集裝箱檢測機器人系統及其控制方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種機器人系統，具體來講，是一種具備自主行走能力并能夠完成集裝箱內部表面視頻檢測的機器人系統及其控制方法。
【背景技術】
[0002]集裝箱是一種按規格標準化的鋼制箱子，其尺寸標準化，可以層層重疊，可以大量放置于遠洋運輸的輪船、飛機、火車等，提高運輸空間利用率和確保貨物安裝運輸，集裝箱是現代貨物運輸中必不可少裝備，集裝箱的應用越來越普遍。為保證集裝箱內貨物運輸的安全，集裝箱在貨物運輸之前需要進行內部檢視，檢視工作包括內部防水性、內部干凈、干燥和集裝箱內沒有釘或其它突出物可能損壞貨物，獲得“集裝箱安全公約(ContainerSafety Convent1n(CSC))。而對于超大型集裝箱，其長度尺寸超過13米，寬度超過2米，高度超過2.5米，直接進行肉眼視覺檢測，集裝箱內光線差，勞動強度大，效率不高，需要一種裝備可以自動完成集裝箱內部檢測。
[0003]經對現有技術檢索發現:
[0004]I.發表在《Mechatronics and Automat1n))2005IEEE Internat1nalConference，29July_l Aug.2005上的論文 “Proposed wall climbing robot withpermanent magnetic tracks for inspecting oil tanks”提出一種永磁式爬墻機器人，該機器人行走機構為履帶式結構，這種履帶式結構無法適應有波浪形的集裝箱壁的爬行。
[0005]2.SRI Internat1nal公司開發出一種爬壁機器人，機器人具有該公司的專利技術“electroadhes1n”(申請號7551419公開號US 20100027187A1)能夠在混凝土、金屬、木材、玻璃墻面上爬行，但這種機器人只能適應墻面平整的環境，不能適應具有波浪形表面的貨物集裝箱壁爬行。
[0006]現有技術中沒有發現能夠在貨物集裝箱表面爬行的機器人結構，而在實際應用中，能夠適應貨物集裝箱壁爬行的機器人存在應用需求。
【發明內容】
[0007]針對現有技術存在的上述不足，本發明提供一種電磁吸附、足式移動爬壁的集裝箱檢測機器人系統，該機器人系統能夠適應集裝箱波浪形壁的實際結構，利用電磁吸附于集裝箱壁表面，并利用足式行走機構，在集裝箱壁表面行走。在該機器人表面安裝視頻檢測設備，可以完成貨物集裝箱內壁的圖像拍攝，實現貨物集裝箱內壁的檢測。
[0008]本發明是通過以下技術方案來實現的:
[0009]根據本發明的第一方面，提供一種集裝箱檢測機器人系統，所述系統包括:機器人箱體、足式移動機構、電磁鐵吸附裝置、足式移動機構控制模塊、電磁鐵控制模塊及電源，其中:足式移動機構通過鉸鏈與機器人箱體相連，電磁鐵吸附裝置固定在足式移動機構末端，足式移動機構控制模塊、電磁鐵控制模塊和電源固定在機器人箱體上;足式移動機構控制模塊用于控制足式移動機構的運動；電磁鐵控制模塊控制電磁鐵吸附裝置的工作與停止；電源固定在機器人箱體上，為足式移動機構、電磁鐵吸附裝置、足式移動機構控制模塊和電磁鐵控制模塊提供電源;足式移動機構能夠自動適應集裝箱壁表面凹凸不平形狀。
[0010]進一步的，所述電磁鐵吸附裝置與集裝箱壁表面之間的電磁吸附力，以及所述足式移動機構對機器人箱體的支撐作用，能夠確保機器人箱體在任何時刻均處于穩定狀態。[0011 ]進一步的，當所述足式移動機構向前或向后一個步距時，機器人箱體保持穩定，向前或向后重復運動步距，實現集裝箱檢測機器人系統在波浪形的集裝箱壁表面運動。
