管道清洗裝置及其自動適應(yīng)控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了管道清洗裝置及其自動適應(yīng)控制方法，其中管道清洗裝置包括底座，其兩側(cè)外部設(shè)有驅(qū)動底座前后運動的履帶及左、右側(cè)步進電機；噴桿，其尾端活動設(shè)于噴桿旋轉(zhuǎn)座內(nèi)，其前端通過連桿機構(gòu)連通噴頭，連桿機構(gòu)與曲度步進電機連接；水平旋轉(zhuǎn)盤，設(shè)于底座上面，其上安裝有噴桿旋轉(zhuǎn)座，其下方安裝有水平步進電機；用于帶動噴桿上下轉(zhuǎn)動的豎直步進電機；用于帶動噴桿沿自身軸線轉(zhuǎn)動的噴桿旋轉(zhuǎn)步進電機；用于檢測管道清洗裝置前端和后端的位置，并計算出管道清洗裝置中點偏離管道中軸線的偏距和偏角的測距模塊。本發(fā)明的管道清洗裝置采用6個電機以及糾偏和自適應(yīng)控制方法，無需增加多余的硬件結(jié)構(gòu)進行配合，就可以實現(xiàn)高精度、高效率的清洗。
【專利說明】管道清洗裝置及其自動適應(yīng)控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對管道清洗裝置的運動進行控制的技術(shù)，尤其涉及了基于管道清洗裝置的位置信息，根據(jù)位置偏斜反饋來控制管道清洗裝置運動的自適應(yīng)控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)管以及油煙管道等大量存在于各種公共設(shè)施中，這些管道后期的維護和護理直接關(guān)系到公共設(shè)施的正常使用，也關(guān)系到各管道的安全性與可持續(xù)性，因此顯得尤為重要。
[0003]目前已經(jīng)研發(fā)出了基于六軸協(xié)同運動的全自動清洗裝置，裝置的蒸汽噴嘴沿管壁進行循環(huán)運動，因此要求管道清洗裝置的運動空間，相對于其運動原點，具有較高的對稱性。而在實際應(yīng)用過程中，要完全確保裝置的對稱性很難，裝置的行進路線只能沿管道的中軸線進行左右浮動，精度很難滿足要求。
[0004]因此，如何提供一種精度更高的自動適應(yīng)控制方法是業(yè)界亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出一種管道清洗裝置包括:
底座，其兩側(cè)外部設(shè)有履帶，所述底座內(nèi)設(shè)有驅(qū)動履帶的左、右側(cè)步進電機；
噴桿，所述噴桿尾端活動設(shè)于所述噴桿旋轉(zhuǎn)座內(nèi)，其前端通過一連桿機構(gòu)連通一噴頭，所述的連桿機構(gòu)與設(shè)于噴桿上的曲度步進電機連接，用于調(diào)整噴頭與噴桿的折彎角度；水平旋轉(zhuǎn)盤，設(shè)于底座上面，其上安裝有一噴桿旋轉(zhuǎn)座，其下方安裝有一水平步進電機，用于帶動噴桿旋轉(zhuǎn)座在水平方向轉(zhuǎn)動；
豎直步進電機，設(shè)于噴桿旋轉(zhuǎn)座一側(cè)且輸出軸與噴桿旋轉(zhuǎn)座固定連接，用于帶動噴桿上下轉(zhuǎn)動；
噴桿旋轉(zhuǎn)步進電機，設(shè)于噴桿與噴桿旋轉(zhuǎn)座之間，用于帶動噴桿沿自身軸線轉(zhuǎn)動；
測距模塊，包括分別安裝在管道清洗裝置同側(cè)的前端和后端的激光測距傳感器，所述測距模塊用于檢測管道清洗裝置前端和后端的位置，并計算出管道清洗裝置中點偏離管道中軸線的偏距和偏角。
[0006]本發(fā)明所提出的管道清洗裝置的自動適應(yīng)控制方法，包括如下步驟:
