筋位于所述第一转动本体与所述定位部之间。

4.根据权利要求3所述的巡检机器人，其特征在于，所述第二转动件包括：

第二转动本体，所述第二转动本体设置在所述壳体上并与所述机身转动连接；

限位块，所述限位块连接在所述第二转动本体上，所述限位块设置成限制所述图像获取机构的转动范围。

5.根据权利要求4所述的巡检机器人，其特征在于，所述机身上设置有第一固定臂和第二固定臂，所述第一转动件与所述第一固定臂转动连接，所述第二转动件与所述第二固定臂转动连接；

所述第一固定臂上设置有第二装配槽和第一转轴孔，所述第一转动本体与所述第一转轴孔转动配合，所述第二连接部穿过所述避让槽与所述第二装配槽限位配合；

所述第二固定臂上设置有第二转轴孔和限位孔，所述第二转动本体与所述第二转轴孔配合，所述限位块与所述限位孔对应配合以限制所述图像获取机构的转动范围。

6.一种巡检机器人的控制方法，用于控制权利要求1-5任一项所述的巡检机器人，其特征在于，包括：

构建巡检地图；

设置目标行走路径；

控制所述巡检机器人进行巡检；

获取所述巡检机器人的实际行走路径；

判断所述实际行走路径和所述目标行走路径是否相同；

根据所述实际行走路径和所述目标行走路径不同，生成反馈信息；

控制所述巡检机器人根据所述反馈信息进行路径修正。

7.根据权利要求6所述的巡检机器人的控制方法，其特征在于，在所述根据所述实际行走路径和所述目标行走路径不同，生成反馈信息中，所述反馈信息包括误差和误差变化量，利用公式e＝A_ref-A_cur和e_c＝e[n]-e[n-1]，计算不同时刻的所述误差和所述误差变化量，其中，A_ref为目标行走路径，A_cur为实际行走路径，e、e[n]和e[n-1]为不同时刻的误差，e_c为误差变化量。

8.根据权利要求7所述的巡检机器人的控制方法，其特征在于，所述控制所述巡检机器人根据所述反馈信息进行路径修正包括：

利用公式Δu[n]＝K_pe_c+K_ie[n]+K_d{e[n]-2e[n-1]+e[n-2]}和u[n]＝u[n-1]+Δu，根据所述误差和所述误差变化量选择不同的K_p、K_i和K_d，计算不同时刻的控制量和控制量变化量，其中，u[n]和u[n-1]为不同时刻的控制量，Δu为控制量变化量，K_p为比例系数，K_i为积分系数，K_d为微分系数；

根据所述控制量控制所述巡检机器人进行路径修正。

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