用于管道清洗裝置的自動糾偏控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于管道清洗裝置的自動糾偏控制方法，主要包括如下步驟：先設(shè)定基本參數(shù)偏距d和偏角α，以及分別定義偏距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；然后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；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，則實施小容差糾正方案；若大于最大容差，則實施大容差糾正方案。本發(fā)明糾偏效率高，糾偏精度高，可以保障管道清洗裝置基本沿著管道中軸線運動。
【專利說明】用于管道清洗裝置的自動糾偏控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及對管道清洗裝置在行進過程中進行糾偏的技術(shù)，尤其是涉及了在一定容差范圍內(nèi)，履帶補償驅(qū)動控制技術(shù)，以及偏離較大時，自動回位糾偏技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]風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]現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)出現(xiàn)了的全自動清洗裝置，然而在自動清洗的整個過程里，要求自動清洗裝置盡量處在方形油煙管道的中軸線上，保證動作的對稱性。實際情況下，不采取任何措施，自動清洗裝置很難一直處在中軸線上，極易發(fā)生偏斜。在發(fā)生偏斜之后，操作人員必須暫停清洗，并操作自動清洗裝置回到中軸線。但現(xiàn)有技術(shù)中操作困難程度較高，由于需要經(jīng)常暫停，導致清洗效率低下。
[0004]因此，如何采取措施以保證管道清洗裝置可以自動沿中軸線前行、保證清洗效率是業(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，提出用于管道清洗裝置的自動糾偏控制方法，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，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4 ；
步驟4，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6，實施小容差糾正方案；若大于最大容差，則執(zhí)行步驟5，實施大容差糾正方案；
步驟5，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6，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4，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。
[0006]本發(fā)明以管道中軸線為中心，自動控制管道清洗裝置的履帶始終在可允許的偏差范圍內(nèi)不偏離管道中軸線，提升了手動糾偏的工作效率，并且設(shè)定了兩個容差范圍，在小容差與大容差之間時，可以不停止履帶運動，不耽誤清洗過程，進一步提升了清洗效率，只有當管道清洗裝置超出了大容差時，說明偏離較嚴重，才會暫停清洗過程，對履帶進行糾偏。兩種方式的結(jié)合使得整個自動清洗流程更加流暢，并且糾偏動作規(guī)范，糾偏速度大大提高。整個糾偏過程采取閉環(huán)控制，糾偏精度高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]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)明的流程圖；
圖2是本發(fā)明的大容差糾正方法流程圖；
圖3是本發(fā)明的小容差糾正方法流程圖。
【具體實施方式】
[0008]下面結(jié)合附圖和實施例對發(fā)明進行詳細的說明。應當理解，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。
[0009]本發(fā)明的測距模塊采用了 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，根據(jù)兩個傳感器所返回的距離信息以及適當?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)。
[0010]如圖1所示，本發(fā)明所提出的用于管道清洗裝置的自動糾偏控制方法，其具體詳細步驟如下:
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，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。
[0011 ] 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。
[0012]步驟3,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，則返回步驟2 ;若大于最小容差，則執(zhí)行步驟4;
步驟4，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6，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，因此采用小容差糾正方案，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5，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，采用大容差糾正方案，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，此時即可重新恢復清洗運動。
[0013]步驟5，執(zhí)行大容差糾正方案:首先，暫停管道清洗裝置的清洗動作，首先檢驗偏角α，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，則偏距d—般都已經(jīng)大于其最大容差了，因此需要先矯正偏角，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，則完成大容差糾正方案，繼續(xù)返回步驟2。
[0014]如圖2所示，在步驟5中，對于偏角α和偏距d的具體判定步驟為:
步驟5.1，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5.3來判斷偏距d，若偏角α大于其最小容差，執(zhí)行步驟5.2矯正偏角；
步驟5.2，以管道中軸線為中心，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，然后測距模塊進行短暫延時后，再恢復實時檢測，返回步驟5.1，繼續(xù)判斷偏角α ；
步驟5.3，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5.4，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5.4，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，測距模塊再經(jīng)歷一次微小延時后，恢復實時檢測，繼續(xù)執(zhí)行步驟5.5 ；