步驟1，將管道清洗裝置軸線中心距離管道中軸線的距離設(shè)定為偏距d，將管道清洗裝置軸線偏離管道中軸線的角度設(shè)定為偏角α，分別定義偏距d和偏角Ct的最小容差和最大容差，啟動管道清洗裝置，初始化管道清洗裝置兩側(cè)履帶的速度；
步驟2，測距模塊實時獲取管道清洗裝置首尾兩端的激光測距傳感器的返回值，并計算管道清洗裝置的偏距d和偏角α ；
步驟3，以管道的中軸線為基準(zhǔn)，根據(jù)偏距d和偏角α對管道清洗裝置進行糾偏控制；步驟4，履帶暫停運動，以管道清洗裝置為原點，根據(jù)步驟3中糾偏控制后的偏距d，重新計算水平步進電機、豎直步進電機、噴桿旋轉(zhuǎn)步進電機、曲度步進電機的工作坐標(biāo)，對所述電機對管道清洗裝置四個軸相對于管道的位置進行位置偏斜補償；
步驟5，開始清洗，完成一個清洗周期，履帶恢復(fù)速度，循環(huán)步驟2至步驟6，直至清洗過程完成。
[0007]本發(fā)明通過兩個電機來控制履帶，并且通過四個電機來控制噴桿沿管道四個內(nèi)壁進行運動，使得其自適應(yīng)方法不同于現(xiàn)有的自適應(yīng)技術(shù)，不需要增加多余的硬件結(jié)構(gòu)來配合，降低了管道清洗裝置的物理結(jié)構(gòu)復(fù)雜度。并且本發(fā)明在自適應(yīng)控制之間進行糾偏控制，可保證管道清洗裝置基本上保持在管道中軸線附件，使得其清洗操作擁有很高的精確度，徹底解決了偏斜所帶來的問題，提高了清洗效率。并且，本專利所提出的自適應(yīng)控制方法不可被替代，它的控制對象主要是清洗桿，而糾偏控制主要是通過控制履帶速度來實現(xiàn)，單獨使用糾偏控制須等到履帶行走的運動部分再消除偏斜，而本發(fā)明可在清洗過程中，通過對清洗運動電機的清洗到位點進行修正，進而消除偏斜誤差。與履帶速度修正相比，大大減少了清洗過程中消除偏斜所需的時間，提高了清洗效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]下面，對照附圖和較佳實施例對本發(fā)明進行詳細說明，其中:
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的流程圖；
圖3是本發(fā)明的糾偏方法的流程圖；
圖4是本發(fā)明的大容差糾正方法流程圖；
圖5是本發(fā)明的小容差糾正方法流程圖。
【具體實施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和實施例對發(fā)明進行詳細的說明。應(yīng)當(dāng)理解，對具體實施例的說明僅僅用以解釋本發(fā)明提出的技術(shù)方案，并非限定本發(fā)明。
[0010]如圖1所示，本發(fā)明所提出的管道清洗裝置包括:底座11、水平旋轉(zhuǎn)盤10、噴桿旋轉(zhuǎn)座9、噴桿8、噴頭7、曲度步進電機6、噴桿旋轉(zhuǎn)步進電機5、豎直步進電機4、水平步進電機3、左側(cè)步進電機2、右側(cè)步進電機I以及測距模塊。
[0011]其中，底座兩側(cè)外部設(shè)有履帶轉(zhuǎn)動裝置，底座內(nèi)設(shè)有左、右側(cè)步進電機，左、右側(cè)步進電機通過齒輪與履帶12傳動，帶動管道清洗裝置前后運動。水平旋轉(zhuǎn)盤10，設(shè)于底座11上面，其上安裝有噴桿旋轉(zhuǎn)座9，其下方安裝有水平步進電機3，水平步進電機3的輸出軸穿過水平旋轉(zhuǎn)盤10與噴桿旋轉(zhuǎn)座9連接，水平步進電機3帶動噴桿旋轉(zhuǎn)座9在水平面內(nèi)左右轉(zhuǎn)動，用于帶動噴桿旋轉(zhuǎn)座9在水平方向轉(zhuǎn)動。