[發(fā)明專利]變電站帶電水沖洗機(jī)器人控制系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410459319.0
• 申請(qǐng)日: 2014-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN105045157B
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯守銀;李健;陳強(qiáng);慕世友;任杰;傅孟潮;韓磊;王振利;譚林;呂曦晨;張海龍;王濱海;李建祥;趙金龍;高郎宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東魯能智能技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): G05B19/042;G05D3/12
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.變電站帶電水沖洗機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征是，包括遙控模塊、車載監(jiān)控模塊和平臺(tái)信息采集模塊；所述遙控模塊與車載監(jiān)控模塊之間及車載監(jiān)控模塊和平臺(tái)信息采集模塊之間均采用無線設(shè)備，構(gòu)建WIFI網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)三模塊間的數(shù)據(jù)交互；

遙控模塊通過無線WIFI向TRIO控制器下發(fā)機(jī)械臂控制命令，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的開環(huán)控制；工控機(jī)、TRIO控制器、液壓比例閥及各軸的角度傳感器又組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械臂的閉環(huán)伺服控制；

機(jī)械臂為五自由度機(jī)械臂，包括大臂旋轉(zhuǎn)、大臂俯仰、小臂伸縮、腕部俯仰及腕部回轉(zhuǎn)五個(gè)關(guān)節(jié)，各關(guān)節(jié)均采用液壓驅(qū)動(dòng)方式，由控制系統(tǒng)控制液壓比例閥的開口方向及開口大小，實(shí)現(xiàn)液壓馬達(dá)運(yùn)動(dòng)方向和運(yùn)動(dòng)速度的精確控制；

所述平臺(tái)信息采集模塊及車載監(jiān)控模塊的角度傳感器采集機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的角度信息，通過串口服務(wù)器將RS485協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為TCP協(xié)議數(shù)據(jù)，并通過HUB將數(shù)據(jù)發(fā)送至無線AP模塊，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與遙控端工控機(jī)的實(shí)時(shí)通訊；

所述平臺(tái)信息采集模塊布置在水沖洗機(jī)器人水槍平臺(tái)之上，平臺(tái)信息采集模塊通過無線CLIENT與主控模塊中的無線AP建立WIFI通訊連接，平臺(tái)信息采集模塊通過串口服務(wù)器采集絕對(duì)值角度編碼器獲取的平臺(tái)俯仰、平臺(tái)傾角數(shù)據(jù)，并通過WIFI網(wǎng)絡(luò)上傳至遙控模塊的工控機(jī)中，實(shí)現(xiàn)水槍平臺(tái)上傳感器信息的實(shí)時(shí)采集。

2.如權(quán)利要求1所述的變電站帶電水沖洗機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征是，所述遙控模塊包括由工控機(jī)、觸摸屏、遙控手柄和按鍵，在控制系統(tǒng)中，遙控手柄、觸摸屏和按鍵均與工控機(jī)連接。

3.如權(quán)利要求1所述的變電站帶電水沖洗機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征是，所述車載監(jiān)控模塊布置在水沖洗機(jī)器人運(yùn)載平臺(tái)之上，液壓比例閥是車載監(jiān)控模塊的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其控制電壓的范圍為0-12V，6V為中位，此時(shí)液壓比例閥控制液壓馬達(dá)停止運(yùn)動(dòng)；當(dāng)輸入電壓大于6V時(shí)，控制液壓馬達(dá)正向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)輸入電壓小于6V時(shí)，控制液壓馬達(dá)反向旋轉(zhuǎn)，通過TRIO控制器IO輸出口與各關(guān)節(jié)液壓比例閥輸入口連接，通過控制TRIO控制器輸出口的輸出電壓，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向及運(yùn)動(dòng)速度的控制。

4.如權(quán)利要求3所述的變電站帶電水沖洗機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征是，所述車載監(jiān)控模塊用于實(shí)現(xiàn)大臂旋轉(zhuǎn)、大臂俯仰、小臂伸縮、平臺(tái)俯仰、平臺(tái)旋轉(zhuǎn)及車體運(yùn)動(dòng)的控制和各關(guān)節(jié)角度信息的采集。

5.如權(quán)利要求1所述的變電站帶電水沖洗機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征是，所述遙控模塊包括工控機(jī)，工控機(jī)收集平臺(tái)信息采集模塊采集的傳感器信息，通過TRIO控制器實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂及車體的控制。

6.如權(quán)利要求1所述的變電站帶電水沖洗機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征是，所述無線設(shè)備為無線AP和無線CLIENT設(shè)備。

7.如權(quán)利要求1所述的變電站帶電水沖洗機(jī)器人控制系統(tǒng)的控制方法，其特征是，包括以下步驟：

機(jī)器人主控制系統(tǒng)的平臺(tái)信息采集模塊通過串口服務(wù)器采集絕對(duì)值角度編碼器獲取的平臺(tái)俯仰、平臺(tái)傾角數(shù)據(jù)，并通過WIFI網(wǎng)絡(luò)上傳至遙控模塊的工控機(jī)中，實(shí)現(xiàn)水槍平臺(tái)上傳感器信息的實(shí)時(shí)采集；

工控機(jī)收集各信息采集模塊采集的傳感器信息，對(duì)信息的分析處理，生成機(jī)器人控制策略，通過主控模塊中的TRIO控制器實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂及車體的控制；

遙控模塊可通過無線WIFI向TRIO控制器下發(fā)機(jī)械臂控制命令，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂的開環(huán)控制；工控機(jī)、TRIO控制器、液壓比例閥及各軸的角度傳感器又組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械臂的閉環(huán)伺服控制。