用于巡线机器人机械臂的模拟控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于巡线机器人机械臂的模拟控制系统，属于电力巡视领域，其中：模拟机械臂包括铰接设置在底座上的第一连架杆，第一连架杆末端铰接有第一上臂，第一上臂末端铰接有第一小臂，第一小臂末端铰接有第一机械手，以上两两铰接处均设置有传感器，工作机械臂结构类似模拟机械臂；模拟机械臂控制电路包括第一控制板，第一控制板输入端连接传感器，第一控制板输出端经转换板连接第一通讯模块；工作机械臂控制电路包括第二控制板，第二控制板输入端连接与第一通讯模块进行通信的第二通讯模块，第二控制板输出端分别经驱动板连接驱动机构。本实用新型专利技术既能实现远程实时控制工作机械臂，又能保证巡线作业准确、高效率进行。

【技术实现步骤摘要】
用于巡线机器人机械臂的模拟控制系统
本技术涉及电力巡视领域，特别是指一种用于巡线机器人机械臂的模拟控制系统。
技术介绍
巡线机器人工作在架空高压线路上，用来检测线路及绝缘子、悬垂线夹等附属部件的状态，清理挂在线路上的杂物。通常巡线机器人通过滚轮在线路上行走，通过工作机械臂清理杂物以及辅助越障。对于巡线机器人上的工作机械臂，目前主要有以下两种控制方式：(1)编程控制：将事先编好的程序代码上传到机械臂的控制板上，机械臂按照程序指令做相应动作，这种控制方式通常用在生产线上，每台机械臂做重复、固定的工作；(2)遥控控制：使用遥控器、无线手柄等对机械臂进行控制。这种控制方式中，依据通信协议，事先定义各按键、摇杆的功能，通过WiFi、红外等通信方式控制。但是由于电力线路通常较复杂，巡线过程中遇到的状况不可预测，杂物的种类、大小未知，采用以上两种控制方式会存在不能远程实时控制、准确性低和效率低的问题。
技术实现思路
本技术提供一种既能通过地面上的模拟机械臂远程实时控制高压线上巡线机器人的工作机械臂，又能保证巡线作业准确、高效率进行的用于巡线机器人机械臂的模拟控制系统。为解决上述技术问题，本技术提供技术方案如下：一方面，本技术提供一种用于巡线机器人机械臂的模拟控制系统，包括模拟机械臂和工作机械臂，其中：所述模拟机械臂依据所述工作机械臂按一定比例制作，所述模拟机械臂包括铰接设置在一底座上的第一连架杆，所述第一连架杆的末端铰接有第一上臂，所述第一上臂的末端铰接有第一小臂，所述第一小臂的末端铰接有第一机械手，所述底座、第一连架杆、第一上臂、第一小臂和第一机械手的铰接处均设置有测量旋转角度的传感器；所述工作机械臂用于设置在巡线机器人上，所述工作机械臂包括铰接设置在所述巡线机器人的机架上的第二连架杆，所述第二连架杆的末端铰接有第二上臂，所述第二上臂的末端铰接有第二小臂，所述第二小臂的末端铰接有第二机械手，所述机架、第二连架杆、第二上臂、第二小臂和第二机械手的铰接处均设置有驱动机构；所述模拟机械臂的控制电路包括第一控制板，所述第一控制板的输入端连接所述传感器，所述第一控制板的输出端经转换板连接有第一通讯模块；所述工作机械臂的控制电路包括第二控制板，所述第二控制板的输入端连接有与所述第一通讯模块进行通信的第二通讯模块，所述第二控制板的输出端分别经驱动板连接所述驱动机构。进一步的，所述第一机械手包括一对第一手指，所述第一手指包括相铰接的第一节和第二节，所述第一节和第二节之间也设置有测量角度的传感器；所述第二机械手包括一对相互铰接第二手指，所述第二手指的铰接处也设置有驱动机构。进一步的，所述第二手指采用啮合不完全齿轮相互连接，或者采用独立驱动。进一步的，所述第一控制板的输出端经转换板与第一通讯模块、第二通讯模块与第二控制板均通过串口连接，所述第一和第二通讯模块均为无线模块。