[发明专利]一种带电作业机器人作业监控系统

权利要求书

1.一种带电作业机器人作业监控系统，其特征在于，包括带电作业机器人和监控系统；

所述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，数据采集系统以及数据处理和控制系统；

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、深度摄像头和全景摄像头，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均为多自由度机构，多自由度机构中各个关节均具有相应的正交旋转编码器和伺服驱动电机，正交旋转编码器用于采集各个关节的角度数据，伺服驱动电机用于控制各关节的运动；

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，包括第一工控机、第二工控机；

所述监控系统的监控对象为：第一机械臂、第二机械臂、辅助机械臂、蓄电池以及作业场景；

所述监控系统中的监控设备为：温湿度传感器、压力传感器、电流采集器、电压采集器、数据采集卡、全景摄像头、双目摄像头、深度摄像头；温湿度传感器置于机器人平台上，用于采集作业环境温湿度；压力传感器安装在各机械臂末端，用于采集机械臂与环境的接触力；电压采集器与机械臂各关节的伺服驱动电机相连，用于采集伺服驱动电机的电流的大小；数据采集卡用于各项采集数据转换为数据处理和控制系统所识别的格式；全景摄像头、双目摄像头和深度摄像头拍摄的图像传递给显示器显示；

所述监控系统中的人机交互设备为：第二工控机、显示器。

2.如权利要求1所述带电作业机器人作业监控系统，其特征在于，所述第一工控机将温湿度传感器、压力传感器、电流采集器和电压采集器采集的数据与相应的安全范围值进行比较，如果当前采集的数据在相应的安全范围内，则认为带电机器人作业正常，如果当前采集的数据不在相应的安全范围内，则向第二工控机发送相应的告警信息；第二工控机将相应的告警信息显示在显示器上，操作人员根据显示器显示的告警信息，通过第二工控机做出机械臂动作指令，第二工控机向第一工控机发送机械臂动作指令，第一工控机根据机械臂动作指令控制机械臂动作。

3.如权利要求1所述带电作业机器人作业监控系统，其特征在于，所述第一工控机将温湿度传感器、压力传感器、电流采集器和电压采集器采集的数据与相应的安全范围值进行比较，如果当前采集的数据在相应的安全范围内，则认为带电机器人作业正常，如果当前采集的数据不在相应的安全范围内，则向第二工控机发送相应的告警信息；第二工控机将相应的告警信息显示在显示器上，同时，第一工控机根据告警信息类型控制机械臂动作。

4.如权利要求1所述带电作业机器人作业监控系统，其特征在于，全景摄像头、双目摄像头、深度摄像头将图像数据发送给第二工控机，第二工控机将图像数据显示在显示器上，操作人员根据显示器显示的图像监控机器人作业过程，当发现异常情况时，操作人员通过第二工控机做出机械臂动作指令，第二工控机向第一工控机发送机械臂动作指令，第一工控机根据机械臂动作指令控制机械臂动作。

5.如权利要求1至4所述电作业机器人作业监控系统，其特征在于，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。

6.如权利要求1至4所述电作业机器人作业监控系统，其特征在于，所述绝缘斗臂车上设置有控制室，所述第一工控机、第二工控机和显示屏设置在控制室内，控制室内还设置有主操作手，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。

7.如权利要求5或者6所述电作业机器人作业监控系统，其特征在于，所述机械臂或者主操作手为六自由度机构，包括基座，旋转轴方向与基座平面垂直的腰关节，与腰关节连接的肩关节，与肩关节连接的大臂，与大臂连接的肘关节，与肘关节连接的小臂，与小臂连接的腕关节，腕关节由三个旋转关节组成，分别为腕俯仰关节、腕摇摆关节和腕旋转关节；

所述六自由度机构中各个关节均具有相应的正交旋转编码器和伺服驱动电机，正交旋转编码器用于采集各个关节的角度数据，伺服驱动电机用于控制各关节的运动；

第一工控机根据机械臂各关节角度的期望值，通过控制伺服驱动电机控制按机械臂各关节运动。