变电站设备带电检修维护作业机器人控制系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种变电站设备带电检修维护作业机器人控制系统，其包括手持遥控终端、第一信号传送模块、机器人本体控制器、第二信号传送模块、工具控制器以及机器人轴运动控制模块，手持遥控终端用于对机器人进行遥控操作，该手持遥控终端发出控制信号并通过第一信号传送模块将该控制信号传送至机器人本体控制器；机器人本体控制器相应发送控制指令至工具控制器与机器人轴运动控制模块，该工具控制器用以控制机器人的作业工具的作业，该机器人轴运动控制模块则用以控制所述机器人的各轴的运转，其中，所述机器人本体控制器通过所述第二信号传送模块传送所述控制指令于所述工具控制器。本实用新型专利技术能够实现对利用一种机器人来完成多种作业的复杂控制。

【技术实现步骤摘要】
变电站设备带电检修维护作业机器人控制系统
本技术涉及变电站
，特别是涉及一种变电站设备带电检修维护作业机器人控制系统。
技术介绍
随着社会的不断发展，电网的发展面临高供电可靠性、高负荷密度、高电能质量的需求，用户对停电时间要求愈发严格，重要关键线路很难安排停电，停电检修机会越来越少。因此，电网对于先进的带电检修作业技术有十分迫切的需求。鉴于变电站内存在电压等级高、站内设备密集、设备体积重量大等情况，人工带电作业开展存在较大的困难，因此，目前尝试采用机器人技术来进行带电检修作业，以满足上述需求。例如，公告号为CN103056866B、名称为“变电站带电作业机器人”的中国专利技术专利，提供了一种变电站带电作业机器人，包括工作机和远程遥控指挥车，控制系统通过无线通信进行信号传递，从而提高作业人员的操作安全性能。再如，公告号为CN104998850B、名称为“变电站带电水冲洗机器人系统及方法”的中国技术专利，公开了一种变电站带电水冲洗机器人系统，包括主冲洗机器人、辅助冲洗机器人、纯水制备装置，主冲洗机器人和辅助冲洗机器人分别与纯水制备装置通过高压管路连接，该系统利用机器人代替人工完成变电站绝缘子冲洗作业，使操作人员位于安全区域内，保障了操作人员的安全，降低的劳动强度，提高冲洗效率和自动化水平。然而，上述现有技术仍存在下列缺点，首先，每一项技术分别只能完成一项带电作业内容，而不能使机器人像人一样能够通过夹持不同的工具来完成不同的带电作业任务；其次，现有技术的研究重点主要是机器人系统的硬件结构，而未能提供相应的机器人控制系统，特别是能够针对一种机器人来完成多种作业的复杂控制。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题在于，针对现有技术存在的上述不足，提供一种变电站设备带电检修维护作业机器人控制系统，能够实现对利用一种机器人来完成多种作业的复杂控制。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种变电站设备带电检修维护作业机器人控制系统，其中，该变电站设备带电检修维护作业机器人包括移动车体、绝缘升降机构和作业工具，所述绝缘升降机构安装于所述移动车体上，所述作业工具则设置于所述绝缘升降机构，所述控制系统包括手持遥控终端、第一信号传送模块、机器人本体控制器、第二信号传送模块、工具控制器以及机器人轴运动控制模块，所述手持遥控终端用于对所述机器人进行遥控操作，该手持遥控终端发出控制信号并通过所述第一信号传送模块将该控制信号传送至所述机器人本体控制器；所述机器人本体控制器相应发送控制指令至所述工具控制器与所述机器人轴运动控制模块，该工具控制器用以控制所述作业工具的作业，该机器人轴运动控制模块则用以控制所述机器人的各轴的运转，其中，所述机器人本体控制器通过所述第二信号传送模块传送所述控制指令于所述工具控制器。较佳地，所述控制系统还包括智能控制模块以及第三信号传送模块，该智能控制模块用以采集所述机器人的作业状态数据，并通过所述第三信号传送模块与所述机器人本体控制器实现数据交互。