一种机器人作业系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种机器人作业系统，所述系统包括作业机器人、观测设备、绝缘设备、升降设备、承载设备和控制设备，所述作业机器人和观测设备均设置在绝缘设备上，所述绝缘设备固定连接升降设备，所述升降设备和控制设备均设置在承载设备上。所述机械臂包括功能按键、大臂、小臂、腕部、平衡部、腰部和底座，所述功能按键、腕部、平衡部、小臂、大臂、腰部和底座依次连接，形成六自由度杆系，本实用新型专利技术采用快速接头工艺、分离式电动驱动、独立电池系统供电，保证了操作的高效性和安全性。保证了操作的高效性和安全性。保证了操作的高效性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人作业系统


[0001]本技术涉及电网作业设备
，尤其涉及一种机器人作业系统。

技术介绍

[0002]国内在机器人方面的研究，自80年代中后期，由于国家高技术研究发展计划(即863计划)专项支持，得到了极大发展，已成为世界上研究机器人的主要国家之一。从我国已经形成的研究体系看，基本形成了工业机器人和特种机器人两大主要门类，尤其是特种机器人的研究已成为国内的研究热点。特种机器人主要是指工作极限环境和危险环境及危害人身健康环境的机器人，由于这些环境对机器人要求的必要性和迫切性强，因而市场前景好。
[0003]国内电力机器人近几年来发展迅速，特别是在变电领域成果显著。2002 年在国家科技部“863”计划和山东省电力公司科技计划支持下，山东电力研究院和山东鲁能智能技术有限公司率先开展了变电站设备巡检机器人的研究。 2005年完成了变电站巡检机器人功能样机的研制，并通过了国家“863”计划专家组的验收；同年10月又完成了国内首台变电站巡检机器人产品样机的研制，并在山东电力超高压公司500kV长清变电站投入实际运行。2010年以后，国内先后涌现出沈自所、浙江国自、深圳朗驰等具有自主研发产品厂家，其产品也已经实际应用于变电站场所。上海交通大学于2002年开始了绝缘子清扫机器人的研究，该机器人主要通过剪叉式升降机构实现机器人的伸缩移动。陕西银河电气防污技术有限公司开发的自动清扫装置，是通过叉车载运清扫装置完成作业任务。
[0004]在配电系统领域带电检修作业机器人起步稍晚。在2002年山东电力研究院最早开展了高压作业机器人的研究，采用两台MOTOMAN机械臂，操作人员进行作业时通过键盘控制机械臂运动，由于控制系统不开放，不能实现主从控制。山东鲁能智能技术公司开展高压作业机器人研究多年，在带电作业方面积累了丰富经验。在2012年完成高压作业机器人研究研制，采用两台自主研发的电机机械臂，控制系统采用主从控制方式。操作人员进行作业时通过主手和键盘控制机械臂运动，实现了机器人系统的主从/自主控制，由于自身重量大，不能适合绝缘斗臂车作业要求。在2012年，山东电力研究院在国家“863”计划的支持下开展了“面向电力带电抢修作业机器人研究开发与应用”，所研发的配网作业机器人，应该是目前国内较成熟的、为数不多的可以实现带电设备检修作业的机器人。但其研究成果受制于人机配合操作，处于样机研发阶段
[0005]国外：为了提高带电作业的自动化水平和安全性，减轻操作人员的劳动强度和强电磁场对操作人员的人身威胁，从80年代起许多国家都先后开展了作业机器人的研究，如日本、西班牙、美国、加拿大、法国等国家先后开展了对作业机器人的研究。
[0006]日本是国外对机器人研究起步较早，研究成果和使用化程度都比较好的国家之一。在80年代初，日本九州电力公司就开始了第一代作业机器人——主从操纵式机器人系统Phase I的研究工作，其研究工作涉及电线的连接、切断、输送等硬件的模块化和机器人化。现在，其Phase I机器人业已达到了使用化。目前，九州电力公司从1990年就开始进行研
究的适用于AC6kv及 AC22kv电压等级的第二代作业机器人—半自动式的Phase II也已经研制出了实验样机。
[0007]在80年代末和90年代初，日本爱知公司和日本四国电力公司也分别开发出了基本液压驱动机械臂的作业机器人，所适用的作业对象均为6.6KV的配电系统，也都是操作人员在升降机构末端的绝缘斗内以遥控方式来控制机器。
[0008]西班牙在1990年开展了作业机器人的研制，以半自主控制方式完成该国 69KV及以下电压等级的带电作业工作。它主要由升降作业平台和控制室两大部分。在升降平台上安装着两个6自由度的Kraft力反馈型机械臂，一个三自由度辅助臂；以及摄像机等；控制室中有一对主手、监视器、主控和图像处理系统；作业平台和主控系统之间通过光纤通信。
[0009]在80年代中期，美国电力研究院也开始了作业机器人的研究，其第一代机器人只有一个液压驱动的机械臂，操作人员在地面操作机械臂可以完成 50KV至345KV的架空线路上的带电作业。现在已经研制出了第二代半自主机器人，升降平台上安装两台液压机械臂。
[0010]加拿大也在80年代中期开展了高空作业机器人的研究，他们研制的作业机器人的机械臂也是液压驱动的，操作人员在升降机构末端的绝缘斗内进行遥控作业，该机器人的绝缘等级为25kV。
[0011]纵观20多年来作业机器人的发展历史，可以将其分为三代：
[0012]第一代，主从控制机器人。这也是国外正在广泛使用的形式，采取主从控制，有两个作业机械臂，人在操作斗内控制机械臂的动作来完成带电作业工作。
[0013]第二代，半自主机器人。操作人员在地面控制机器人作业，应用了一些视觉、激光测距等传感器，能识别作业目标的大体位置，通过人机交互来精确定位，不能识别较为复杂的环境。
[0014]第三代，全自主机器人。目前尚未研制出样机，具有较高的智能，具有对环境的三维别、自身控制以及自主作业决策的功能，这种全自主的机器人研制尚需一定的时日。
[0015]配网系统带电作业现场广泛采用绝缘斗臂车中间电位作业方法，操作人员使用手动工具完成带电作业任务，劳动强度大，效率低，自动化水平低，最重要是操作人员直接接触导线，容易引发人身伤亡事故，存在很大的安全隐患。人工带电作业有其困难与局限性，因此研制具有更强的安全性和适应性的配网作业机器人，克服人工带电作业的困难和局限性，代替人进行带电作业非常必要，而且符合时代的要求。配网线路作业机器人具有良好的市场前景，其产业化研究是必要的、迫切的。
[0016]因此，有必要研究一种机器人作业系统来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