[0012]進一步的，所述機器人箱體為立方體形，為其他組成部件的載體。
[0013]進一步的，所述足式移動機構、鉸鏈、電磁鐵吸附裝置數目相同，均為復數個，且對稱設置。
[0014]在一優選實施方式中，所述足式移動機構、鉸鏈、電磁鐵吸附裝置數目均為四個，即:第一足式移動機構、第一鉸鏈、第二足式移動機構、第二鉸鏈、第三足式移動機構、第三鉸鏈、第四足式移動機構、第四鉸鏈、第一電磁鐵吸附裝置、第二電磁鐵吸附裝置、第三電磁鐵吸附裝置、第四電磁鐵吸附裝置，其中:
[0015]第一足式移動機構通過第一鉸鏈、第二足式移動機構通過第二鉸鏈、第三足式移動機構通過第三鉸鏈、第四足式移動機構通過第四鉸鏈分別固定于機器人箱體四個角位置；
[0016]第一電磁鐵吸附裝置、第二電磁鐵吸附裝置、第三電磁鐵吸附裝置、第四電磁鐵吸附裝置分別固定在第一足式移動機構、第二足式移動機構、第三足式移動機構、第四足式移動機構的末端，第一電磁鐵吸附裝置、第二電磁鐵吸附裝置、第三電磁鐵吸附裝置和第四電磁鐵吸附裝置通過電磁力能夠吸附在集裝箱壁表面；
[0017]電磁鐵控制裝置獨立控制第一電磁鐵吸附裝置、第二電磁鐵吸附裝置、第三電磁鐵吸附裝置和第四電磁鐵吸附裝置的工作與停止;足式移動機構控制裝置獨立控制四個所述足式移動機構向前或向后運動一個步距;在確保運動步距完成之后，所述足式移動機構能夠自動適應集裝箱壁表面凹凸不平形狀，重復運動步距，使得所述機器人系統能夠在集裝箱壁凹凸不平表面前進或后退，實現對集裝箱壁表面的檢測。
[0018]較佳的，所述第一鉸鏈、第二鉸鏈、第三鉸鏈、第四鉸鏈相對于機器人箱體中心對稱。
[0019]較佳的，所述第一足式移動機構、第二足式移動機構、第三足式移動機構、第四足式移動機構能夠分別沿第一鉸鏈、第二鉸鏈、第三鉸鏈、第四鉸鏈的中心實現O?180°旋轉，分別帶動與第一鉸鏈相對應的第一足式移動機構、與第二鉸鏈相對應的第二足式移動機構、與第三鉸鏈相對應的第三足式移動機構、與第四鉸鏈相對應的第四足式移動機構向前或向后運動。
[0020]較佳的，在所述集裝箱檢測機器人系統向前或向后運動過程中，有三個電磁鐵吸附裝置吸附在集裝箱壁表面，從而確保所述集裝箱檢測機器人系統始終處于穩定狀態。
[0021]根據本發明的第二方面，提供一種集裝箱檢測機器人系統的控制方法，具體如下:
[0022]在所述機器人系統靜止時:所述電磁鐵控制裝置控制電磁鐵吸附裝置通過電磁力吸附在集裝箱壁上，以保證機器人箱體靜止在集裝箱壁表面；
[0023]當所述機器人系統運動時:所述電磁鐵控制裝置控制其中一個電磁鐵吸附裝置松開對集裝箱壁的吸附，其他電磁鐵吸附裝置仍然通過電磁力吸附在集裝箱壁上，保證機器人箱體穩定；
[0024]當第一電磁鐵吸附裝置松開對集裝箱壁的吸附時，足式移動機構控制裝置控制第一足式移動機構向前或向后運動一個步距；當移動步距到位后，電磁鐵控制裝置控制第一電磁鐵吸附裝置吸附在集裝箱壁上，同時控制第二電磁鐵吸附裝置松開對集裝箱壁的吸附；
[0025]當第二電磁鐵吸附裝置松開對集裝箱壁的吸附時，足式移動機構控制裝置控制第二足式移動機構向前或向后移動一個步距；當移動步距到位后，電磁鐵控制裝置控制第二電磁鐵吸附裝置吸附在集裝箱壁上，同時控制第三電磁鐵吸附裝置松開對集裝箱壁的吸附；
[0026]當第三電磁鐵吸附裝置松開對集裝箱壁的吸附時，足式移動機構控制裝置控制第三足式移動機構向前或向后移動一個步距；當移動步距到位后，電磁鐵控制裝置