[發(fā)明專利]一種雙機械臂帶電作業(yè)機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611128994.0
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN106695748B
• 公開（公告）日: 2019-04-16
• 發(fā)明（設計）人: 郭健;韓昊一;郭毓;吳禹均;蘇鵬飛;吳巍;李光彥;黃穎;湯馮煒;林立斌
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: B25J5/06
• 分類號: B25J5/06;B25J9/04;B25J9/16;B25J19/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 孟睿

本發(fā)明提出一種雙機械臂帶電作業(yè)機器人，實現(xiàn)雙機械臂的協(xié)調控制，包括第一機械臂、第二機械臂、雙目攝像頭、全景攝像頭、主操作手、主控柜、從控柜、顯示器；第一機械臂和第二機械臂上各搭載一個雙目攝像頭；第二工控機外接工作方式切換開關，用于指定當前雙機械臂控制系統(tǒng)的工作方式，包含遙操作和自主兩種工作方式。本發(fā)明在遙操作工作方式基礎上，具有自主作業(yè)工作功能的雙機械臂協(xié)調控制系統(tǒng)及方法；采用自主作業(yè)方式，一方面可以保證操作人員的安全，另一方面也可以減少誤操作的發(fā)生，提高作業(yè)效率和作業(yè)質量。

技術領域

本發(fā)明屬于電力技術領域，具體涉及一種雙機械臂帶電作業(yè)機器人。

背景技術

目前，廣泛采用的帶電作業(yè)技術主要是人工帶電作業(yè)，要求操作人員攀爬高壓鐵塔或借助絕緣斗臂車進行不停電作業(yè)。但人工帶電作業(yè)，意味著操作人員要處在高空、高壓、強電磁場的危險環(huán)境中，勞動強度大，且人體姿態(tài)不易控制，稍有不慎就容易發(fā)生人身傷亡事故。為解決人工帶電作業(yè)帶來的危險，以及提高作業(yè)效率，國內外出現(xiàn)了使用機器人代替人工作業(yè)的帶電作業(yè)技術。

帶電作業(yè)機器人的研究成果主要采用主從機械臂的遙操作方法，作業(yè)人員通過主操作手遙控從機械臂。該方法保障了操作人員的安全，但仍對操作人員有較高要求，且具有如下缺點：要求作業(yè)人員具有較高的技術熟練度，且在作業(yè)過程中精神高度集中；作業(yè)緩慢，必須確保作業(yè)環(huán)境的安全后再進行下一步操作；若操作不當，可能損毀機械臂，嚴重影響作業(yè)效率。

發(fā)明內容

本發(fā)明解決的技術問題為：在遙操作工作方式基礎上，具有自主作業(yè)工作功能的雙機械臂協(xié)調控制系統(tǒng)及方法；采用自主作業(yè)方式，一方面可以保證操作人員的安全，另一方面也可以減少誤操作的發(fā)生，提高作業(yè)效率和作業(yè)質量。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供一種雙機械臂帶電作業(yè)機器人，包括絕緣斗臂車，搭載在絕緣斗臂車上的機器人平臺，安裝在機器人平臺上的機械臂，還包括數(shù)據采集系統(tǒng)以及數(shù)據處理和控制系統(tǒng)；

所述機械臂包括第一機械臂和第二機械臂，所述攝像機包括雙目攝像頭，所述第一機械臂和第二機械臂上均搭載有雙目攝像頭，所述第一機械臂和第二機械臂使用作業(yè)工具相互配合完成帶電作業(yè)；

所述絕緣斗臂車上設置有控制室，所述數(shù)據處理和控制系統(tǒng)包括第一工控機、第二工控機、顯示屏和主操作手，第二工控機內置圖像處理器和帶電作業(yè)動作序列庫，所述帶電作業(yè)動作序列庫中預先存儲有各項帶電作業(yè)對應的動作序列數(shù)據；顯示屏和主操作手位于控制室內；主操作手與機械臂為主從操作關系，通過改變主操作手的姿態(tài)控制機械臂運動；

第二工控機生成械臂運動控制信號，并將械臂運動控制信號發(fā)送給第一工控機；

第一工控機根據械臂運動控制信號控制機械臂動作。

進一步，所述械臂運動控制信號為機械臂各關節(jié)角度的期望值；第二工控機采樣主操作手各關節(jié)的角度數(shù)據，第一工控機采集機械臂各關節(jié)的角度數(shù)據并發(fā)送給第二工控機，當主操作手各關節(jié)角度與機械臂各關節(jié)角度存在差異時，第二工控機將主操作手各關節(jié)角度作為機械臂各關節(jié)角的期望值發(fā)送給第一工控機，第一工控機根據角度期望值通過伺服電機控制機械臂各關節(jié)的運動。

進一步，所述攝像機采集的作業(yè)場景圖像發(fā)送給第二工控機，圖像處理器對作業(yè)場景圖像進行處理后獲的3D虛擬作業(yè)場景，并送顯示器顯示。

進一步，所述械臂運動控制信號為第二工控機規(guī)劃的機械臂空間路徑，第一工控機根據機械臂空間路徑解算出機械臂各關節(jié)角度的期望值，通過控制伺服驅動電機控制按機械臂各關節(jié)運動。