[發(fā)明專利]一種帶電作業(yè)雙臂機(jī)器人智能控制系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811239746.2
• 申請(qǐng)日: 2018-10-24
• 公開（公告）號(hào): CN109318204A
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉波;滕松;王丹;賀中橋;王海軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司徐州供電分公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司
• 主分類號(hào): B25J5/00
• 分類號(hào): B25J5/00;B25J9/16;B25J13/08
• 代理公司: 蘇州市港澄專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32304
• 代理人: 馬麗麗

本發(fā)明公開了一種帶電作業(yè)雙臂機(jī)器人智能控制系統(tǒng)，所述智能控制系統(tǒng)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(jī)交互模塊、任務(wù)規(guī)劃模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊和顯示模塊；所述智能控制系統(tǒng)用于配電線路的帶電作業(yè)雙臂機(jī)器人。所述雙臂機(jī)器人能夠替代人類完成10KV以下的輸電線高空帶電作業(yè)，可以很好的解決帶電作業(yè)安全問題，由人類操作員，對(duì)機(jī)器臂進(jìn)行遠(yuǎn)端遙控操作。遙操作方式應(yīng)用基礎(chǔ)廣泛，穩(wěn)定可靠性高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種帶電作業(yè)雙臂機(jī)器人智能控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和電網(wǎng)建設(shè)的飛速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活對(duì)電力的依賴程度越來越高，社會(huì)對(duì)停電的承受能力越來越差。而停電進(jìn)行日常維護(hù)檢修是最安全可靠的電力系統(tǒng)作業(yè)方式，但是停電對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的影響巨大，對(duì)居民生活質(zhì)量影響較大。因此帶電作業(yè)水平的提高，是解決這一矛盾的重要手段之一。帶電作業(yè)是在高壓電器設(shè)備上進(jìn)行不停電檢修、部件更換或測(cè)試的作業(yè)，一直為世界各國(guó)所重視。到目前為止，我國(guó)的帶電作業(yè)方式為絕緣桿法與絕緣手套法的人工帶電作業(yè)。人工帶電作業(yè)可以根據(jù)人的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)線路進(jìn)行檢修，能夠準(zhǔn)確找到線路的故障點(diǎn)，并且及時(shí)解決，但往往需要多名技術(shù)嫻熟的工人合作進(jìn)行操作，對(duì)工人的技術(shù)要求比較高，工人存在巨大觸電風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)還需要依托帶電作業(yè)車等比較昂貴的大型器械。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，生產(chǎn)自動(dòng)化水平不斷提高，機(jī)器人技術(shù)在一些危險(xiǎn)系數(shù)高、勞動(dòng)強(qiáng)度大的應(yīng)用領(lǐng)域迅速發(fā)展，以替代人類完成這些任務(wù)。為了避免人工帶電作業(yè)中事故的發(fā)生，使帶電作業(yè)更加安全，同時(shí)提高作業(yè)效率，采用機(jī)器人代替人工進(jìn)行作業(yè)已經(jīng)迫在眉睫，也符合時(shí)代的要求。

發(fā)明內(nèi)容

基于以上現(xiàn)實(shí)背景，本發(fā)明一種帶電作業(yè)雙臂機(jī)器人智能控制系統(tǒng)，用于配電線路的帶電作業(yè)雙臂機(jī)器人，所述雙臂機(jī)器人能夠替代人類完成10KV以下的輸電線高空帶電作業(yè)，可以很好的解決帶電作業(yè)安全問題，由人類操作員，對(duì)機(jī)器臂進(jìn)行遠(yuǎn)端遙控操作。遙操作方式應(yīng)用基礎(chǔ)廣泛，穩(wěn)定可靠性高。

本發(fā)明具體為一種帶電作業(yè)雙臂機(jī)器人智能控制系統(tǒng)，所述智能控制系統(tǒng)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(jī)交互模塊、任務(wù)規(guī)劃模塊、運(yùn)動(dòng)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(duì)作業(yè)環(huán)境的圖像和力覺信息進(jìn)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(duì)所述信息采集模塊采集到的圖像和力覺信息進(jìn)行處理；所述信息處理模塊和所述人機(jī)交互模塊均連接到所述任務(wù)規(guī)劃模塊，所述任務(wù)規(guī)劃模塊根據(jù)作業(yè)環(huán)境的圖像、力覺信息以及人機(jī)交互模塊輸入的任務(wù)指令進(jìn)行任務(wù)解析和步驟規(guī)劃；所述任務(wù)規(guī)劃模塊連接到所述運(yùn)動(dòng)控制模塊，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊根據(jù)所述任務(wù)規(guī)劃模塊傳達(dá)的任務(wù)步驟規(guī)劃對(duì)帶電作業(yè)雙臂機(jī)器人進(jìn)行控制；所述運(yùn)動(dòng)控制模塊還連接到所述顯示模塊，所述顯示模塊對(duì)作業(yè)環(huán)境及作業(yè)情況進(jìn)行顯示。

進(jìn)一步的，人機(jī)交互模塊是一個(gè)人機(jī)交互界面，提供監(jiān)控機(jī)器人系統(tǒng)的窗口、虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景和控制菜單；輸入信息是任務(wù)指令、主手位置信息或語音信息；人機(jī)交互界面通過socket通信方式將任務(wù)指令發(fā)送到任務(wù)規(guī)劃模塊。

進(jìn)一步的，任務(wù)規(guī)劃模塊又包括作業(yè)任務(wù)模塊、控制規(guī)劃模塊和運(yùn)動(dòng)軌跡生成模塊。

進(jìn)一步的，雙目視覺模塊通過雙目攝像機(jī)獲取圖像，并通過邊緣提取和圖像匹配的方式識(shí)別出支撐架上的螺栓孔，最后計(jì)算出螺檢孔的中心位置信息發(fā)送到任務(wù)規(guī)劃模塊。

進(jìn)一步的，所述運(yùn)動(dòng)控制模塊包括機(jī)械臂控制模塊、作業(yè)平臺(tái)控制模塊和移動(dòng)車體控制模塊；控制模塊接收到運(yùn)動(dòng)命令和軌跡表時(shí)，進(jìn)一步確定出各關(guān)節(jié)角旋轉(zhuǎn)度數(shù)和相應(yīng)角速度，并發(fā)送關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)角度和角速度信息至機(jī)械臂驅(qū)動(dòng)程序，并在機(jī)器人數(shù)據(jù)庫中更新這些信息。