一種壓力容器檢測機器人的控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型實施例提供一種壓力容器檢測機器人的控制系統，用于對檢測機器人進行控制，所述控制系統包括運動控制單元、伺服驅動單元、伺服電機和視頻控制單元；所述運動控制單元，與所述伺服驅動單元相連，用于發送控制指令至所述伺服驅動單元；所述伺服驅動單元，用于通過控制電纜發送所述控制指令至所述伺服電機；所述伺服電機與所述檢測機器人的運動關節相連，用于控制所述運動關節的運動；所述視頻控制單元，與所述檢測機器人的視頻裝置相連，用于通過視頻電纜控制所述視頻裝置。本實用新型實現了對檢測機器人運動關節和視頻裝置的分別控制。
【專利說明】—種壓力容器檢測機器人的控制系統
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于無損檢測機器人領域，尤其涉及一種壓力容器檢測機器人的控制系統。
【背景技術】
[0002]壓力容器檢測機器人的應用為水下壓力容器的無損檢測提供了基礎。現有的壓力容器檢測機器人通常包括多個運動關節和水下視頻裝置。為實現多角度的檢測，需要運動關節的靈活運動及視頻裝置的靈活調節。現有的控制系統，對檢測機器人的運動關節和視頻裝置采用一個控制器，其可靠性低；。而且現有的控制器對水下視頻裝置的照明亮度無法調節，使得視頻有時無法看清。
【發明內容】
[0003]有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種壓力容器檢測機器人的控制系統，能夠實現對檢測機器人的運動關節和視頻裝置的分別調節。
[0004]為實現上述目的，本實用新型實施例提供一種壓力容器檢測機器人的控制系統，用于對檢測機器人進行控制，其特征在于，所述控制系統包括運動控制單元、伺服驅動單元、伺服電機和視頻控制單元；
[0005]所述運動控制單元，與所述伺服驅動單元相連，用于通過控制電纜發送控制指令至所述伺服驅動單元；所述伺服驅動單元，用于通過控制電纜發送所述控制指令至所述伺服電機；所述伺服電機與所述檢測機器人的運動關節相連，用于控制所述運動關節的運動；
[0006]所述視頻控制單元，與所述檢測機器人的視頻裝置相連，用于通過視頻電纜控制所述視頻裝置。
[0007]優選的，所述伺服驅動單元包括一大功率伺服驅動單元。
[0008]優選的，所述伺服驅動單元還包括多個低功率線性伺服驅動單元。
[0009]優選的，所述視頻裝置包括:多個攝像機、多個支撐所述攝像機的云臺以及多個照明裝置；所述視頻控制單元，用于通過視頻電纜控制所述攝像機的開關、變焦、伸縮及視頻信號傳輸，所述云臺的自由度以及所述照明裝置的亮度。
[0010]優選的，所述視頻控制單元由PLC、I/O輸入輸出模塊、信號轉換電路、驅動電路、視頻字符疊加模塊和DC/DC電源模塊組成。
[0011]優選的，所述控制系統還包括氣動控制單元，用于通過氣纜控制所述檢測機器人的運動關節的氣密封、所述檢測機器人的氣缸的氣壓調節和所述檢測機器人的主輔氣源的自動切換。
[0012]優選的，所述控制系統還包括執行機構失速保護單元和設于所述檢測機器人上的速度監測單元；
[0013]所述速度監測單元，用于監測所述檢測機器人的運動關節的運動速度并通過控制電纜發送至所述執行機構失速保護單元；
[0014]所述執行機構失速保護單元，用于在根據所述運動速度判斷到所述檢測機器人出現失速時，執行失速保護操作。
[0015]優選的，所述控制系統還包括限位保護單元、位置偏差報警單元和設于所述檢測機器人上的位置監測單元；
[0016]所述位置監測單元，用于監測所述機器人的位置并通過所述控制電纜發送至所述限位保護單元和位置偏差報警單元；
[0017]所述限位保護單元，用于判斷到所述檢測機器人即將出現碰撞時，進行限位保護操作；
[0018]所述位置偏差報警單元，用于判斷到所述檢測機器人出現位置偏差時輸出報警信號。
[0019]優選的，所述控制系統還包括設于所述檢測機器人上的氣壓監測單元和與所述氣壓監測單元相連的氣壓報警單元；所述氣壓監測單元，用于監測所述檢測機器人的氣壓并通過所述氣纜返回給所述氣壓報警單元；所述氣壓報警單元，用于在判斷到所述氣壓異常時輸出報警信號。