较佳地，所述智能控制模块包括智能控制器以及激光定位装置，所述激光定位装置安装于所述绝缘升降机构的末端，该激光定位装置采用面扫描方式进行机器人作业平面内所述作业工具与被作业变电站设备间的距离信息的采集；所述智能控制器连接所述激光定位装置，以控制所述激光定位装置进行所述距离信息的采集。较佳地，所述智能控制模块还包括工业摄像机，所述工业摄像机安装于所述绝缘升降机构的末端，该工业摄像机对所述机器人的作业进行实时视频数据采集，所述智能控制器连接于所述工业摄像机，以控制所述工业摄像机进行所述数据采集。较佳地，所述控制系统还包括机器人监控后台，该机器人监控后台通过所述第三信号传送模块与所述机器人本体控制器、所述智能控制模块连接，实现三者的数据交互。较佳地，所述第三信号传送模块为网络路由器，所述智能控制模块和所述机器人本体控制器通过RJ45接口与所述网络路由器连接，所述机器人监控后台与所述网络路由器无线通信连接。较佳地，所述激光定位装置、所述智能控制器、所述机器人本体控制器以及所述机器人轴运动控制模块形成基于激光信息的闭环控制系统。较佳地，所述机器人轴运动控制模块包括编码器、编码器数据采集模块、模拟量输出模块以及液压伺服阀，所述编码器安装于所述机器人的各轴上，随各轴的旋转而产生相应的各轴的旋转角度数据；所述编码器数据采集模块与所述编码器连接，以采集该编码器所产生的各轴的旋转角度数据，并将所采集的各轴的旋转角度数据输入至所述机器人本体控制器；所述机器人本体控制器通过所述模拟量输出模块将其相应于所述各轴的旋转角度数据而产生的控制指令传送至所述液压伺服阀，以使所述液压伺服阀相应驱动所述机器人的各轴运转。较佳地，所述智能控制模块设置于所述绝缘升降机构上并由独立电源供电。较佳地，所述第一信号传送模块包括手持遥控端无线发送模块、手持遥控端无线接收模块以及模拟量输入模块，所述手持遥控终端与所述手持遥控端无线发送模块相连，所述手持遥控端无线发送模块与所述手持遥控端无线接收模块之间无线通信连接，所述手持遥控端无线接收模快与所述模拟量输入模块相连，所述机器人本体控制器连接至所述模拟量输入模块。较佳地，所述第二信号传送模块包括开关量输出模块、工具端无线发送模块以及工具端无线接收模块，所述机器人本体控制器连接至所述开关量输出模块，所述开关量输出模块与所述工具端无线发送模块相连，所述工具端无线发送模块与所述工具端无线接收模块之间无线通信连接，所述工具端控制器与所述工具端无线接收模块相连，且该工具端控制器与所述作业工具的控制电机驱动器连接。较佳地，所述作业工具包括带电水冲洗工具、绝缘子清扫工具、绝缘子干冰清洗工具以及导线压接工具。本技术能够实现对利用一种机器人来完成多种作业的复杂控制，进而使得利用一种机器人夹持不同的作业工具来完成不同的带电作业任务的情况能够得以实现。本技术可采用遥控操作与局部自主作业相结合的控制方式，能够实现机器人的大范围快速遥控移动和近距离自主作业，在提高系统智能性的同时又保证了系统的实用性。此外，本技术中机器人作业平台端设备和移动车体端设备都采用独立电源供电，有效保护了绝缘升降机构，提高了作业绝缘安全。附图说明图1为本技术变电站设备带电检修维护作业机器人控制系统的结构框图。图2为本技术的手持遥控终端、第一信号传送模块及机器人本体控制器的结构框图。图3为本技术的工具控制器、第二信号传送模块及机器人本体控制器的结构框图。图4为本技术的机器人本体控制器及机器人轴运动控制模块的结构框图。图5为本技术的机器人本体控制器、智能控制模块及机器人监控后台的结构框图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本技术做进一步说明。本技术变电站设备带电检修维护作业机器人控制系统，用以控制变电站设备带电检修维护作业机器人的运行，该变电站设备带电检修维护作业机器人包括移动车体、绝缘升降机构和作业工具，绝缘升降机构安装于移动车体上，作业工具则被夹持于绝缘升降机构上，该作业工具可包括带电水冲洗工具、绝缘子清扫工具、绝缘子干冰清洗工具、导线压接工具等各种作业工具。