噴桿8，噴桿8尾端活動設(shè)于噴桿旋轉(zhuǎn)座9內(nèi)，其前端通過一連桿機構(gòu)連通噴頭7，連桿機構(gòu)與設(shè)于噴桿8上的曲度步進電機6連接，用于調(diào)整噴頭7與噴桿8的折彎角度，其中，連桿機構(gòu)包括:一端與曲度步進電機6活動端鉸接的連桿13、與連桿13另一端鉸接的直角連桿鉸座14，直角連桿鉸座14 一端與連桿13鉸接、另一端與噴頭7固定連接，曲度步進電機6活動端伸縮運動，推拉連桿13帶動噴頭7調(diào)整與噴桿8的折彎角度。豎直步進電機4,設(shè)于噴桿旋轉(zhuǎn)座9 一側(cè)且輸出軸與噴桿旋轉(zhuǎn)座9固定連接，用于帶動噴桿8上下轉(zhuǎn)動，噴桿旋轉(zhuǎn)座9兩端活動設(shè)于一軸承座15內(nèi)，豎直步進電機4的輸出軸穿過所述軸承座15與噴桿旋轉(zhuǎn)座9固定連接，豎直步進電機4轉(zhuǎn)動帶動噴桿旋轉(zhuǎn)座9轉(zhuǎn)動。噴桿旋轉(zhuǎn)步進電機5，設(shè)于噴桿8與噴桿旋轉(zhuǎn)座9之間，用于帶動噴桿8沿自身軸線轉(zhuǎn)動，噴桿旋轉(zhuǎn)步進電機5橫向固定于噴桿旋轉(zhuǎn)座9內(nèi)且與噴桿8平行，噴桿旋轉(zhuǎn)步進電機5輸出軸與一主動帶輪連接，噴桿8上固定設(shè)有與主動帶輪位置配合的從動帶輪，主動帶輪與從動帶輪通過傳動帶16傳動，噴桿旋轉(zhuǎn)步進電機5通過帶輪帶動噴桿8沿自身軸線轉(zhuǎn)動，噴桿旋轉(zhuǎn)步進電機5每次運動固定順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)90°。
[0012]噴桿8與噴桿旋轉(zhuǎn)座9之間通過O性密封圈活動密封連接，噴桿旋轉(zhuǎn)座9后端設(shè)有與噴桿連通的轉(zhuǎn)接口 17，轉(zhuǎn)接口 17可連接接管路，使清洗液通過轉(zhuǎn)接口進入噴桿8內(nèi)，從噴頭7噴出，通過轉(zhuǎn)接口 17的設(shè)置使噴桿8的自轉(zhuǎn)不影響外部管路，防止因噴桿8的自轉(zhuǎn)造成管路纏繞，影響使用效果。
[0013]測距模塊采用了 2個激光測距傳感器，分別安裝在管道清洗裝置同側(cè)的前端和后端。依據(jù)兩點確定一條直線的原理，測距模塊根據(jù)兩個傳感器所返回的距離信息以及適當(dāng)?shù)膫鞲衅靼惭b位置信息，即可計算出管道清洗裝置在行進過程中距離管道中軸線的偏移角度(簡稱偏角α )以及管道清洗裝置軸線中心偏移軸線距離(簡稱偏距d)。因此,偏角α與偏距d是考量偏差的兩個主要位置參數(shù)，在本實施例中，定義偏角α和偏距d朝向管道中軸線的左側(cè)偏離時為負數(shù)，朝向右側(cè)偏離時為正數(shù)。此外，本發(fā)明還定義了分別定義了偏角α及偏距d的最大容差和最小容差。如果某時刻，管道清洗裝置的位置參數(shù)偏角α和偏距d的絕對值中，存在至少一項大于最大/最小容差中的對應(yīng)項，那么我們判定此刻管道清洗裝置的位置超出最大/最小容差，否則，則稱此刻管道清洗裝置的位置處于最大/最小容差范圍內(nèi)。
[0014]在管道清洗裝置整個自動清洗流程中，偏斜自適應(yīng)控制技術(shù)須配合自動糾偏技術(shù)來共同解決行進偏移的問題。這是因為如若不進行行進軌跡糾偏，將導(dǎo)致管道清洗裝置偏離中軸線的距離逐漸加大，最終導(dǎo)致偏差超出偏移自適應(yīng)控制方法的可控范圍，甚至產(chǎn)生觸壁事件，造成結(jié)構(gòu)上的損壞。