[0020]優選的，所述控制系統還包括一通過互聯網與所述運動控制單元通信的服務器，用于發送控制指令至所述運動控制單元并接收所述運動控制單元返回的數據。
[0021]有益效果:
[0022]根據本實用新型所提供的技術方案，實現了對檢測機器人運動關節和視頻裝置的分別控制，而且采用的伺服驅動裝置解決了機械設備運動過程中電磁信+號對超聲信號的干擾。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0024]圖1為本實用新型提供的系統結構；
[0025]圖2為本實用新型運動控制柜結構圖；
[0026]圖3為本實用新型視頻控制柜結構圖；
[0027]圖4為本實用新型氣動控制柜結構圖。
【具體實施方式】
[0028]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。
[0029]如圖1-4，為本實用新型提供的一種壓力容器檢測機器人的控制系統。本實用新型中以EPR堆型核電站反應堆壓力容器檢測機器人的控制系統為例進行說明。
[0030]如圖1所示，本實用新型的控制系統包括一運動控制柜I和視頻控制柜2。圖2、3分別示出了運動控制柜I和視頻控制柜2的結構組成。
[0031]其中，運動控制柜I中設有運動控制單元11、伺服驅動單元12，運動控制單元11用于將控制指令發送至伺服驅動單元12，伺服驅動單元12通過控制電纜將控制指令發送至驅動伺服電機以對檢測機器人4的各運動關節41的運動進行控制。
[0032]本實用新型中，檢測機器人4位于水下，其具體包括11個運動關節41，本實用新型的運動控制單元11通過伺服驅動單元12及連接水上部分和水下部分的控制電纜高精度伺服驅動11個運動關節41，可實現單軸/多軸復雜軌跡運動控制模式。該控制電纜具體可以為耐輻照控制電纜。
[0033]本實用新型中的伺服驅動單元12具體為一個大功率伺服驅動單元和十個低功率線性伺服驅動單元，用于分別控制一個運動關節。線性伺服驅動模式的應用特別是大功率伺服驅動器的設計大大降低了運動過程對超聲信號的干擾。
[0034]視頻控制柜2中設有視頻控制單元21，其與檢測機器人4的視頻裝置42通過視頻電纜相連，用于控制視頻裝置42。具體的該視頻電纜可以為耐輻照視頻電纜。
[0035]檢測機器人4的視頻裝置42位于水下，用于監視機器人的姿態和運動過程。其具體包括多個攝像裝置、多個用于承載攝像裝置的云臺以及多個照明裝置。視頻控制單元21對其的控制體現在控制攝像裝置的開關、變焦、伸縮以及視頻信號的采集、傳輸。對云臺臺獨立四自由度的調節以及對照明裝置的亮度獨立無級調節。
[0036]本實用新型中，視頻控制單元21具體包括PLC單元211、I/O輸入輸出單元212、信號轉換電路213、驅動電路324、視頻字符疊加單元215和DC/DC電源216組成。
[0037]本實用新型的優選實施例中，參見圖1，該控制系統還包括氣動控制柜3，參見圖4，該氣動控制柜3中設有氣動控制單元31，用于通過氣纜控制檢測機器人4的運動關節11的氣密封、檢測機器人4的氣缸如備支撐腿環抱氣缸和探頭架伸縮氣缸的氣壓調節和檢測機器人4的主輔氣源的自動切換。另外，該氣壓控制單元31還可以對獲取的數據進行顯示。
[0038]當然本實用新型中還可以設置手動氣源切換單元對檢測機器人4的主輔氣源進7TT手動切換。
[0039]為保證控制系統的安全性，本實用新型還設有一整套的安全鏈設計。其具體包括:
[0040]設于檢測機器人4上的速度監測單元43和位置監測單元44，分別用于對檢測機器人4的運動速度、位置進行監測，并將獲取的數據發送至運動控制柜I。運動控制柜I中對應設有執行機構失速保護單元13，限位保護單元14、位置偏差報警單元15。
[0041]執行機構失速保護單元13，用于在根據所述運動速度判斷到檢測機器人4出現失速時，執行失速保護操作。
[0042]限位保護單元14，用于判斷到檢測機器人4即將出現碰撞時，進行限位保護操作。
[0043]位置偏差報警單元15，用于判斷檢測機器人4出現位置偏差時輸出報警信號。
[0044]進一步的，控制系統還包括設于檢測機器人4上的氣壓監測單元，用于監測檢測機器人4的氣壓并通過氣纜返回給氣壓控制柜3。氣壓控制柜3中對應設置有氣壓報警單元32，用于在判斷到氣壓異常時輸出報警信號。