该机器人在本技术控制系统的控制下，利用移动车体和绝缘升降机构将不同的作业工具运本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变电站设备带电检修维护作业机器人控制系统，其中，该变电站设备带电检修维护作业机器人包括移动车体、绝缘升降机构和作业工具，所述绝缘升降机构安装于所述移动车体上，所述作业工具则设置于所述绝缘升降机构，其特征在于，所述控制系统包括手持遥控终端、第一信号传送模块、机器人本体控制器、第二信号传送模块、工具控制器以及机器人轴运动控制模块，所述手持遥控终端用于对所述机器人进行遥控操作，该手持遥控终端发出控制信号并通过所述第一信号传送模块将该控制信号传送至所述机器人本体控制器；所述机器人本体控制器相应发送控制指令至所述工具控制器与所述机器人轴运动控制模块，该工具控制器用以控制所述作业工具的作业，该机器人轴运动控制模块则用以控制所述机器人的各轴的运转，其中，所述机器人本体控制器通过所述第二信号传送模块传送所述控制指令于所述工具控制器。

【技术特征摘要】
1.一种变电站设备带电检修维护作业机器人控制系统，其中，该变电站设备带电检修维护作业机器人包括移动车体、绝缘升降机构和作业工具，所述绝缘升降机构安装于所述移动车体上，所述作业工具则设置于所述绝缘升降机构，其特征在于，所述控制系统包括手持遥控终端、第一信号传送模块、机器人本体控制器、第二信号传送模块、工具控制器以及机器人轴运动控制模块，所述手持遥控终端用于对所述机器人进行遥控操作，该手持遥控终端发出控制信号并通过所述第一信号传送模块将该控制信号传送至所述机器人本体控制器；所述机器人本体控制器相应发送控制指令至所述工具控制器与所述机器人轴运动控制模块，该工具控制器用以控制所述作业工具的作业，该机器人轴运动控制模块则用以控制所述机器人的各轴的运转，其中，所述机器人本体控制器通过所述第二信号传送模块传送所述控制指令于所述工具控制器。2.如权利要求1所述的变电站设备带电检修维护作业机器人控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括智能控制模块以及第三信号传送模块，该智能控制模块用以采集所述机器人的作业状态数据，并通过所述第三信号传送模块与所述机器人本体控制器实现数据交互。3.如权利要求2所述的变电站设备带电检修维护作业机器人控制系统，其特征在于，所述智能控制模块包括智能控制器以及激光定位装置，所述激光定位装置安装于所述绝缘升降机构的末端，该激光定位装置采用面扫描方式进行机器人作业平面内所述作业工具与被作业变电站设备间的距离信息的采集；所述智能控制器连接所述激光定位装置，以控制所述激光定位装置进行所述距离信息的采集。4.如权利要求3所述的变电站设备带电检修维护作业机器人控制系统，其特征在于，所述智能控制模块还包括工业摄像机，所述工业摄像机安装于所述绝缘升降机构的末端，该工业摄像机对所述机器人的作业进行实时视频数据采集，所述智能控制器连接于所述工业摄像机，以控制所述工业摄像机进行所述数据采集。5.如权利要求4所述的变电站设备带电检修维护作业机器人控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括机器人监控后台，该机器人监控后台通过所述第三信号传送模块与所述机器人本体控制器、所述智能控制模块连接，实现三者的数据交互。6.如权利要求5所述的变电站设备带电检修维护作业机器人控制系统，其特征在于，所述第三信号传送模块为网络路由器，所述智能控制模块和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：张欣，伍国兴，黄炜昭，王振利，李健，陈强，董旭，张岩，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，山东鲁能智能技术有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44