[發明專利]一種帶電作業雙臂機器人智能控制系統

在審

• 申請號: 201811239746.2
• 申請日: 2018-10-24
• 公開（公告）號: CN109318204A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 劉波;滕松;王丹;賀中橋;王海軍
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司徐州供電分公司;國家電網有限公司
• 主分類號: B25J5/00
• 分類號: B25J5/00;B25J9/16;B25J13/08
• 代理公司: 蘇州市港澄專利代理事務所(普通合伙) 32304
• 代理人: 馬麗麗

1.一種帶電作業雙臂機器人智能控制系統，其特征在于，所述智能控制系統包括雙目視覺模塊、力覺反饋模塊、信息采集模塊、信息處理模塊、人機交互模塊、任務規劃模塊、運動控制模塊和顯示模塊；所述雙目視覺模塊和所述力覺反饋模塊連接到信息采集模塊，所述信息采集模塊通過雙目視覺模塊和力覺反饋模塊對作業環境的圖像和力覺信息進行采集；所述信息采集模塊連接到所述信息處理模塊，所述信息處理模塊對所述信息采集模塊采集到的圖像和力覺信息進行處理；所述信息處理模塊和所述人機交互模塊均連接到所述任務規劃模塊，所述任務規劃模塊根據作業環境的圖像、力覺信息以及人機交互模塊輸入的任務指令進行任務解析和步驟規劃；所述任務規劃模塊連接到所述運動控制模塊，所述運動控制模塊根據所述任務規劃模塊傳達的任務步驟規劃對帶電作業雙臂機器人進行控制；所述運動控制模塊還連接到所述顯示模塊，所述顯示模塊對作業環境及作業情況進行顯示。

2.根據權利要求1所述的一種帶電作業雙臂機器人智能控制系統，其特征在于，人機交互模塊是一個人機交互界面，提供監控機器人系統的窗口、虛擬現實場景和控制菜單；輸入信息是任務指令、主手位置信息或語音信息；人機交互界面通過socket通信方式將任務指令發送到任務規劃模塊。

3.根據權利要求1所述的一種帶電作業雙臂機器人智能控制系統，其特征在于，任務規劃模塊又包括作業任務模塊、控制規劃模塊和運動軌跡生成模塊。

4.根據權利要求1所述的一種帶電作業雙臂機器人智能控制系統，其特征在于，雙目視覺模塊通過雙目攝像機獲取圖像，并通過邊緣提取和圖像匹配的方式識別出支撐架上的螺栓孔，最后計算出螺檢孔的中心位置信息發送到任務規劃模塊。

5.根據權利要求1所述的一種帶電作業雙臂機器人智能控制系統，其特征在于，所述運動控制模塊包括機械臂控制模塊、作業平臺控制模塊和移動車體控制模塊；控制模塊接收到運動命令和軌跡表時，進一步確定出各關節角旋轉度數和相應角速度，并發送關節旋轉角度和角速度信息至機械臂驅動程序，并在機器人數據庫中更新這些信息。

6.根據權利要求1所述的一種帶電作業雙臂機器人智能控制系統，其特征在于，所述智能控制系統用于配電線路的帶電作業雙臂機器人；所述帶電作業雙臂機器人包括機械臂、操控平臺和汽車，所述機械臂和操控平臺安裝在汽車上，所述機械臂包括互相協調作業的兩個機械臂；所述機械臂采用3D打印技術制作而成，所述機械臂為多關節結構，所述機械臂包括末端操作手爪、無框電機和驅動電機；所述無框電機安裝在機械臂的關節上；所述驅動電機安裝在汽車上，所述機械臂的末端安裝了末端操作手爪；所述末端操作手爪通過3D打印和傳統加工手段，并采用柔性材料制作而成；所述機器人包括力覺傳感器、視覺傳感器和顯示器，所述力覺傳感器安裝在手爪上，所述視覺傳感器安裝在機械臂的末端，所述顯示器安裝在操控平臺內；所述操控平臺能夠對無框電機、驅動電機和末端操作手爪進行遠端遙操作控制。

7.根據權利要求6所述的一種帶電作業雙臂機器人智能控制系統，其特征在于，所述帶電作業雙臂機器人智能控制系統在進行作業時的具體操作步驟如下：

步驟1：將汽車駛入所需帶電作業處；

步驟2：操作人員了解所需作業情況，進行作業規劃；

步驟3：操控平臺調整到作業所需位置；

步驟4：根據作業規劃情況進行末端操作手爪配置；

步驟5：調整力覺傳感器、視覺傳感器和顯示器的位置，確保作業人員在操控平臺內能夠清楚監控末端操作手爪的作業情況；

步驟6：通過控制機械臂使得末端操作手爪就位；

步驟7：力覺傳感器、視覺傳感器對手爪握力、作業情況進行實時檢測，并將檢測的手爪握力和作業情況通過顯示器進行實時顯示；

步驟8：操作人員利用顯示器顯示的實時手爪握力和作業情況對機械臂和末端操作手爪進行遙操作，以開始所需帶電作業；

步驟9：作業過程中，根據顯示器顯示的實時手爪握力和作業情況及時調整機械臂和末端操作手爪的操作控制策略，以確保所需帶電作業順利完成；

步驟10：作業完成后，作業工具、操控平臺回歸初始位置，機械臂各關節歸零；

步驟11：操作人員將作業過程中的數據存儲，生成操作報告。