基于多传感器的巡检机器人自主越障装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于多传感器的巡检机器人自主越障装置，包括信息融合处理器及越障控制处理器，两个均为STM32微处理器，信息融合处理器负责接收各个激光传感器、超声波传感器、红外线传感器传来的信号，并经过处理，结合设定的程序，通过RS232串口将指令传输给越障控制处理器，越障控制处理器控制继电器动作从而控制机器人实现相关动作，完成机器人的越障过程。本发明专利技术的基于多传感器识别线路障碍的巡检机器人自主越障，其障碍识别精度高、运动灵活且可靠、操作简单，实时性好、能大幅提高巡检效率，适用于高压输电线路巡检工作。

【技术实现步骤摘要】
基于多传感器的巡检机器人自主越障装置
本专利技术属于输电线路巡检机器人
，尤其涉及一种基于多传感器的巡检机器人自主越障装置。
技术介绍
输电线路的定期巡检是保护电网安全的重要措施之一，定期对输电线路进行巡检是一项艰苦而复杂的工作。我国触电线路分布广泛，部分地区地理环境较为复杂，人工巡检方式由于劳动强度大，巡检精度低，因此存在很大的安全隐患。利用巡检机器人代替人工自动巡检已经成为目前电力机器人研究的热点之一。但是高压输电线路金具种类繁多、结构复杂，大部分巡检机器人识别金具能力低，从而造成机器人不能实现自主越障功能，为机器人的巡检和运输工作带来了不便。
技术实现思路
专利技术目的：针对以上问题，本专利技术提出一种基于多传感器的巡检机器人自主越障装置。技术方案：为实现本专利技术的目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于多传感器的巡检机器人自主越障装置，包括信息融合处理器和越障控制处理器，所述信息融合处理器接收多传感器传来的信号，经过处理将指令传输给所述越障控制处理器，越障控制处理器控制执行单元动作从而控制机器人实现相关动作。进一步地，所述多传感器包括漫反射式激光传感器、超声波测距传感器、漫反射式红外线传感器和对射式红外线传感器，漫反射式激光传感器用于检测巡检线路中所遇各种防震锤障碍；漫反射式红外传感器、超声波测距传感器用于越障过程中检测悬垂线夹障碍；对射式红外线传感器用于机器人手臂脱线及抱线状态检测。进一步地，所述执行单元包括若干驱动器及其驱动的直流行走电机；还包括直流电机桥式驱动电路及其驱动的若干直流电机，包括手臂开合电机、大手臂伸缩电机、手臂回摆电机和控制器电机。进一步地，所述执行单元包括三台驱动器及其驱动的三台直流行走电机；还包括直流电机桥式驱动电路及其驱动的八台直流电机，包括三台手臂开合电机、三台大手臂伸缩电机、一台手臂回摆电机和一台控制器电机。进一步地，所述信息融合处理器和越障控制处理器均为STM32微处理器。所述信息融合处理器和越障控制处理器通讯方式为串口通讯。进一步地，所述信息融合处理器和越障控制处理器均包括FLASH存储器、SDRAM存储器和由复位芯片组成的复位电路，其外围功能电路包括有传感器信号处理电路、电机驱动电路、紧急启动电路和电磁干扰滤波电路。有益效果：本专利技术的基于多传感器识别线路障碍的巡检机器人自主越障装置，其障碍识别精度高、运动灵活且可靠、操作简单，实时性好、能大幅提高巡检效率，适用于高压输电线路巡检工作。附图说明图1是控制装置电路方框图；图2是越障流程图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步的说明。高压输电线路上的巡检机器人，具有控制装置，控制装置顶部设有三只行走臂，从正向行走方向来看，左边为前臂，右边为后臂，中部为中臂；控制装置还包括前后驱动臂，前后驱动臂结构相同；控制装置顶部设有行走轮组，行走轮组下方连接纵向摆动机构，可实现前、后臂伸缩动作，中臂可实现垂直伸缩动作。机器人具有所述机械结构，并通过控制装置实现越障过程。高压输电线路上安装有防震锤、悬垂线夹、引流线等金具，这些金具于机器人本体来讲均为行走障碍，因此本专利技术中机器人采用多个传感器来识别各种障碍，多个传感器包括红外线传感器、激光传感器、超声传感器等。通过激光传感器与红外线传感器不同位置布置采集线路金具安装位置信号。如图1所示，本专利技术控制装置包括信息融合处理器和越障控制处理器，两个均为STM32微处理器，并通过串口实现通讯。信息融合微处理器负责接收各个传感器传来的信号，并经过与设定值比对处理，识别出金具种类与位置，形成机器人越障程序，信息融合微处理器将指令传输给越障控制处理器，越障控制处理器通过控制I/O口高低电平来控制继电器动作及直流电机驱动器动作，从而控制机器人实现相关越障动作。信息融合处理器和越障控制处理器均包括FLASH存储器、SDRAM存储器和由复位芯片组成的复位电路，其外围功能电路包括有传感器信号处理电路、电机驱动电路、紧急启动电路和电磁干扰滤波电路。