一种高空挂拆接地线作业车的机械臂轨迹规划控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高空挂拆接地线作业车的机械臂轨迹规划控制系统，包括目标定位模块、路径规划模块、控制参数分发模块；目标定位模块包括GPS定位模块和RFID识别定位模块，实现对每个作业点的位置模型的确定；目标定位模块确定目标的工作点位，通过路径规划模块的运动学处理，并进行路径规划处理，而后通过控制参数分发模块将路径规划任务信息下发到机械臂的各个执行机构。臂的各个执行机构。臂的各个执行机构。

【技术实现步骤摘要】
一种高空挂拆接地线作业车的机械臂轨迹规划控制系统


[0001]本专利技术属于电力设备
，具体涉及一种高空挂拆接地线作业车的机械臂轨迹规划控制系统。

技术介绍

[0002]这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
[0003]变电站设备的日常维护作业是保证电网安全、稳定运行的主要手段之一。临时接地线是保护电力工作人员在检修作业时安全的重要保证，可防止断电设备或线路上意外出现电压而造成的人员伤亡事故发生。随着机器人技术的不断发展，机电设备在变电站内的应用逐渐广泛，但是，目前的挂接地线设备大多采用人工操作的方式，依靠人的目视和手动控制机器人的各个关节进行动作，操作误差较高。因此，设计一套适用于高空挂拆接地线作业车的机械臂轨迹规划控制系统，依托于视觉监控系统和自动化操作程序，专注解决机械臂的轨迹控制问题，是目前需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种高空挂拆接地线作业车的机械臂轨迹规划控制系统，并提供控制接口和通讯接口，方便不同车体间进行扩展和移植安装。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0006]第一方面，本专利技术的实施例提供了一种高空挂拆接地线作业车的机械臂轨迹规划控制系统，包括目标定位模块、路径规划模块、控制参数分发模块；
[0007]目标定位模块包括GPS定位模块和RFID识别定位模块，实现对每个作业点的位置模型的确定；
[0008]目标定位模块确定目标的工作点位，通过路径规划模块的运动学处理，并进行路径规划处理，而后通过控制参数分发模块将路径规划任务信息下发到机械臂的各个执行机构。
[0009]作为进一步的技术方案，所述GPS定位模块用于确定车体的当前位置，RFID识别定位模块有四个RFID点位用于确定车体的朝向位于设定的方便作业朝向。
[0010]作为进一步的技术方案，还包括自身模型设定模块，自身模型设定模块对车体高度、旋转轴向、杆件长度进行设定。
[0011]作为进一步的技术方案，所述路径规划模块包括规划算法选择模块、运动学处理模块和插值算法处理模块。
[0012]作为进一步的技术方案，根据用户选择的规划算法，适配相应的运动插值算法结合运动学处理结果，实现机械臂从起始位置运动到作业点位的路径规划。
[0013]作为进一步的技术方案，控制参数分发模块结合传感器反馈数据确定对应执行机构是否运动到位。
[0014]作为进一步的技术方案，还包括通讯接口模块，通讯接口模块包块OTA升级接口、模块通讯接口和遥操作控制接口。
[0015]作为进一步的技术方案，还包括数据存储模块，将机器人的作业信息存储到数据存储模块，并上传到变电站调度中心，统一调度处理。
[0016]作为进一步的技术方案，数据存储模块对变电站内的挂拆地线点位信息、运动学模型信息、作业任务信息和轨迹规划控制参数信息进行存储。
[0017]作为进一步的技术方案，数据存储模块将以上数据信息上传至云端服务器，方便变电站内调度控制室实时查看设备作业信息和作业进度。
[0018]上述本专利技术的实施例的有益效果如下：
[0019]本专利技术的系统，通过目标定位模块对每个作业点的位置进行定位，并通过路径规划模块的运动学处理，对路径进行规划，从而可以控制机器人以相应的轨迹进行作业，进而可以实现脱离人工操作的方式下实现自动化挂拆接地线作业，规划的路径具备规避环境内部的障碍物、固有结构等特点，并且具备高效、快速、准确的操作特点，为智能化电网作业提供一种高效解决方案。
附图说明
[0020]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0021]图1是本专利技术根据一个或多个实施方式的轨迹规划控制系统的示意图；
