[發明專利]一種輸電桿塔攀爬機器人控制系統及控制方法

有效

• 申請號: 201910081181.8
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109591906B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 魯守銀;譚榮斌;趙慧如;高煥兵;趙洪華;湯承龍
• 申請（專利權）人: 山東建筑大學
• 主分類號: B62D57/024
• 分類號: B62D57/024
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 任歡

本發明公開了一種輸電桿塔攀爬機器人控制系統及控制方法，它解決了現有技術中機器人無法攀爬桿塔，無法越障的問題，具有方便完成攀爬任務的有益效果，其技術方案為：一種輸電桿塔攀爬機器人控制系統，包括視覺識別模塊，安裝于機器人機身，用于監測機器人周圍環境；驅動控制模塊，安裝于機器人機身機械臂，機械臂包括外展機構和夾持機構，夾持機構與外展機構連接，驅動控制器模塊用于控制機器人外展機構和夾持機構的動作；升降控制模塊，安裝于機器人機身上下相鄰兩機械臂之間，用于控制機器人的升降動作，以實現機器人的攀爬動作；主控器，視覺識別模塊、夾持機構控制模塊和升降控制模塊分別通過通訊模塊與主控器連接。

技術領域

本發明涉及攀爬機器人領域，特別是涉及一種輸電桿塔攀爬機器人控制系統及控制方法。

背景技術

高壓輸電線路是電力系統的主要組成部分，其工作情況關乎供電的安全性、穩定性及可靠性，而輸電線路與輸電桿塔密切聯系在一起，因此輸電桿塔的維護與檢修顯得尤為重要，目前國內大部分高壓輸電桿塔的維護與檢修多依賴于人工攀爬，由工作人員攜帶檢修裝置檢查桿塔的狀況，檢修裝置的重量以及桿塔結構的不同加上各種維護類型的復雜程度對工作人員提出很高的體力及技術要求，影響工作人員的自身安全。

隨著智能機器人技術的不斷提升，針對幫助提高工作人員人身安全且能夠簡單的對桿塔進行基本維護、參數檢測功能的攀爬機器人的研制成為解決該問題的一個有效的方案，發明人發現目前爬樹機器人控制系統無法越障，具體對于輸電桿塔中的腳釘、斜撐、節點板及螺栓等障礙難于完成越障，現有的輸電線路檢測機器人的檢測系統只需沿導線運動而難以完成攀爬的任務。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供了一種輸電桿塔攀爬機器人控制系統，通過對視覺識別模塊和驅動控制模塊的設置，使得機器人能夠沿著桿塔的角鋼攀爬，并且能成功翻越障礙物。

一種輸電桿塔攀爬機器人控制系統，包括：

視覺識別模塊，安裝于機器人機身，用于監測機器人周圍環境；

驅動控制模塊，安裝于機器人機身機械臂，機械臂包括外展機構和夾持機構，夾持機構與外展機構連接，驅動控制器模塊用于控制機器人外展機構和夾持機構的動作；

升降控制模塊，安裝于機器人機身上下相鄰兩機械臂之間，用于通過升降機構控制機器人的升降動作，以實現機器人的攀爬動作；

主控器，視覺識別模塊、夾持機構控制模塊和升降控制模塊分別通過通訊模塊與主控器連接。

進一步地，控制系統還包括用于檢測機器人運行狀態的感知模塊，感知模塊與所述的主控器連接。

進一步地，所述視覺識別模塊包括設于安裝于所述機器人的無線收發器、第一攝像頭和第二攝像頭，兩個攝像頭分別用于獲取機器人上方和下方的環境信息，且第一攝像頭和第二攝像頭均通過無線收發器與上位機連接，上位機與所述的主控器連接，無線收發器用來將攝像頭拍攝到的畫面傳輸到上位機，以完成進一步的圖像處理。

進一步地，所述驅動控制模塊包括多軸運動控制器、與多軸運動控制器分別單獨連接的外展運動驅動單元和夾持運動驅動單元；

外展運動驅動單元包括第一外展驅動部件和第二外展驅動部件，這兩個外展驅動部件上下設置，且第一外展驅動部件和第二外展驅動部件均包括外展驅動動力源；

或者，所述外展機構包括外展桿件，外展桿件內側通過外展擋板設置第一絲杠，第一絲杠與外展驅動動力源連接，第一絲杠與所述的夾持機構連接。

進一步地，所述夾持運動驅動單元包括第一夾持驅動部件和第二夾持驅動部件，這兩個夾持驅動部件上下設置，且第一夾持驅動部件和第二夾持驅動部件均包括夾持驅動動力源；