用于巡线机器人的虚拟现实监测控制系统技术方案

技术编号:15559688 阅读:221 留言:0更新日期:2017-06-09 17:21
本实用新型专利技术公开了一种用于巡线机器人的虚拟现实监测控制系统,属于电力巡视领域。所述用于巡线机器人的虚拟现实监测控制系统包括模拟机械臂、工作机械臂、用于采集视频信号的摄像机、第一控制板、第二控制板、第一无线模块、第二无线模块和视频眼镜,其中:工作机械臂用于在现场执行操作,摄像机的数据输出端连接第一无线模块或者摄像机的数据输出端连接第一控制板,第一控制板连接第一无线模块和工作机械臂;模拟机械臂用于远程控制工作机械臂,模拟机械臂的输出端连接第二控制板,第二控制板连接第二无线模块和视频眼镜。本实用新型专利技术能模拟人的双眼视觉,控制过程直观,保证巡线作业准确、高效进行。

Virtual reality monitoring and control system for line tracking robot

The utility model discloses a virtual reality monitoring and control system for a line patrolling robot, belonging to the field of electric power inspection. The virtual reality for monitoring the robot control system includes simulation of mechanical arm, arm, mechanical work for the camera, the first video signal acquisition control board, control board, second first second wireless module, wireless module and video glasses, which performs operations on site for mechanical arm, the camera is connected with the output end of the data the first wireless module or a camera data output terminal connected to the first control board, the first control board is connected with the first wireless module and the work manipulator; simulation manipulator used to remotely control the working arm, output analog mechanical arm is connected with second control panel, second control panel is connected with the second wireless module and video glasses. The utility model can simulate the binocular vision of human, and the control process is intuitive, and the line inspection operation is accurate and efficient.

【技术实现步骤摘要】
用于巡线机器人的虚拟现实监测控制系统
本技术涉及电力巡视领域,特别是指一种用于巡线机器人的虚拟现实监测控制系统。
技术介绍
近年来,在电力巡视领域,巡线机器人得到越来越多的关注和应用。巡线机器人远离地面悬挂在线路上,完成巡视、监测、检修等工作,大大提高了电力巡视的效率和安全性,为电力系统正常运行提供了保证。巡线机器人在线路上工作时,需要地面工作人员对其发出指令进行控制。现有的巡线机器人控制主要通过两种方式实现:(1)远距离遥控控制:地面工作人员通过手柄、摇杆或计算机控制巡线机器人,给巡线机器人发出动作指令。这种控制方式原理简单,容易实现,缺点是控制过程不够直观,由于高压输电线路工作环境复杂多变,单纯采用遥控控制不能使机器人精确完成某些动作。(2)编程控制:根据线路的规格,预先将机器人需要执行的指令存储到巡线机器人上,这样,在线路上工作时,巡线机器人将依据到达的区域执行特定的命令。这种巡线机器人在一定程度上能实现自主控制,但是由于线路规格复杂多变,且机器人视觉并没有发展到能够识别全部障碍或故障的程度,因此这种控制往往需要人的介入。
技术实现思路
本技术提供一种用于巡线机器人的虚拟现实监测控制系统,能模拟人的双眼视觉,控制过程直观,保证巡线作业准确、高效进行。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的虚拟现实监测控制系统,包括模拟机械臂、工作机械臂、用于采集视频信号的摄像机、第一控制板、第二控制板、第一无线模块、第二无线模块和视频眼镜,其中:所述工作机械臂用于在现场执行操作,所述摄像机的数据输出端连接所述第一无线模块或者所述摄像机的数据输出端连接所述第一控制板,所述第一控制板连接所述第一无线模块和所述工作机械臂;所述模拟机械臂用于远程控制所述工作机械臂,所述模拟机械臂的输出端连接所述第二控制板,所述第二控制板连接所述第二无线模块和所述视频眼镜。进一步的,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装置;所述模拟机械臂的控制电路包括所述第二控制板,所述第二控制板的输入端连接所述传感器,所述第二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所述第一控制板,所述第一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,所述第一控制板的输出端分别经驱动板连接所述驱动装置。进一步的,所述摄像机包括前摄像机和后摄像机,所述摄像机的摄像头由可见光摄像头和红外摄像头组成,所述第二无线模块接收摄像机的信号后传输至所述视频眼镜的显示器上,所述前摄像机和后摄像机获得的图像信息发送至两副不同的视频眼镜上或发送至同一副视频眼镜上,所述摄像机设置在云台上,所述摄像机的数量为两组以上。进一步的,所述第二控制板的输出端还连接有供工作人员观看的显示器,所述第二控制板还连接有手柄,所述可见光摄像头和红外摄像头的方向通过点击显示器的方向箭头或调整手柄进行控制。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装置,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,所述第一臂相对于所述第二臂位于转角范围内的任意角度;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。进一步的,所述第二控制板的输出端经转换板与第一通讯模块、第二通讯模块与第一控制板均通过串口连接。另一方面,本技术还提供一种上述的用于巡线机器人的虚拟现实监测控制系统的控制方法,包括:步骤1:所述摄像机监测巡线线路状况和所述工作机械臂的作业状况,将采集到的视频信号实时传输至所述第一无线模块,地面上的第二无线模块接收视频信号经由所述第二控制板输送至视频眼镜;步骤2:工作人员通过步骤1中视频眼镜的信号,用手操作模拟机械臂,所述模拟机械臂的第二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3:所述工作机械臂上的第二通讯模块接收数据信号后,通过所述第一控制板解析接收到的数据,然后发送相应的脉冲给不同部位的所述驱动装置,所述驱动装置转动相应的角度。其中,所述步骤2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虚拟现实监测控制系统,工作时巡线机器人上的摄像机将采集到的现场视频信号经由控制板通过第一无线模块传输至地面的第二无线模块,地面上的第二无线模块将摄像机采集到的信息经由控制板传输至视频眼镜上,模拟人的双眼视觉,使控制过程更加直观。根据巡线机器人实时传输的画面,地面工作人员可以通过模拟机械臂遥控巡线机器人上的机械臂,精准地完成检修、清理等工作,保证巡线作业准确、高效进行。附图说明图1为本技术的用于巡线机器人的虚拟现实监测控制系统的工作原理图;图2为本技术的用于巡线机器人的虚拟现实监测控制系统的前摄像头发送视频信号原理图;图3为本技术的用于巡线机器人的虚拟现实监测控制系统的视频接收原理图;图4为本技术的模拟机械臂的结构示意图;图5为本技术的巡线机器人的结构示意图;图6为本技术的工作机械臂的机械手的啮合连接示意图;图7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8为本本文档来自技高网...
用于巡线机器人的虚拟现实监测控制系统