[0015]如圖2所示，本發(fā)明的管道清洗裝置的自動適應(yīng)控制方法，其具體流程包括如下步驟:
步驟1，將管道清洗裝置軸線中心距離管道中軸線的距離設(shè)定為偏距d，將管道清洗裝置軸線偏離管道中軸線的角度設(shè)定為偏角α，分別定義偏距d和偏角α的最小容差和最大容差，最小容差和最大容差根據(jù)實際情況可以進行不同的定義，可以根據(jù)管道寬度、管道清洗裝置的寬度以及激光測距傳感器的量程來定義偏距d和偏角α的最小容差和最大容差。然后，啟動管道清洗裝置，初始化管道清洗裝置兩側(cè)履帶的速度。
[0016]步驟2，在管道清洗裝置的行進過程中，測距模塊實時獲取管道清洗裝置首尾兩端的激光測距傳感器的返回值，并計算管道清洗裝置的偏距d和偏角α。
[0017]步驟3，以管道的中軸線為基準(zhǔn)，根據(jù)偏距d和偏角α對管道清洗裝置進行糾偏控制；
如圖3所示，糾偏控制主要包括如下步驟:
步驟31，判斷偏距d和偏角α是否在最小容差范圍內(nèi)，若小于最小容差，我們認為其偏離中軸線程度很低，不對其進行糾偏調(diào)整，返回步驟2 ;若大于最小容差，則執(zhí)行步驟32 ；步驟32，判斷偏距d和偏角α是否在最大容差范圍內(nèi)，若小于最大容差，則執(zhí)行步驟34，這說明管道清洗裝置的位置超出了最小容差，但是在最大容差范圍之內(nèi)，因此我們認為管道清洗裝置已經(jīng)有了一定的偏差，但該偏差對清洗過程影響較小，因此實施小容差糾正方案，小容差糾正方案在管道清洗裝置的清洗過程中進行，對管道清洗裝置的前進動作進行糾偏，不影響管道清洗裝置的清洗動作，保證了清洗的效率；若大于最大容差，則執(zhí)行步驟33，這說明管道清洗裝置的位置已經(jīng)超出最大容差，我們認為此時管道清洗裝置相對于管道的中軸線產(chǎn)生了較大的偏移。如不及時進行修正，將無法保證清洗動作，甚至可能造成噴桿觸壁，導(dǎo)致機械或電機上的損傷，此時我們將噴桿運動鎖定，即暫停清洗運動，實施大容差糾正方案，使管道清洗裝置重新回到最大容差范圍內(nèi)，接近或小于最小容差范圍后，此時即可重新恢復(fù)清洗運動。
[0018]步驟33，執(zhí)行大容差糾正方案:暫停管道清洗裝置的清洗動作，將偏角α與其最小容差進行對比，若偏角α大于其最小容差，則矯正偏角，若偏角α小于其最小容差，則將偏距d與其最小容差進行對比，若偏距d大于其最小容差，則對偏距進行矯正，若偏距d小于其最小容差，則大容差糾正方案完成，繼續(xù)返回步驟2 ；
如圖4所示，其中，執(zhí)行大容差糾正方案的詳細過程為:
步驟331，斷偏角α是否小于其最小容差，若偏角α小于其最小容差，則執(zhí)行步驟333來判斷偏距d，若偏角α大于其最小容差，執(zhí)行步驟332矯正偏角；
步驟332，以管道中軸線為中心，判斷偏角α的偏向方向，若偏角α為正數(shù)，則說明管道清洗裝置發(fā)生了右偏，然后減緩左側(cè)的履帶速度，為初始速度的0.6倍，右側(cè)履帶仍然保持初始速度。相應(yīng)的，若偏角α為負數(shù)，則說明管道清洗裝置發(fā)生了左偏，然后減緩右側(cè)的履帶速度，為初始速度的0.6倍，左側(cè)履帶仍然保持初始速度，然后進行延時，返回步驟331，繼續(xù)判斷偏角α ；
步驟333，判斷偏距d是否大于最小容差，若大于最小容差，則執(zhí)行步驟334，進行偏距修正。若小于最小容差，則完成大容差糾正方案；
