[发明专利]面向配电网作业机器人的通用型遥操作系统及方法

说明书

本发明公开了一种面向配电网作业机器人的通用型遥操作系统及其方法，主要包括操作主端、操作从端、控制机和网络，所述操作主端通过控制机和网络与操作从端相互通信连接；所述操作主端包括遥操作设备、虚拟现实设备；所述操作从端包括设置在机器人上的摄像机、机械臂；所述遥操作设备的操作通过控制机实时映射到远端机器人的机械臂上，实现机器人进行配电网作业的遥操作。本发明将立体视觉虚拟现实与异构遥操作控制系统相结合，更好地对场景信息进行三维感知，使机器人遥操作更加精确和快速，虚拟现实系统和遥操作系统都是预先配置好的跨底层的平台系统，互不干扰，具有良好的可替代性和通用性，便于广泛推广应用。

技术领域

本发明涉及电力机器人技术领域，特别是涉及一种面向配电网作业机器人的通用型遥操作系统及方法。

背景技术

目前配电网作业大多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，人工带电作业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。因此应运而生了配电网带电作业机器人，构型大多为双机械臂构型，通过操作人员操作控制机器人完成配电网作业。

对于操作者在绝缘斗臂车上的绝缘斗内操作的模式，操作员在空中运行机器臂，直接面对操作现场(高压电线)，存在高压触电的危险，同时斗臂车要完全实现绝缘，对车况要求较高、代价过大；对于操作员在地面遥操作，机械臂随高空云台升入作业现场进行带电作业的模式，无法通过摄像头捕捉的现场信息充分了解工况，监控屏幕会丢失大量三维信息，临场感差，操作员很难通过屏幕准确知晓现场所有电缆间的位置关系，特别是机械臂操作时存在一定的遮挡关系，给实际操作带来更多隐形的危险。由于该模式采用主从操作方式，操作者的失误可能直接导致机械臂相互碰撞，从而造成重大损失。

因此亟需提供一种新型的面向配电网作业机器人的遥操作系统及方法来解决上述问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种面向配电网作业机器人的通用型遥操作系统，能够更加精确、快速遥操作机器人。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种面向配电网作业机器人的通用型遥操作系统，主要包括操作主端、操作从端、控制机和网络，所述操作主端通过控制机和网络与操作从端相互通信连接；

所述操作主端包括遥操作设备、虚拟现实设备；

所述操作从端包括设置在机器人上的摄像机、机械臂；

所述遥操作设备的操作通过控制机实时映射到远端机器人的机械臂上，实现机器人进行配电网作业的遥操作。

在本发明一个较佳实施例中，所述遥操作设备采用六自由度遥操作手柄，所述机械臂为六自由度机械臂。

在本发明一个较佳实施例中，所述摄像机采用双目相机。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种基于面向配电网作业机器人的通用型遥操作系统的遥操作方法，包括以下步骤：

S1：所述摄像机采集配电网作业现场信息，通过网络实时传输至控制机，控制机对接收的信息进行预处理后，发送至所述虚拟现实设备，使操作主端的操作人员看到现场立体场景；

S2：操作人员根据获得的现场立体场景信息，操作所述遥操作设备，遥操作设备的操作信息传送到控制机进行工作空间映射解算；

S3：所述控制机采用建模仿真的方法，对机械臂进行逆解运算得到对应的转动角度，并发送至机械臂执行，实现机械臂的遥操作。

在本发明一个较佳实施例中，步骤S1中，所述摄像机采集配电网作业现场的信息包括图像、视频。

在本发明一个较佳实施例中，步骤S2中，工作空间映射解算的具体步骤包括：