[0045]本實用新型中還可以設置一手動/自動切換單元，用于在出現異常時，可以通過手動方式啟動相關單元進行保護或通過自動方式啟動相關單元進行保護。
[0046]本實用新型的控制系統還可以包括過流保護、失電保護及過溫保護等。
[0047]為與上層進行通信，參見圖1，本實用新型控制系統還包括通過互聯網與運動控制柜I相連的服務器5，用于接收運動控制單元11返回的數據并發送控制指令至運動控制單元。本實用新型控制系統還具有網絡自檢保護功能。
[0048]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出，對于本【技術領域】的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護范圍。
【權利要求】
1.一種壓力容器檢測機器人的控制系統，用于對檢測機器人進行控制，其特征在于，所述控制系統包括運動控制單元、伺服驅動單元、伺服電機和視頻控制單元； 所述運動控制單元，與所述伺服驅動單元相連，用于發送控制指令至所述伺服驅動單元；所述伺服驅動單元，用于通過控制電纜發送所述控制指令至所述伺服電機；所述伺服電機與所述檢測機器人的運動關節相連，用于根據控制指令控制所述運動關節的運動；所述視頻控制單元，與所述檢測機器人的視頻裝置相連，用于通過視頻電纜控制所述視頻裝置。
2.如權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述伺服驅動單元包括一大功率伺服驅動單元。
3.如權利要求2所述的控制系統，其特征在于，所述伺服驅動單元還包括多個低功率線性伺服驅動單元。
4.如權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述視頻裝置包括:多個攝像機、多個支撐所述攝像機的云臺以及多個照明裝置；所述視頻控制單元，用于通過視頻電纜控制所述攝像機的開關、變焦、伸縮及視頻信號傳輸，所述云臺的自由度以及所述照明裝置的亮度。
5.如權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述視頻控制單元由PLC、I/O輸入輸出模塊、信號轉換電路、驅動電路、視頻字符疊加模塊和DC/DC電源模塊組成。
6.如權利要求1所述的控制系統，其特征在于，所述控制系統還包括氣動控制單元，用于通過氣纜控制所述檢測機器人的運動關節的氣密封、所述檢測機器人的氣缸的氣壓調節和所述檢測機器人的主輔氣源的自動切換。
7.如權利要求6所述的控制系統，其特征在于，所述控制系統還包括執行機構失速保護單元和設于所述檢測機器人上的速度監測單元； 所述速度監測單元，用于監測所述檢測機器人的運動關節的運動速度并通過控制電纜發送至所述執行機構失速保護單元； 所述執行機構失速保護單元，用于在根據所述運動速度判斷到所述檢測機器人出現失速時，執行失速保護操作。
8.如權利要求7所述的控制系統，其特征在于，所述控制系統還包括限位保護單元、位置偏差報警單元和設于所述檢測機器人上的位置監測單元； 所述位置監測單元，用于監測所述機器人的位置并通過所述控制電纜發送至所述限位保護單元和位置偏差報警單元； 所述限位保護單元，用于判斷到所述檢測機器人即將出現碰撞時，進行限位保護操作； 所述位置偏差報警單元，用于判斷到所述檢測機器人出現位置偏差時輸出報警信號。
9.如權利要求8所述的控制系統，其特征在于，所述控制系統還包括設于所述檢測機器人上的氣壓監測單元和與所述氣壓監測單元相連的氣壓報警單元；所述氣壓監測單元，用于監測所述檢測機器人的氣壓并通過所述氣纜返回給所述氣壓報警單元；所述氣壓報警單元，用于在判斷到所述氣壓異常時輸出報警信號。
10.如權利要求8所述的控制系統，其特征在于，所述控制系統還包括一通過互聯網與所述運動控制單元通信的服務器，用于發送控制指令至所述運動控制單元并接收所述運動控制單元返回的數據。
【文檔編號】G05B19/418GK204009558SQ201420474315
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月20日 優先權日:2014年8月20日
【發明者】林戈, 王賢彬, 曾晨明, 朱傳雨, 金國棟, 田浩志, 陳建, 李明, 陳懷東, 馬官兵 申請人:中廣核檢測技術有限公司, 蘇州熱工研究院有限公司, 中國廣核集團有限公司