[发明专利]一种带电作业机器人作业监控系统

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的作业监控系统。

背景技术

目前，我国高压带电作业主要为人工作业。即便已经出现代替人工作业的机器人，其安全性也不能得到保障，仍然需要人工对其作业进行监控。由于输电线路机器人一般采用高空作业，操作人员在地面上通过目视无法及时有效地发现机器人作业过程中发生的故障。我国带电作业机器人起步较晚，目前没有针对输电线路带电作业机器人的监控方案，电网、机器人和操作人员的安全不能得到保障。为避免或减小机器人作业引发的安全事故，需要针对输电线路带电作业机器人设计专用的监控系统。

发明内容

本发明解决的技术问题为，作业人员可通过监控系统远程监控机器人带电作业，保障了作业人员的安全。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种带电作业机器人作业监控系统，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。

进一步，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。

进一步，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。

进一步，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。

进一步，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。