[发明专利]一种带电作业机器人

说明书

技术领域

本发明属于电力技术领域，具体涉及一种输电线路带电作业机器人。

背景技术

目前，我国高压带电作业主要采用绝缘手套作业法，要求操作人员攀爬高压铁塔或借助绝缘斗臂车进行不停电作业，即要求人工带电作业。但人工带电作业意味着操作人员要处在高空、高压、强电磁场的危险环境中，劳动强度大，且人体姿态不易控制，即使严格遵守安全操作规范并增加绝缘防护措施，也无法完全缓解作业人员的精神压力和体力损耗，稍有不慎就容易发生人身伤亡事故，给家庭和社会带来严重的损失。

虽然国内已研发有带电作业机器人，但仍然需要操作人员在绝缘斗内随机器人升至线路附近，并没有从根本上解决操作人员的安全问题。并且，该作业机器人完全由操作人员控制，并不能自主完成带电作业，较传统的绝缘手套作业法反而降低了工作效率。

发明内容

本发明的目的在于提出一种带电作业机器人，既可以遥控操作完成带电作业，也可以自主完成带电作业；在遥控操作，操作人员远距离作业，远离带电作业现场，提高了带电作业的安全性；自主作业时，在操作人员远离带电作业现场的情况下，可以精确高效地完成带电作业。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种带电作业机器人，包括绝缘斗臂车，搭载在绝缘斗臂车上的机器人平台，安装在机器人平台上的机械臂，还包括数据采集系统以及数据处理和控制系统；所述数据采集系统包括设置在机器人平台上的摄像机，摄像机用于采集机械臂作业场景图像，并将所述作业场景图像发送给数据处理和控制系统；所述数据处理和控制系统根据所述作业场景图像生成3D虚拟作业场景或者规划出机械臂空间路径。

进一步，数据处理和控制系统根据所述作业场景图像获取机械臂与作业对象之间的相对位置关系，根据所述相对位置关系和带电作业内容规划机械臂的空间路径，根据所述空间路径控制机械臂动作以完成带电作业。

进一步，所述数据处理和控制系统包括第一工控机、第二工控机，第二工控机内置图像处理器和带电作业动作序列库，所述带电作业动作序列库中预先存储有各项带电作业对应的动作序列数据；所述摄像机采集的作业场景图像发送给第二工控机，图像处理器对作业场景图像进行处理后获的机械臂与作业对象之间的相对位置关系，第二工控机根据所述相对位置关系以及具体带电作业所对应的动作序列规划机械臂的空间路径，并将所述机械臂的空间路径数据发送给第一工控机；第一工控机根据所述机械臂的空间路径控制机械臂动作。

进一步，所述机械臂包括第一机械臂和第二机械臂，所述摄像机包括双目摄像头，所述第一机械臂和第二机械臂上均搭载有双目摄像头，所述第一机械臂和第二机械臂使用作业工具相互配合完成带电作业。

进一步，所述机械臂包括第一机械臂、第二机械臂和辅助机械臂，所述摄像机包括双目摄像头，所述第一机械臂、第二机械臂和辅助机械臂上均搭载有双目摄像头，所述第一机械臂、第二机械臂和辅助机械臂配合完成带电作业，其中，辅助机械臂用于夹持作业对象，第一机械臂和第二机械臂使用作业工具进行作业操作。

进一步，所述绝缘斗臂车上设置有控制室，所述数据处理和控制系统包括第一工控机、第二工控机、显示屏和主操作手，第二工控机内置图像处理器，显示屏和主操作手位于控制室内；主操作手与机械臂为主从操作关系，通过改变主操作手的姿态控制机械臂运动；所述摄像机采集的作业场景图像发送给第二工控机，图像处理器对作业场景图像进行处理后获的3D虚拟作业场景，并送显示器显示。

进一步，所述机械臂包括第一机械臂和第二机械臂，所述摄像机包括双目摄像头和深度摄像头，所述第一机械臂和第二机械臂上均搭载有双目摄像头；所述主操作手包括第一主操作手和第二主操作手，第一主操作手和第二主操作手分别用于控制第一机械臂和第二机械臂。

进一步，所述机械臂包括第一机械臂、第二机械臂和辅助机械臂，所述摄像机包括双目摄像头和深度摄像头，所述第一机械臂、第二机械臂和辅助机械臂上均搭载有双目摄像头，所述主操作手包括第一主操作手、第二主操作手、辅助主操作手；第一主操作手、第二主操作手以及辅助主操作手分别用于控制第一机械臂、第二机械臂和辅助机械臂。

进一步，所述摄像机还包括全景摄像头。