[发明专利]铁路牵引变电所操作机器人控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种铁路牵引变电所操作机器人控制系统，包括有操作机器人(1)，其特征在于：

所述操作机器人(1)包括磁导引AGV(12)和安装在磁导引AGV(12)上的控制柜(13)，所述控制柜(13)上设置工业相机总成(11)、操作平台升降总成(14)、操作平台横移总成(15)、机械手总成(16)、传感器总成(17)；

所述控制柜(13)内还设置工业平板电脑(132)和可编程逻辑控制器(134)；

所述操作平台升降总成(14)、操作平台横移总成(15)、机械手总成(16)的驱动机构分别与可编程逻辑控制器(134)连接；传感器总成(17)与可编程逻辑控制器(134)直接连接；

所述磁导引AGV(12)、工业相机总成(11)、可编程逻辑控制器(134)均与工业平板电脑(132)连接；

其中，传感器总成(17)用于测量控制柜(13)与配电柜之间距离，测量磁导引AGV(12)与配电柜之间的夹角，测量操作平台横移总成(15)与配电柜之间距离，并发送给工业平板电脑(132)，从而控制操作机械手向前移动固定距离完成操作；

工业相机总成(11)用于拍摄配电柜上待操作设备的位置图片并发送给工业平板电脑(132)，工业平板电脑(132)对所述图片进行图像处理和分析，计算出操作机械手与待操作设备间的距离差值，从而控制操作机械手定位到待操作设备处；

所述铁路牵引变电所操作机器人控制系统的控制方法，包括以下步骤：

磁导引AGV(12)启动，到达地标卡标记位置；

通过传感器总成(17)测量磁导引AGV(12)与配电柜之间的夹角，判断磁导引AGV(12)是否平行于待操作控制柜，如果不平行则调整磁导引AGV(12)角度使其与控制柜平行；

通过工业相机总成(11)拍摄配电柜上待操作设备的位置图片并发送给工业平板电脑(132)，工业平板电脑(132)对所述图片进行图像处理和分析，计算出操作机械手与待操作设备间的距离差值，从而控制操作机械手定位到待操作设备处，按压按钮操作；

其中，所述通过传感器总成(17)测量磁导引AGV(12)与配电柜之间的夹角的具体步骤如下：

(一)、基于操作机器人(1)建立空间坐标系，在空间坐标系下对机械手总成(16)、传感器总成(17)、工业相机总成(11)的初始位置坐标进行确定；

空间坐标系的X轴、Y轴、Z轴定义如下：

Z轴：过磁导引AGV(12)中心点并垂直于其顶部，Z轴起始点为Z轴和磁导引AGV(12)顶部的交点，规定向上为Z轴正方向；

Y轴：过Z轴起始点并垂直于Z轴，平行于操作平台横移总成(15)水平移动方向，规定向左为Y轴正方向；

原点：Y轴和Z轴的交点为原点；

X轴：根据右手定则，X轴过原点并平行于磁导引AGV(12)，磁导引AGV(12)前进方向为X轴正方向；

(二)、为按钮机械手、空开机械手、旋钮机械手分别建立直线坐标系，分别用V1轴、V2轴、V3轴表示，这三个轴都平行于Y轴；

固定激光位移传感器(171)位置固定不动，此时中心坐标S₁为(x_S10，y_S10，z_S10)，测得的距离为a₁；

移动激光位移传感器(172)随着操作平台横移总成(15)沿Y轴移动距离y，此时中心S₂坐标为(x_S20，y_S20+y，z_S20)，测得的距离为a₂；

假设磁导引AGV(12)与配电柜之间有夹角θ，S₁代表固定激光位移传感器(171)初始位置，S₂和S₂′分别代表移动激光位移传感器(172)初始位置和当前位置，则夹角θ的计算公式如(1.1)和(1.2)；

式中：

E＝a₁-[a₂+y-(y_S10-y_S20)]

F＝x_S10-x_S20

计算出夹角θ后，工业平板电脑(132)将夹角θ数据发送给磁导引AGV(12)，磁导引AGV(12)旋转θ使得磁导引AGV(12)和配电柜相互平行。