步驟334，記錄此時的偏角α O和偏距d0，以管道中軸線為中心，判斷偏距d的偏向方向，若偏距d是一個正數(shù)，則說明管道清洗裝置發(fā)生了右偏，設(shè)定左側(cè)履帶速度為初始速度的0.6倍，右側(cè)履帶仍保持初始速度。相應(yīng)地，若偏距d為負數(shù)，則管道清洗裝置發(fā)生了左偏，設(shè)定右側(cè)履帶速度為初始速度的0.6倍，左側(cè)履帶速度保持初始速度。在此速度設(shè)定下，管道清洗裝置將產(chǎn)生一定偏角，偏向中軸線運動，再經(jīng)歷一次微小延時后，繼續(xù)執(zhí)行步驟 335 ；
步驟335，判斷當(dāng)前的偏距的絕對值是否小于或等于dO/2的絕對值，若不是，則返回步驟334，繼續(xù)進行調(diào)整，若是，則執(zhí)行步驟336 ；
步驟336，將管道清洗裝置兩側(cè)履帶的速度進行調(diào)換，延時后，繼續(xù)執(zhí)行步驟337 ；
步驟337，判斷當(dāng)前偏距d是否在最小容差范圍內(nèi)，若不是，則返回步驟336，若是，則完成大容差糾正方案。
[0019]如圖5所示，步驟34，執(zhí)行小容差糾正方案:將偏角α與其最小容差進行對比，若偏角α大于最小容差，則矯正偏角，若偏角α小于其最小容差，則初始化履帶速度后，將偏距d與其最大容差進行對比，若大于，則返回步驟32，若小于，則繼續(xù)將偏距d與其最小容差進行對比，若大于，則對偏距進行矯正，若小于，則完成小容差糾正方案，繼續(xù)執(zhí)行步驟2。
[0020]步驟341，斷偏角α是否小于最小容差，若偏角α小于最小容差，則初始化管道清洗裝置兩側(cè)履帶的速度，執(zhí)行步驟343來判斷偏距d，若偏角α大于最小容差，執(zhí)行步驟342矯正偏角α ；
步驟342，以管道中軸線為中心，判斷偏角α的偏向方向，若偏角α為正數(shù)，則說明管道清洗裝置發(fā)生了右偏，然后減緩左側(cè)的履帶速度，為初始速度的0.9倍，右側(cè)履帶仍然保持初始速度。相應(yīng)的，若偏角α為負數(shù)，則說明管道清洗裝置發(fā)生了左偏，然后減緩右側(cè)的履帶速度，為初始速度的0.9倍，左側(cè)履帶仍然保持初始速度，然后進行延時，返回步驟341，繼續(xù)判斷偏角α ；
步驟343，判斷此時管道清洗裝置的偏距d是否小于最大容差偏距，若小于最大容差偏距，則執(zhí)行步驟344，若大于最大容差偏距，返回步驟32 ；
步驟344，判斷此時管道清洗裝置的偏距d是否大于最小容差范圍，若大于，則執(zhí)行步驟345，若小于最小容差范圍，則小容差糾正完成，返回步驟32 ；
步驟345，記錄此時管道清洗裝置的偏角為α 1、偏距為dl，以管道中軸線為中心，判斷偏距dl的偏向方向，若偏距d是一個正數(shù)，則說明管道清洗裝置發(fā)生了右偏，設(shè)定左側(cè)履帶速度為初始速度的0.9倍，右側(cè)履帶仍保持初始速度。相應(yīng)地，若偏距d為負數(shù)，則管道清洗裝置發(fā)生了左偏，設(shè)定右側(cè)履帶速度為初始速度的0.9倍，左側(cè)履帶速度保持初始速度，延時后，繼續(xù)執(zhí)行步驟346 ；
步驟346，判斷當(dāng)前的偏距d是否小于或等于dl/2，若不是，則返回步驟334，繼續(xù)進行調(diào)整，若是，則將管道清洗裝置兩側(cè)的履帶的速度初始化，返回步驟32 ;若不是則返回步驟345。