多个传感器包括漫反射式激光传感器、超声波测距传感器、漫反射式红外线传感器和对射式红外线传感器，漫反射式激光传感器用于检测巡检线路中所遇各个障碍如防震锤和引流线线夹，超声波测距传感器、漫反射式红外线传感器用于检测巡检线路中所遇各个障碍如悬垂线夹；对射式红外线传感器主要用于越障过程中检测脱线及抱线情况，确保机器人本体具有正确的位姿及实现正确的越障动作。越障控制处理器通过控制I/O口高低电平来控制执行单元动作，从而控制机器人实现相关越障动作。执行单元包括三台驱动器及其驱动的三台直流行走电机；还包括直流电机桥式驱动电路及其驱动的八台直流电机，包括三台手臂开合电机、三台大手臂伸缩电机、一台手臂回摆电机和一台控制器电机。机器人自主识别及跨越悬垂线夹障碍，在控制装置两侧前后臂行走轮组上部沿轮槽正向及反向布均布置两个漫反射式红外线传感器，两个传感器方向均为沿轮槽向外，呈水平姿态，安装方式为螺栓连接；在控制装置两侧前后臂行走轮组上部沿轮槽正向及反向分别布置一个超声波测距传感器，两个传感器方向均为沿轮槽向外，呈水平姿态，安装方式为螺栓连接。悬垂线夹中的悬垂线为柔性线，检测较为困难，故安装两个漫反射式红外线传感器。两漫反射红外线传感器均为数字型传感器，将前臂正向两漫反射红外线传感器分别命名为前臂前行障碍传感器和前臂辅助前行障碍传感器，正向一个超声波测距传感器命名为前行障碍测距传感器；将后臂正向两传感器分别命名为后臂前行障碍传感器和后臂辅助前行障碍传感器；将前臂反向两传感器分别命名为前臂后行障碍传感器和前臂辅助后行障碍传感器，将后臂反向两传感器分别命名为后臂后行障碍传感器和后臂辅助后行障碍传感器，反向一个超声波测距传感器命名为后臂后行障碍测距传感器。在机器人行走过程中，若遇到悬垂线夹障碍并相距1.5米以内时，首先两个超声测距传感器中至少会有一个识别障碍并返回距离信号和低电平信号至信息融合处理器；信息融合处理器立即采集信号并经过程序处理发送相关指令至越障控制处理器，越障控制处理器得到指令并分析指令，结合相关程序开始减速至低速越障状态。当距离悬垂线夹0.3米以内时，两个红外漫反射传感器中至少一个产生低电平信号至信息融合处理器；信息融合处理器立即采集信号并经过程序处理发送相关指令至越障控制处理器，越障控制处理器得到指令并分析指令，结合相关程序减速停止前进，转换执行跨越悬垂线夹动作。机器人自主识别及跨越防震锤障碍，在控制装置两侧前后臂行走轮组下部沿轮槽正向及反向布均置一个漫反射式激光传感器，方向均为沿轮槽向外，呈水平姿态，安装方式为螺栓连接。漫反射激光传感器型号为数字型传感器，分别命名为前臂正向防震锤检测传感器和后臂臂反向防震锤检测传感器。在机器人行走过程中，若遇到防震锤障碍时漫反射激光传感器识别障碍返回低电平信号至信息融合处理器。信息融合处理器立即采集信号并经过程序处理发送相关指令至越障控制处理器，越障控制处理器结合相关程序控制相应电机执行相关动作。如图2所示，跨越防震锤流程如下：机器人高速前进，前臂正向防震锤检测传感器得到信号(防震锤障碍检测)，机器人慢速前进，延时(10秒)，机器人高速前进，至此跨越防震锤过程结束。机器人抱线及脱线检测，在机器人前、后、中臂行走轮组开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多传感器的巡检机器人自主越障装置，其特征在于，包括信息融合处理器和越障控制处理器，所述信息融合处理器接收多传感器传来的信号，经过处理将指令传输给所述越障控制处理器，越障控制处理器控制执行单元动作从而控制机器人实现相关动作。

【技术特征摘要】
1.一种基于多传感器的巡检机器人自主越障装置，其特征在于，包括信息融合处理器和越障控制处理器，所述信息融合处理器接收多传感器传来的信号，经过处理将指令传输给所述越障控制处理器，越障控制处理器控制执行单元动作从而控制机器人实现相关动作。2.根据权利要求1所述的基于多传感器的巡检机器人自主越障装置，其特征在于，所述多传感器包括漫反射式激光传感器、超声波测距传感器、漫反射式红外线传感器和对射式红外线传感器，漫反射式激光传感器用于检测巡检线路中所遇各种防震锤障碍；漫反射式红外传感器、超声波测距传感器用于越障过程中检测悬垂线夹障碍；对射式红外线传感器用于机器人手臂脱线及抱线状态检测。3.根据权利要求1所述的基于多传感器的巡检机器人自主越障装置，其特征在于，所述执行单元包括若干驱动器及其驱动的直流行走电机；还包括直流电机桥式驱动电路及其驱动的若干直流电机，包括手臂开合电机、大手臂伸缩电机、手臂回...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆伟，刘毅，侯建国，王力，苏廷，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，国电南瑞南京控制系统有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32