技术实现思路

[0017]有鉴于此，本技术提供了一种机器人作业系统，采用快速接头工艺、分离式电动驱动、独立电池系统供电，保证了操作的高效性和安全性。
[0018]一方面，本技术提供一种机器人作业系统，所述系统包括作业机器人、观测设备、绝缘设备、升降设备、承载设备和控制设备，所述作业机器人和观测设备均设置在绝缘设备上，所述绝缘设备固定连接升降设备，所述升降设备和控制设备均设置在承载设备上。
[0019]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述机器人
包括主机械手、从机械手、驱动单元、控制中心和视频采集单元，所述主机械手、从机械手、驱动单元和视频采集单元均与控制中心连接，所述主机械手和从机械手均为具有相同自由度和结构的机械臂，所述视频采集单元设置在主机械手和从机械手周侧。
[0020]如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述主机械手和从机械手中，有且仅有一个还包括夹持手，所述夹持手设置在主机械手或从机械手的末端，所述夹持手所在位置的两侧开有半圆弧形凸面，所述夹持手上设置有引流线预固定压接装置和主导线固定压接装置，所述引流本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人作业系统，其特征在于，所述系统包括作业机器人、观测设备、绝缘设备、升降设备、承载设备和控制设备，所述作业机器人和观测设备均设置在绝缘设备上，所述绝缘设备固定连接升降设备，所述升降设备和控制设备均设置在承载设备上。2.根据权利要求1所述的机器人作业系统，其特征在于，所述机器人包括主机械手、从机械手、驱动单元、控制中心和视频采集单元，所述主机械手、从机械手、驱动单元和视频采集单元均与控制中心连接，所述主机械手和从机械手均为具有相同自由度和结构的机械臂，所述视频采集单元设置在主机械手和从机械手周侧。3.根据权利要求2所述的机器人作业系统，其特征在于，所述主机械手和从机械手中，有且仅有一个还包括夹持手，所述夹持手设置在主机械手或从机械手的末端，所述夹持手所在位置的两侧开有半圆弧形凸面，所述夹持手上设置有引流线预固定压接装置和主导线固定压接装置，所述引流线预固定压接装置将引流线固定螺栓紧固连接，主导线固定压接装置通过主导线固定螺栓将主导线压紧在上置压块的半圆弧面和下置固定支撑块的半圆弧面之间。4.根据权利要求3所述的机器人作业系统，其特征在于，所述机械臂包括功能按键、大臂、小臂、腕部、平衡部、腰部和底座，所述功能按键、腕部、平衡部、小臂、大臂、腰部和底座依次连接，形成六自由度杆系，所述功能按键、大臂、小臂、腕部、平衡部、腰部和底座内均设有位置编码器，所述六自由度杆系中，每个自...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈柏希，赵镔，段绍全，王斐宏，蔡文辉，赵毅林，刘韵涵，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司昆明供电局，
类型：新型
国别省市：