[0021]步驟4，履帶暫停運動，開始進行自適應(yīng)的控制，與步驟3中進行自動糾偏技術(shù)相類似，自適應(yīng)控制方法的實施，也是基于偏距d及偏角a，進行糾偏后，會存在新的偏距d和偏角α，但是由于控制管道清洗裝置噴桿的電機組的工作坐標(biāo)本身是以管道清洗裝置位于管道中軸線上位基準(zhǔn)設(shè)定的，因此在新的偏距d和偏角α基礎(chǔ)上，水平步進電機、豎直步進電機、噴桿旋轉(zhuǎn)步進電機、曲度步進電機的工作坐標(biāo)已經(jīng)發(fā)生了改變，若依照舊的工作坐標(biāo)來工作，會導(dǎo)致清洗不干凈或者觸壁等問題，因此通過偏距d和偏角α，重新計算出電機組的工作坐標(biāo)，對電機組的轉(zhuǎn)動范圍進行位置偏斜補償和角度偏斜補償；其具體過程就是以糾偏后的管道清洗裝置為原點，重新定義四個軸的工作坐標(biāo)。例如，假設(shè)管道寬度為W，以管道中軸線為原點(左負、右正)，則左、右側(cè)管壁的坐標(biāo)位置分別是-0.5*W，0.5*W。經(jīng)過步驟3進行糾偏后，此時，管道清洗裝置仍存在一個偏距d和偏角α，我們對坐標(biāo)進行修正，此時得到左、右側(cè)管壁坐標(biāo)分別為-0.5*W-d,0.5*W-d,當(dāng)偏距d為一個負數(shù)時(左偏),左側(cè)管道壁的坐標(biāo)為-0.5*W-d，絕對值小于原坐標(biāo)(以管道中軸線為原點的坐標(biāo))，與實際情況相符(左偏后，距左壁更近)，同時右側(cè)管壁的坐標(biāo)為0.5*W-d，絕對值大于原坐標(biāo)，與實際情況相符(左偏后，距右壁更遠);偏距d為一個正數(shù)時(右偏)，左側(cè)管道壁坐標(biāo)-0.5*W-d，絕對值大于原坐標(biāo)，與實際情況相符(右偏后，距左壁更遠)，同時右側(cè)管道壁坐標(biāo)0.5W-d，絕對值小于原坐標(biāo)，與實際情況相符(右偏后，距右壁更近)。因此，通過對四個軸的坐標(biāo)進行重新計算，可克服左右清洗空間的不對稱性，消除位置偏斜所帶來的影響。
[0022]然后，根據(jù)步驟3中糾偏控制后的偏角α，對管道清洗裝置的電機轉(zhuǎn)動范圍進行角度偏斜補償，與步驟4同理，噴桿以管道清洗裝置為支點，在管道的某個截面的平面內(nèi)可以轉(zhuǎn)動，假設(shè)噴桿清洗管道上壁時，其轉(zhuǎn)動角度范圍為[m，η]，引入行進偏角a進行補償修正，使運動范圍改變?yōu)閇m-a，n-a]，通過坐標(biāo)變換，將運動原點設(shè)定在沿管道中軸線方向，保證了水平電機轉(zhuǎn)動的對稱性。
[0023]步驟5，設(shè)定完糾偏后的各部件坐標(biāo)后，開始清洗，完成一個清洗周期，履帶恢復(fù)速度，循環(huán)步驟2至步驟6，直至清洗過程完成。
[0024]在每個清洗周期內(nèi)，管道清洗裝置的偏移情況可能不同，因此在采用偏斜自適應(yīng)算法時，每個新的周期內(nèi)，各個軸的各個運動到位點須重新計算。但所用計算耗時極少，大概僅需不到0.1秒，近似可以忽略，因此不會對清洗效率產(chǎn)生影響。
【權(quán)利要求】
1.一種管道清洗裝置，其特征在于，包括: 底座，其兩側(cè)外部設(shè)有履帶，所述底座內(nèi)設(shè)有驅(qū)動履帶的左、右側(cè)步進電機； 噴桿，所述噴桿尾端活動設(shè)于所述噴桿旋轉(zhuǎn)座內(nèi)，其前端通過一連桿機構(gòu)連通一噴頭，所述的連桿機構(gòu)與設(shè)于噴桿上的曲度步進電機連接，用于調(diào)整噴頭與噴桿的折彎角度；水平旋轉(zhuǎn)盤，設(shè)于底座上面，其上安裝有一噴桿旋轉(zhuǎn)座，其下方安裝有一水平步進電機，用于帶動噴桿旋轉(zhuǎn)座在水平方向轉(zhuǎn)動； 豎直步進電機，設(shè)于噴桿旋轉(zhuǎn)座一側(cè)且輸出軸與噴桿旋轉(zhuǎn)座固定連接，用于帶動噴桿上下轉(zhuǎn)動； 噴桿旋轉(zhuǎn)步進電機，設(shè)于噴桿與噴桿旋轉(zhuǎn)座之間，用于帶動噴桿沿自身軸線轉(zhuǎn)動； 測距模塊，包括分別安裝在管道清洗裝置同側(cè)的前端和后端的激光測距傳感器，所述測距模塊用于檢測管道清洗裝置前端和后端的位置，并計算出管道清洗裝置中點偏離管道中軸線的偏距和偏角。
