斷股補修機器人控制系統的製作方法

2023-10-17 18:03:24 1

本發明涉及機器人控制領域，具體地說是斷股補修機器人控制系統。

背景技術：

輸電線路是電力系統極為重要的組成部分。輸電線路由於其長期處於野外露天之下，運行的環境很差，受到各種自然條件的影響。輸電線路在多種應力的長期作用下會導致材質脆變，而雷擊閃絡、外力破壞等還會引起導線表面損傷；尤其是在海濱及工業區的輸電線更容易受到腐蝕，致使輸電線路產生裂紋、斷股等缺陷。架空線路的損傷、斷股，輕則降低載流量，重則造成斷線事故，影響線路的安全運行。因此，一旦發現導線損傷、斷股，應立即處理。

目前，電力部門在輸電線路斷股後採用的措施主要是人工對斷股進行補修。由於斷股的位置處於一檔內線路的中央，需要人出線去作業，捋線、纏繞作業的時間長，勞動強度大，危險性高，因此，需要研製能夠快速進行斷股修復的裝備來代替人工對輸電線路斷股進行修復，提高效率，減輕人員勞動強度，確保輸電線路的安全運行。

現已設計出一種斷股補修機器人，專利名稱為一種超高壓輸電線路斷股壓接作業機器人機構，專利號為ZL2011100528339。但目前還沒有針對此機器人機構配備一套完備的控制系統。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本發明提供一種針對超高壓輸電線路斷股壓接作業機器人機構的，以嵌入式工控機為核心，通過無線數傳電臺實現地面基站和機器人之間的無線通訊的斷股補修機器人控制系統。

本發明為實現上述目的所採用的技術方案是：

一種斷股補修機器人控制系統，機器人控制器設置於機器人上，且與地面基站無線連接，採集機器人的狀態信息和圖像信息發送到地面基站，地面基站 接收機器人的狀態信息和圖像信息，並向機器人控制器發送控制指令，通過機器人控制器控制機器人工作。

所述機器人控制器包括：

雲臺攝像機輸入端連接嵌入式工控機，接收嵌入式工控機發出的控制信號，輸出端連接數字圖像發送機，將採集到的圖像信息通過數字圖像發送機發送至地面基站；

無線數傳電臺連接嵌入式工控機，接收地面基站發送到控制指令，並將機器人的狀態信息反饋至地面基站；

數字I/O模塊連接嵌入式工控機，控制機器人傳感器的I/O量，讀取I/O輸入值；

模擬AD輸入輸出模塊連接嵌入式工控機，讀取機器人傳感器的模擬量，嵌入式工控機連接電機驅動模塊，通過電機驅動模塊對電機進行控制。

所述地面基站包括：

數字圖像接收機連接嵌入式工控機，接收由機器人控制器發送的圖像信息，並發送到嵌入式工控機；

無線數傳電臺連接嵌入式工控機，接收機器人控制器發送的機器人狀態信息，反饋給嵌入式工控機，並接收嵌入式工控機的控制指令，發送到機器人控制器；

人機界面連接嵌入式工控機，顯示機器人的狀態信息，圖像信息以及輸入控制指令。

所述機器人的狀態信息包括：關節狀態信息、作業工具狀態信息、傳感器信息以及電池電量信息。

還包括電池為地面基站和機器人控制器供電。

本發明具有以下有益效果及優點：

1.本發明機器人控制系統以嵌入式工控機為核心，通過無線數傳電臺實現 地面基站和機器人之間的無線通訊，通過無線數字圖像傳輸系統實現地面基站和機器人之間的圖像傳輸，人機界面上不僅能夠直接讀取機器人的狀態信息，發送機器人的控制指令，實現了靈活控制、遠程傳輸等，而且還能實時處理機器人採集的圖像信息，通過對線路斷股的智能識別，完成對線路斷股的自主修復。

2.本發明機器人控制系統應用於機器人斷股補修控制領域，簡單靈活，具有使用價值。

3.本發明適用於超高壓輸電線路環境下的機器人巡檢機構，應用範圍廣。

附圖說明

圖1是本發明的機器人控制器結構圖；

圖2是本發明的地面基站結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明做進一步的詳細說明。

如圖1所示為本發明的機器人控制器結構圖。

機器人控制系統包括嵌入式工控機、數字IO模塊、模擬AD輸入輸出模塊、無線數傳電臺、無線數字圖像發送機、電池和雲臺攝像機。其中雲臺攝像機用於採集輸電線路的圖像，並通過無線數字圖像發送機將機器人採集的圖像信息發送到地面基站。無線數傳電臺接收地面基站發送的控制指令，並將機器人人的狀態信息實時反饋至基站，狀態信息包括各個關節的狀態信息、作業工具的狀態信息、傳感器的信息以及電池電量的信息等。數字IO模塊用於對機器人傳感器IO量的控制及IO輸入量的讀取，模擬AD輸入輸出模塊用於用於機器人傳感器模擬量的讀取及控制。嵌入式工控機通過解析地面基站發送的指令及傳感器的信息，規劃機器人的運動，控制機器人各個關節及作業工具的運動。

如圖2所示為本發明的地面基站結構圖。地面基站控制系統包括工控機、無線數字圖像接收機、人機界面、斷股智能識別系統、無線數傳電臺、電池，其中無線數傳電臺與斷股補修機器人進行數據的發送與接收，無線數字圖像接 收機接收機器人傳回的數字圖像。採用VC編程構建人機界面，人機界面通過數傳電臺顯示機器人反饋的狀態信息，並發動對機器人的控制指令，控制指令包括對機器人各個關節的控制，以及對作業工具的控制，並能夠對控制參數進行設置，無線數字圖像接收機接收的機器人採集的圖像信息，可在人機界面中實時顯示。