进一步的，所述模拟机械臂的各铰接处均采用阻尼关节，所述阻尼关节包括设置在相邻两臂铰接处的盖板、螺杆和所述传感器，其中：所述相邻两臂包括第一臂和第二臂，所述相邻两臂的铰接处设置有限位结构，所述盖板包括中空的盖板帽和设置在所述盖板帽上的圆环状凸台，所述凸台穿过所述第一臂的铰接孔与所述第二臂的上表面接触，所述盖板和第一臂之间、所述第二臂和第一臂之间均设置有圆环形摩擦片，所述螺杆为中空螺杆，所述中空螺杆穿过所述盖板和第一臂的铰接孔，连接至所述第二臂的铰接孔，将所述盖板和第一臂铰接在所述第二臂上；所述传感器包括基部和位于所述基部上的转动轴，所述转动轴自所述第二臂的铰接孔穿入，从所述中空螺杆中伸出，所述传感器上端配有传感器轴套，所述传感器的转动轴固定在所述传感器轴套上，所述传感器轴套固定在所述第一臂上，所述传感器的基部固定在所述第二臂上。进一步的，所述传感器为电位器或旋转编码器，所述限位结构为位于所述第二臂与第一臂的接触面边缘的限位凸台。进一步的，所述盖板的圆环状凸台的末端表面设置有若干等距的第一圆柱突起，所述第二臂的上表面设置有与所述第一圆柱突起相适应的第一卡槽；所述传感器的基部与所述第二臂接触的表面上设置有第二圆柱突起，所述第二臂上设置有与所述第二圆柱突起相适应的第二卡槽。另一方面，本技术还提供一种上述的用于巡线机器人机械臂的模拟控制系统的控制方法，包括：步骤1：所述模拟机械臂的第一控制板采集所述传感器的数值，所述第一通讯模块将采集到的所述传感器的数值实时发送给所述工作机械臂的第二通讯模块；步骤2：所述工作机械臂上的第二通讯模块接收数据信号后，解析接收到的数据，然后发送相应的脉冲给不同部位的所述驱动机构，所述驱动机构转动相应的角度。其中，所述步骤1中，所述第一通讯模块使用编号+传感器的数据方式发送所述传感器的数值。本技术具有以下有益效果：本技术的用于巡线机器人机械臂的模拟控制系统，工作时作业人员用手操纵模拟机械臂，通过采集模拟机械臂上传感器的值，传输至工作机械臂的控制板，控制板根据传感器值的变化量，控制对应的驱动机构转动相应的角度。这样，模拟机械臂的动作便映射到了巡线机器人的工作机械臂上，实现了无线模拟控制。由于本技术的模拟控制系统包括模拟机械臂和工作机械臂，工作机械臂与模拟机械臂的结构对应，两者之间的通信实时连接，即使模拟机械臂没有做出动作，模拟机械臂也会将每个传感器的位置信号发送到工作机械臂上，实现了现有控制方式无法实现的远程实时控制，并且解决了现有控制方式的准确性低和效率低的问题。附图说明图1为本技术的用于巡线机器人机械臂的模拟控制系统的模拟机械臂的结构示意图；图2为本技术的巡线机器人的结构示意图；图3为本技术的用于巡线机器人机械臂的模拟控制系统的工作机械臂的机械手的啮合连接示意图；图4为本技术的用于模拟机械臂的阻尼关节的整体结构示意图；图5为本技术的用于模拟机械臂的阻尼关节的整体结构爆炸图；图6为本技术的用于模拟机械臂的阻尼关节的盖板、第一臂和第二臂的连接爆炸图；图7为本技术的用于巡线机器人机械臂的模拟控制系统的模拟机械臂的控制电路示意图；图8为本技术的用于巡线机器人机械臂的模拟控制系统的工作机械臂的控制电路示意图。具体实施方式为使本技术要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。