【技术保护点】
一种用于巡线机器人的虚拟现实监测控制系统,其特征在于,包括模拟机械臂、工作机械臂、用于采集视频信号的摄像机、第一控制板、第二控制板、第一无线模块、第二无线模块和视频眼镜,其中:所述工作机械臂用于在现场执行操作,所述摄像机的数据输出端连接所述第一无线模块或者所述摄像机的数据输出端连接所述第一控制板,所述第一控制板连接所述第一无线模块和所述工作机械臂;所述模拟机械臂用于远程控制所述工作机械臂,所述模拟机械臂的输出端连接所述第二控制板,所述第二控制板连接所述第二无线模块和所述视频眼镜。

【技术特征摘要】
1.一种用于巡线机器人的虚拟现实监测控制系统,其特征在于,包括模拟机械臂、工作机械臂、用于采集视频信号的摄像机、第一控制板、第二控制板、第一无线模块、第二无线模块和视频眼镜,其中:所述工作机械臂用于在现场执行操作,所述摄像机的数据输出端连接所述第一无线模块或者所述摄像机的数据输出端连接所述第一控制板,所述第一控制板连接所述第一无线模块和所述工作机械臂;所述模拟机械臂用于远程控制所述工作机械臂,所述模拟机械臂的输出端连接所述第二控制板,所述第二控制板连接所述第二无线模块和所述视频眼镜。2.根据权利要求1所述的用于巡线机器人的虚拟现实监测控制系统,其特征在于,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装置;所述模拟机械臂的控制电路包括所述第二控制板,所述第二控制板的输入端连接所述传感器,所述第二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所述第一控制板,所述第一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,所述第一控制板的输出端分别经驱动板连接所述驱动装置。3.根据权利要求2所述的用于巡线机器人的虚拟现实监测控制系统,其特征在于,所述摄像机包括前摄像机和后摄像机,所述摄像机的摄像头由可见光摄像头和红外摄像头组成,所述第二无线模块接收摄像机的信号后传输至所述视频眼镜的显示器上,所述前摄像机和后摄像机获得的图像信息发送至两副不同的视频眼镜上或发送至同一副视频眼镜上,所述摄像机设置在云台上,所述摄像机的数量为两组以上。4.根据权利要求3所述的用于巡线机器人的虚拟现实监测控制系统,其特征在于,所述第二控制板的输出端还连接有供...

【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

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