[0022]图2是本专利技术根据一个或多个实施方式的变电站挂拆接地线作业机器人示意图；
[0023]图3是高空挂拆接地线作业车的机械臂轨迹规划线路示意图；
[0024]图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意使用；
[0025]其中，1移动履带，2支撑支腿，3支撑支腿，4回转关节，5俯仰关节，6一级伸缩关节，7连接结构，8二级伸缩关节，9为末端作业机械臂。
具体实施方式
[0026]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0027]本专利技术的一种典型的实施方式中，如图1所示，提出一种高空挂拆接地线作业车的机械臂轨迹规划控制系统，该系统具体包括目标定位模块、自身模型设定模块、路径规划模块、控制参数分发模块、通讯接口模块和数据存储模块。
[0028]本实施例中以图2所示的变电站挂拆接地线作业机器人作为典型应用之一作为说明，本专利技术包括但不限于这种应用形式。
[0029]如图2所示变电站挂拆接地线作业机器人中，包括移动履带1、支撑支腿2、支撑支腿3、回转关节4、俯仰关节5、一级伸缩关节6、连接结构7、二级伸缩关节8、末端作业机械臂9。一级伸缩关节6、连接结构7、二级伸缩关节8组成两级伸缩关节。
[0030]目标定位模块包括GPS定位模块和RFID识别定位模块。其中，GPS定位模块用于确定车体的当前位置，RFID识别定位模块有四个RFID点位用于确定车体的朝向的位于设定的
方便作业朝向。通过和数据存储模块中已存在的变电站模型点位数据库比较，实现对每个作业点(以图3中作业点1、作业点2、作业点3为例)的位置模型的确定，并为下一步调取相应的规划方法做好准备工作。
[0031]自身模型设定模块对车体高度、旋转轴向、杆件长度进行设定，方便用户在使用非标设备下的DH模型的建立工作，通过模型内部集成的运动学算法，便可将用户设定的模型进行运动学的正逆解算工作，为下一步的轨迹规划工作提供模型数据。
[0032]在本实施例中，对变电站挂拆接地线作业机器人的机械臂模型通过自身模型设定模块进行设定，具体包括旋转轴向、机械臂长度、关节限制等内容。其中，所述D
‑
H模型建立后各连杆坐标间的转换矩阵如下所示：
[0033][0034]路径规划模块包括规划算法选择、运动学处理和插值算法处理内容。根据用户选择的规划算法，适配不同的运动插值算法，如多项式插值、样条插值等算法，结合运动学处理结果，实现机械臂从起始位置运动到作业点位(如作业点1到作业点2)的路径规划功能。具体实现以多项式插值法为例进行说明。
[0035]在此实施例中，以3
‑5‑
3多项式插值法为例，来确定机械臂从作业点1到作业点2末端轨迹，在初始点A和终点D空间坐标确定情况下，引入两个中间点(B、C)的空间坐标，基于自身模型设定模块的D<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高空挂拆接地线作业车的机械臂轨迹规划控制系统，其特征是，包括目标定位模块、路径规划模块、控制参数分发模块；目标定位模块包括GPS定位模块和RFID识别定位模块，实现对每个作业点的位置模型的确定；目标定位模块确定目标的工作点位，通过路径规划模块的运动学处理，并进行路径规划处理，而后通过控制参数分发模块将路径规划任务信息下发到机械臂的各个执行机构。2.如权利要求1所述的机械臂轨迹规划控制系统，其特征是，所述GPS定位模块用于确定车体的当前位置，RFID识别定位模块有四个RFID点位用于确定车体的朝向位于设定的方便作业朝向。3.如权利要求1所述的机械臂轨迹规划控制系统，其特征是，还包括自身模型设定模块，自身模型设定模块对车体高度、旋转轴向、杆件长度进行设定。4.如权利要求1所述的机械臂轨迹规划控制系统，其特征是，所述路径规划模块包括规划算法选择模块、运动学处理模块和插值算法处理模块。5.如权利要求4所述的机械臂轨迹规划控制系统，其特征是...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁守银，徐伟杰，田娅，高焕兵，高诺，张涛，赵洪华，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：