步驟5.5，判斷當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5.4，繼續(xù)進行調(diào)整，若是，則執(zhí)行步驟5.6 ；
步驟5.6，將管道清洗裝置兩側(cè)履帶的速度進行調(diào)換，在此速度下，一定時間內(nèi)，管道清洗裝置仍將偏向中軸線運動，但其行進的偏角α將逐漸減小。經(jīng)歷一次微小延后，繼續(xù)執(zhí)行步驟5.7 ；
步驟5.7，判斷當前偏距d是否在最小容差范圍內(nèi)，若不是，則繼續(xù)執(zhí)行檢測；若是，則完成大容差糾正方案。管道清洗裝置恢復清洗運動，繼續(xù)執(zhí)行步驟2。
[0015]步驟6，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4，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。
[0016]如圖3所示，在步驟6中，對于偏角α和偏距d的具體判定步驟為:
步驟6.1，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6.3來判斷偏距d，若偏角α大于最小容差，執(zhí)行步驟6.2矯正偏角α ;
步驟6.2，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，然后測距模塊進行延時，以免檢測頻率過高，影響整個管道清洗裝置的穩(wěn)定性，之后繼續(xù)執(zhí)行檢測，返回步驟6.1，繼續(xù)判斷偏角α ;
步驟6.3，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6.4，若大于最大容差偏距，返回步驟3 ；
步驟6.4，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6.5，若小于最小容差范圍，則小容差糾正完成，返回步驟3
步驟6.5，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，測距模塊進行延時后，恢復檢測，繼續(xù)執(zhí)行步驟6.6 ；
步驟6.6，判斷當前的偏距d是否小于或等于dl/2，若不是，則返回步驟6.5，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3。
[0017]以上步驟，在管道清洗裝置的整個自動清洗流程中，循環(huán)執(zhí)行。測距模塊在整個過程中，以固定的頻率，對偏角α和偏距d進行更新。兩組容差的加入，提高了整個糾偏系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時也保證了糾偏動作的流暢性。采用兩種糾偏方法，對不同問題分類解決，提高了運行效率。
【權(quán)利要求】
1.一種用于管道清洗裝置的自動糾偏控制方法，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，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4 ； 步驟4，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6，實施小容差糾正方案；若大于最大容差，則執(zhí)行步驟5，實施大容差糾正方案； 步驟5，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6，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4，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。
2.如權(quán)利要求1所述的用于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。
3.如權(quán)利要求1所述的用于管道清洗裝置的自動糾偏控制方法，其特征在于，所述步驟5具體包括如下步驟: 步驟5.1，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5.3來判斷偏距d，若偏角α大于其最小容差，執(zhí)行步驟5.2矯正偏角； 步驟5.2，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，然后測距模塊進行延時，再恢復檢測，返回步驟5.1，繼續(xù)判斷偏角α ； 步驟5.3，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5.4，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5.4，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，測距模塊進行延時后，恢復檢測，繼續(xù)執(zhí)行步驟5.5 ； 步驟5.5，判斷當前的偏距是否小于或等于dO/2，若不是，則返回步驟5.4，繼續(xù)進行調(diào)整，若是，則執(zhí)行步驟5.6 ; 步驟5.6，將管道清洗裝置兩側(cè)履帶的速度進行調(diào)換，測距模塊進行延時，恢復檢測，繼續(xù)執(zhí)行步驟5.7 ； 步驟5.7，判斷當前偏距d是否在最小容差范圍內(nèi)，若不是，則返回步驟2，繼續(xù)執(zhí)行檢測，若是，則完成大容差糾正方案。
4.如權(quán)利要求1所述的用于管道清洗裝置的自動糾偏控制方法，其特征在于，所述步驟6具體包括如下步驟: 步驟6.1，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6.3來判斷偏距d，若偏角α大于最小容差，執(zhí)行步驟6.2矯正偏角α ; 步驟6.2，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，然后測距模塊進行延時，恢復檢測，返回步驟6.1，繼續(xù)判斷偏角α ； 步驟6.3，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6.4，若大于最大容差偏距，返回步驟3 ； 步驟6.4，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6.5，若小于最小容差范圍，則小容差糾正完成，返回步驟3 步驟6.5，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，測距模塊延時后，恢復檢測，繼續(xù)執(zhí)行步驟.6.6 ； 步驟6.6，判斷當前的偏距d是否小于或等于dl/2，若不是，則返回步驟6.5，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3。
5.如權(quán)利要求3所述的用于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。
6.如權(quán)利要求3所述的用于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】F16L101/12GK103899881SQ201410162307
【公開日】2014年7月2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