[发明专利]一种变电站挂轨机器人防碰撞系统及方法

说明书

本发明公开了一种变电站挂轨机器人防碰撞系统及方法，所述系统包括：挂轨机器人后台主机、挂轨机器人本体主机、超声测距装置、挂轨机器人运动控制装置，所述挂轨机器人后台主机与挂轨机器人本体主机通信连接，所述超声测距装置的输出端连接至所述挂轨机器人本体主机的输入端，所述挂轨机器人运动控制装置与挂轨机器人本体主机电连接。本发明利用不同方位设置的超声测距装置，通过预设的分级的告警阈值防碰撞策略，能够有效的实现挂轨机器人的提前碰撞预警和避障。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，更具体地，涉及一种变电站挂轨机器人防碰撞系统及方法。

背景技术

变电站继保室、高压室、GIS室等室内场所设备众多，为提高巡视工作效率和节省空间，需要使用挂轨机器人开展设备巡视业务。变电站设备众多，随着设备检修、改造工作的增多，挂轨机器人巡检环境也愈加复杂。挂轨机器人在巡检过程中会碰撞到人员、设备或其他物体，从而有可能对人员、设备、挂轨机器人造成损害，因此巡检机器人的防碰撞方法是至关重要的。

现有机器人防碰撞方法大多是通过机器人上的紧急停止按钮或机器人碰撞物体后触发微动开关断电迫使机器人停止运动。通过急停按钮停止机器人需要人工发现危险并手动停止机器人，在人工未发现危险情况下，机器人会发生碰撞造成设备损害；通过机器人碰撞物体后触发微动开关的防碰撞方法在挂轨机器人上适用性较差，无法全方位保护机器人且机器人碰撞变电站设备存在一定风险。

在现有技术中，公开号为CN109049006A的发明专利，公开了一种扫地机器人的防碰撞检测方法，包括以下步骤，S1：预备具有MEMS器件(加速度计、陀螺仪)的扫地机器人，当扫地机器人处于直线运动状态，并发生碰撞情况时，跳转至步骤S2；当扫地机器人处于颠簸不平路面状况时，跳转至步骤S3；当扫地机器人处于旋转运动状态，且有障碍物阻挡时，跳转至步骤S4；S2：利用牛顿第二定律V＝a×t；扫地机器人启动行走时是正向加速度，撞击物体时为负加速度，匀速运动加速度为0；当碰撞发生时，采用陀螺仪修正扫地机器人水平加速度数值，该技术方案是通过MEMS器件进行障碍物的碰撞检测后然后再进行调整，无法进行碰撞预警。公开号为：CN104850699B，公开了一种冲压线搬运机器人防碰撞控制方法，包括如下步骤：步骤101、基于AABB包围盒法建立机器人关节轴包络模型和锻压机简化包络模型；步骤102、将上述机器人关节轴包络模型和锻压机简化包络模型分别向三个坐标面平面进行投影；步骤103、判定机器人是否发生碰撞，具体为：如果任意一个投影不存在重叠区域，则判定机器人不发生碰撞；如果有一个投影存在重叠区域，则表示可能有碰撞，随后结合其余两个投影面进一步判断。该技术方案利用预设模型通过投影重叠区域先判断碰撞，无法进行全方位的预警和避障动作。

因此，迫切需要一种全方位保护、智能避障的挂轨机器人防碰撞方法。

发明内容

本发明为克服上述现有技术中的机器人防碰撞无法有效的提前预警和避障的缺陷，提供一种变电站挂轨机器人防碰撞系统及方法。

本发明的首要目的是为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

本发明第一方面提供了一种变电站挂轨机器人防碰撞系统，包括：挂轨机器人后台主机、挂轨机器人本体主机、超声测距装置、挂轨机器人运动控制装置，所述挂轨机器人后台主机与挂轨机器人本体主机通信连接，所述超声测距装置的输出端连接至所述挂轨机器人本体主机的输入端，所述挂轨机器人运动控制装置与挂轨机器人本体主机电连接。

本方案中，所述挂轨机器人后台主机用于编辑和发布巡检任务，同时建立挂轨机器人所在设备室的轨道模型和巡检目标分布模型。

本方案中，所述超声测距装置包括有5个，分别设置在挂轨机器人的前侧、后侧、左侧、右侧、底侧五个不同部位，所述前侧、后侧、左侧、右侧、底侧分别对应五个方向：挂轨检机器人的前方、后方、左方、右方、下方。

本方案中，每个超声测距装置均包括有一个超声波接收器和一个超声波发射器。