2.如權(quán)利要求1所述的管道清洗裝置，其特征在于，所述連桿機構(gòu)包括:一端與曲度步進電機活動端鉸接的連桿、與連桿另一端鉸接的直角連桿鉸座，所述直角連桿鉸座一端與連桿鉸接、另一端與噴頭固定連接，曲度步進電機活動端伸縮運動，推拉連桿帶動噴頭調(diào)整與噴桿的折彎角度； 噴桿旋轉(zhuǎn)座兩端活動設(shè)于一軸承座內(nèi)，豎直步進電機的輸出軸穿過所述軸承座與噴桿旋轉(zhuǎn)座固定連接，豎直步進電機轉(zhuǎn)動帶動噴桿旋轉(zhuǎn)座轉(zhuǎn)動； 噴桿旋轉(zhuǎn)步進電機橫向固定于噴桿旋轉(zhuǎn)座內(nèi)且與噴桿平行，噴桿旋轉(zhuǎn)步進電機輸出軸與一主動帶輪連接，噴桿上固定設(shè)有與主動帶輪配合帶傳動的從動帶輪，噴桿旋轉(zhuǎn)步進電機通過帶輪帶動噴桿沿自身軸線轉(zhuǎn)動，所述噴桿旋轉(zhuǎn)步進電機每次運動固定順時針或逆時針旋轉(zhuǎn)90°。
3.一種管道清洗裝置的自動適應(yīng)控制方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟1，將管道清洗裝置軸線中心距離管道中軸線的距離設(shè)定為偏距d，將管道清洗裝置軸線偏離管道中軸線的角度設(shè)定為偏角α，分別定義偏距d和偏角α的最小容差和最大容差，啟動管道清洗裝置，初始化管道清洗裝置兩側(cè)履帶的速度； 步驟2，測距模塊實時獲取管道清洗裝置首尾兩端的激光測距傳感器的返回值，并計算管道清洗裝置的偏距d和偏角α ； 步驟3，以管道的中軸線為基準(zhǔn)，根據(jù)偏距d和偏角α對管道清洗裝置進行糾偏控制；步驟4，履帶暫停運動，以管道清洗裝置為原點，重新計算水平步進電機、豎直步進電機、噴桿旋轉(zhuǎn)步進電機、曲度步進電機的工作坐標(biāo)，對所述電機的轉(zhuǎn)動范圍進行位置偏斜補償和角度偏斜補償； 步驟5，開始清洗，完成一個清洗周期，履帶恢復(fù)速度，循環(huán)步驟2至步驟6，直至清洗過程完成。
4.如權(quán)利要求3所述的管道清洗裝置的自動適應(yīng)控制方法，其特征在于，所述步驟3中對管道清洗裝置進行糾偏控制的步驟具體包括: 步驟31，判斷偏距d和偏角α是否在最小容差范圍內(nèi)，若小于最小容差，則返回步驟.2 ;若大于最小容差，則執(zhí)行步驟32 ； 步驟32，判斷偏距d和偏角α是否在最大容差范圍內(nèi)，若小于最大容差，則執(zhí)行步驟.34，實施小容差糾正方案；若大于最大容差，則執(zhí)行步驟33，實施大容差糾正方案； 步驟33，執(zhí)行大容差糾正方案:暫停管道清洗裝置的清洗動作，將偏角α與其最小容差進行對比，若偏角α大于其最小容差，則矯正偏角，若偏角α小于其最小容差，則將偏距d與其最小容差進行對比，若偏距d大于其最小容差，則對偏距進行矯正，若偏距d小于其最小容差，則大容差糾正方案完成，繼續(xù)返回步驟2 ; 步驟34，執(zhí)行小容差糾正方案:將偏角α與其最小容差進行對比，若偏角α大于最小容差，則矯正偏角，若偏角α小于其最小容差，則初始化履帶速度后，將偏距d與其最大容差進行對比，若大于，則返回步驟32，若小于，則繼續(xù)將偏距d與其最小容差進行對比，若大于，則對偏距進行矯正，若小于，則完成小容差糾正方案，繼續(xù)執(zhí)行步驟2。
