[发明专利]变电站带电检修作业机器人绝缘臂位姿控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种变电站带电检修作业机器人绝缘臂位姿控制系统及方法，采集控制机器人本体移动底盘和绝缘伸缩臂的相对位置、角度以及作业工具与待作业设备的距离，结合所述作业状态数据，对机器人本体移动底盘和绝缘伸缩臂进行姿态的调整。本发明能够快速通过融合各传感器数据，记录机器人状态，有效保障机器人作业安全，通过划分传感器的优先级，能够有效防止优先级相同而出现系统误判的问题。

技术领域

本发明涉及一种变电站带电检修作业机器人绝缘臂位姿控制系统及方法。

背景技术

随着社会的不断发展，电网的发展面临高供电可靠性、高负荷密度、高电能质量的需求，用户对停电时间要求愈发严格，重要关键线路很难安排停电，停电检修机会越来越少。因此，电网对于先进的带电检修作业技术有十分迫切的需求。鉴于变电站内存在电压等级高、站内设备密集、设备体积重量大等情况，人工带电作业开展存在较大的困难，因此，目前尝试采用机器人技术来进行带电检修作业，以满足上述需求。

例如，公告号为CN103056866B、名称为“变电站带电作业机器人”的中国专利发明专利，提供了一种变电站带电作业机器人，包括工作机和远程遥控指挥车，控制系统通过无线通信进行信号传递，从而提高作业人员的操作安全性能。再如，公告号为CN104998850B、名称为“变电站带电水冲洗机器人系统及方法”的中国发明专利，公开了一种变电站带电水冲洗机器人系统，包括主冲洗机器人、辅助冲洗机器人、纯水制备装置，主冲洗机器人和辅助冲洗机器人分别与纯水制备装置通过高压管路连接，该系统利用机器人代替人工完成变电站绝缘子冲洗作业，使操作人员位于安全区域内，保障了操作人员的安全，降低的劳动强度，提高冲洗效率和自动化水平。

然而，上述现有技术仍存在下列缺点，首先，每一项技术分别只能完成一项带电作业内容，而不能使机器人像人一样能够通过夹持不同的工具来完成不同的带电作业任务；其次，现有技术的研究重点主要是机器人系统的硬件结构，而未能提供相应的机器人控制系统，特别是能够针对一种机器人来完成多种作业的复杂控制；另外，不能对机器人进行位姿的精确控制，在多作业工具的切换或不同作业工具进行作业时，无法保证机器人的机械臂/小飞臂的姿态时候调整，保证不同作业工具保持安全距离和良好的工位。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种变电站带电检修作业机器人绝缘臂位姿控制系统及方法，本发明能够实现对利用一种机器人来完成多种作业的复杂控制。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种变电站带电检修作业机器人绝缘臂位姿控制系统，该变电站设备带电检修维护作业机器人包括移动底盘、绝缘伸缩臂和作业工具，所述绝缘伸缩臂安装于所述移动底盘上，所述作业工具设置于所述绝缘伸缩臂的末端，包括手持遥控终端、第一信号传送模块、机器人本体控制器、第二信号传送模块、工具控制器、机器人轴运动控制模块、智能控制模块以及第三信号传送模块，所述手持遥控终端用于对所述机器人进行遥控操作，该手持遥控终端发出控制信号并通过所述第一信号传送模块将该控制信号传送至所述机器人本体控制器；

所述机器人本体控制器相应发送控制指令至所述工具控制器与所述机器人轴运动控制模块，该工具控制器用以控制所述作业工具的作业，该机器人轴运动控制模块则用以控制所述机器人的各轴的运转，其中，所述机器人本体控制器通过所述第二信号传送模块传送所述控制指令于所述工具控制器；

所述智能控制模块用以对采集所述机器人作业状态数据，并通过所述第三信号传送模块与所述机器人本体控制器实现数据交互；

通过采集控制机器人本体移动底盘和绝缘伸缩臂的相对位置、角度以及作业工具与待作业设备的距离，结合所述作业状态数据，对机器人本体移动底盘和绝缘伸缩臂进行姿态的调整。