一方面，本技术提供一种用于巡线机器人机械臂的模拟控制系统，如图1-8所示，包括模拟机械臂和工作机械臂，其中：模拟机械臂依据工作机械臂按一定比例制作，模拟机械臂包括铰接设置在一底座1上的第一连架杆2，第一连架杆2的末端铰接有第一上臂3，第一上臂3的末端铰接有第一小臂4，第一小臂4的末端铰接有第一机械手5，底座1、第一连架杆2、第一上臂3、第一小臂4和第一机械手5的铰接处均设置有测量旋转角度的传感器6；工作机械臂用于设置在巡线机器人上，工作机械臂包括铰接设置在巡线机器人的机架7上的第二连架杆8，第二连架杆8的末端铰接有第二上臂9，第二上臂9的末端铰接有第二小臂10，第二小臂10的末端铰接有第二机械手11，机架7、第二连架杆8、第二上臂9、第二小臂10和第二机械手11的铰接处均设置有驱动机构；模拟机械臂的控制电路包括第一控制板，第一控制板的输入端连接所述传感器，第一控制板的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于巡线机器人机械臂的模拟控制系统，其特征在于，包括模拟机械臂和工作机械臂，其中：所述模拟机械臂依据所述工作机械臂按一定比例制作，所述模拟机械臂包括铰接设置在一底座上的第一连架杆，所述第一连架杆的末端铰接有第一上臂，所述第一上臂的末端铰接有第一小臂，所述第一小臂的末端铰接有第一机械手，所述底座、第一连架杆、第一上臂、第一小臂和第一机械手的铰接处均设置有测量旋转角度的传感器；所述工作机械臂用于设置在巡线机器人上，所述工作机械臂包括铰接设置在所述巡线机器人的机架上的第二连架杆，所述第二连架杆的末端铰接有第二上臂，所述第二上臂的末端铰接有第二小臂，所述第二小臂的末端铰接有第二机械手，所述机架、第二连架杆、第二上臂、第二小臂和第二机械手的铰接处均设置有驱动机构；所述模拟机械臂的控制电路包括第一控制板，所述第一控制板的输入端连接所述传感器，所述第一控制板的输出端经转换板连接有第一通讯模块；所述工作机械臂的控制电路包括第二控制板，所述第二控制板的输入端连接有与所述第一通讯模块进行通信的第二通讯模块，所述第二控制板的输出端分别经驱动板连接所述驱动机构。

【技术特征摘要】
2016.08.19 CN 20162091030841.一种用于巡线机器人机械臂的模拟控制系统，其特征在于，包括模拟机械臂和工作机械臂，其中：所述模拟机械臂依据所述工作机械臂按一定比例制作，所述模拟机械臂包括铰接设置在一底座上的第一连架杆，所述第一连架杆的末端铰接有第一上臂，所述第一上臂的末端铰接有第一小臂，所述第一小臂的末端铰接有第一机械手，所述底座、第一连架杆、第一上臂、第一小臂和第一机械手的铰接处均设置有测量旋转角度的传感器；所述工作机械臂用于设置在巡线机器人上，所述工作机械臂包括铰接设置在所述巡线机器人的机架上的第二连架杆，所述第二连架杆的末端铰接有第二上臂，所述第二上臂的末端铰接有第二小臂，所述第二小臂的末端铰接有第二机械手，所述机架、第二连架杆、第二上臂、第二小臂和第二机械手的铰接处均设置有驱动机构；所述模拟机械臂的控制电路包括第一控制板，所述第一控制板的输入端连接所述传感器，所述第一控制板的输出端经转换板连接有第一通讯模块；所述工作机械臂的控制电路包括第二控制板，所述第二控制板的输入端连接有与所述第一通讯模块进行通信的第二通讯模块，所述第二控制板的输出端分别经驱动板连接所述驱动机构。2.根据权利要求1所述的用于巡线机器人机械臂的模拟控制系统，其特征在于，所述第一机械手包括一对第一手指，所述第一手指包括相铰接的第一节和第二节，所述第一节和第二节之间也设置有测量角度的传感器；所述第二机械手包括一对相互铰接第二手指，所述第二手指的铰接处也设置有驱动机构。3.根据权利要求2所述的用于巡线机器人机械臂的模拟控制系统，其特征在于，所述第二手指采用啮合不完全齿轮相互连接，或者采用独立驱动。...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜宗展，宋士平，马伶，
申请(专利权)人：济南舜风科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37