5.如權(quán)利要求4所述的管道清洗裝置的自動糾偏控制方法，其特征在于，所述步驟I中，根據(jù)管道寬度、管道清洗裝置的寬度以及激光測距傳感器的量程來定義偏距d和偏角α的最小容差和最大容差。
6.如權(quán)利要求4所述的管道清洗裝置的自動糾偏控制方法，其特征在于，所述步驟33具體包括如下步驟: 步驟331，斷偏角α是否小于其最小容差，若偏角α小于其最小容差，則執(zhí)行步驟333來判斷偏距d，若偏角α大于其最小容差，執(zhí)行步驟332矯正偏角； 步驟332，以管道中軸線為中心，判斷偏角α的偏向方向，減緩反方向的履帶的速度，然后進行延時，返回步 驟331，繼續(xù)判斷偏角α ； 步驟333，判斷偏距d是否大于最小容差，若大于最小容差，則執(zhí)行步驟334，進行偏距修正； 若小于最小容差，則完成大容差糾正方案； 步驟334，記錄此時的偏角α O和偏距dO，以管道中軸線為中心，判斷偏距d的偏向方向，減緩反方向的履帶的速度，延時后，繼續(xù)執(zhí)行步驟335 ； 步驟335，判斷當(dāng)前的偏距是否小于或等于dO/2，若不是，則返回步驟334，繼續(xù)進行調(diào)整，若是，則執(zhí)行步驟336 ； 步驟336，將管道清洗裝置兩側(cè)履帶的速度進行調(diào)換，延時后，繼續(xù)執(zhí)行步驟337 ； 步驟337，判斷當(dāng)前偏距d是否在最小容差范圍內(nèi)，若不是，則返回步驟336，若是，則完成大容差糾正方案。
7.如權(quán)利要求4所述的管道清洗裝置的自動糾偏控制方法，其特征在于，所述步驟34具體包括如下步驟: 步驟341，斷偏角α是否小于最小容差，若偏角α小于最小容差，則初始化管道清洗裝置兩側(cè)履帶的速度，執(zhí)行步驟343來判斷偏距d，若偏角α大于最小容差，執(zhí)行步驟342矯正偏角α ; 步驟342，以管道中軸線為中心，判斷偏角α的偏向方向，減緩反方向的履帶的速度，然后進行延時，返回步驟341，繼續(xù)判斷偏角α ； 步驟343，判斷此時管道清洗裝置的偏距d是否小于最大容差偏距，若小于最大容差偏距，則執(zhí)行步驟344，若大于最大容差偏距，返回步驟32 ； 步驟344，判斷此時管道清洗裝置的偏距d是否大于最小容差范圍，若大于，則執(zhí)行步驟345，若小于最小容差范圍，則小容差糾正完成，返回步驟32 ；步驟345，記錄此時管道清洗裝置的偏角為α 1、偏距為dl，以管道中軸線為中心，判斷偏距dl的偏向方向，減緩反方向的履帶的速度，延時后，繼續(xù)執(zhí)行步驟346 ； 步驟346，判斷當(dāng)前的偏距d是否小于或等于dl/2，若不是，則返回步驟334，繼續(xù)進行調(diào)整，若是，則將管道清洗裝置兩側(cè)的履帶的速度初始化，返回步驟32 ;若不是則返回步驟345。
8.如權(quán)利要求5所述的管道清洗裝置的自動糾偏控制方法，其特征在于，所述大容差糾正方案中減緩反方向的履帶的速度為履帶初始速度的0.6倍。
9.如權(quán)利要求5所述的管道清洗裝置的自動糾偏控制方法，其特征在于，所述小容差糾正方案中減緩反方向 的履帶的速度為履帶初始速度的0.9倍。
【文檔編號】B08B9/032GK103962352SQ201410162243
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月22日
【發(fā)明者】賈云祥, 唐戰(zhàn) 申請人:深圳市中航大記工程制品有限公司