一种带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统技术方案

本发明专利技术公开一种带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统，包括集成在PCB板上的控制器、电源模块和通信模块，PCB板上开设有通信接口、模拟输入输出接口和数字输入输出接口，控制器位于PCB板的中央，电源模块、通信接口、模拟输入输出接口和数字输入输出接口分别设置于控制器不同的侧边处，PCB板上不兼容的信号线连接的地线不同；电源模块的各个电压输出端连接有电源滤波器；所述CAN模块具有抗干扰的CAN总线以及无线网桥；所述控制器中设置有软件防护系统，所述软件防护系统用于监测控制系统的硬件状态和通信状态、并对输入的模拟信号进行处理。本发明专利技术解决了目前输电线路带电作业机器人抗干扰能力不强的问题。电作业机器人抗干扰能力不强的问题。电作业机器人抗干扰能力不强的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统


[0001]本专利技术涉及输电线路带电作业
，具体涉及一种带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统。

技术介绍

[0002]随着科学技术进步，电网智能化水平不断提高，为减少人工带电作业事故的发生，提高带电作业的检修效率，输电线路带电作业机器人成为了目前世界各国的研究热点。输电线路处于强电磁环境下，且电磁场环境复杂，而输电线路带电作业机器人自身存在许多电磁敏感元件。如果未对机器人进行电磁防护设计，机器人将无法正常工作，因此对输电线路带电作业机器人进行电磁分析与防护设计是保证机器人可靠工作的必要条件。
[0003]输电线路带电作业机器人在实际工作过程中容易出现空气击穿、通讯中断、控制系统死机等情况，严重影响了带电作业机器人的安全可靠性。现有的输电线路带电作业机器人利用机箱的屏蔽作用来限制工频电磁场，使进入箱体内的工频电磁场低于安全标准。但输电线路还包含有频带很宽的高频电磁场，仅仅依靠对控制机箱进行电磁防护设计也能屏蔽一部分，但仍会有一些电磁场进入箱体内，难以确保机器人的正常作业，因此有必要对带电作业机器人控制系统进行电磁防护设计，以进一步提高机器人抗干扰能力。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统，解决现有技术中输电线路带电作业机器人抗干扰能力不强的技术问题。
[0005]为达到上述技术目的，本专利技术采取了以下技术方案：
[0006]一种带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统，包括集成在PCB板上的控制器、电源模块和通信模块，所述PCB板上开设有通信接口、模拟输入输出接口和数字输入输出接口，
[0007]所述控制器位于所述PCB板的中央，所述电源模块、通信接口、模拟输入输出接口和数字输入输出接口分别设置于所述控制器不同的侧边处，所述PCB板上不兼容的信号线连接的地线不同；
[0008]所述电源模块的各个电压输出端连接有电源滤波器，所述电源滤波器用于吸收电源启动时产生的电磁干扰；
[0009]所述CAN模块具有抗干扰的CAN总线以及无线网桥；
[0010]所述控制器中设置有软件防护系统，所述软件防护系统用于监测控制系统的硬件状态和通信状态、并对输入的模拟信号进行处理。
[0011]优选的，所述的带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统中，所述控制器采用四层结构，所述PCB板大小为130mm*130mm。
[0012]优选的，所述的带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统中，所述PCB
板上不兼容的信号线分开布置、且互相不平行。
[0013]优选的，所述的带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统中，所述CAN总线采用屏蔽双绞线。
[0014]优选的，所述的带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统中，所述无线网桥的馈线为双屏蔽层馈线。
[0015]优选的，所述的带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统中，所述无线网桥的馈线包裹有锡箔纸。
[0016]优选的，所述的带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统中，所述电源滤波器包括第一线圈、第二线圈、第三线圈、第四线圈、第五线圈、第一电容、第二电容和第三电容，所述第一线圈的一端和第二线圈的一端分别连接电压输出端的两端，所述第一线圈的另一端连接第一电容的一端、第三线圈的一端和第四线圈的一端，所述第二线圈的一端连接第一电容的另一端、第三线圈的另一端和第五线圈的一端，所述第四线圈的另一端连接第二电容的一端和第一输出端，所述第五线圈的另一端连接第三电容的一端和第二输出端，所述第二电容的另一端和第三电容的另一端均接地。
[0017]优选的，所述的带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统中，所述软件防护系统包括看门狗单元、通信控制单元以及模拟信号处理单元，
[0018]所述看门狗单元用于监测控制系统的硬件状态；
[0019]所述通信监控单元用于建立上位机与机器人控制系统之间的实时通信机制；
[0020]所述模拟信号处理单元用于对输入的模拟信号进行滤波处理。
[0021]优选的，所述的带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统中，所述通信监控单元具体用于：
[0022]判断每隔预设时间是否接收到上位机发送的握手指令，如果没有，则发出报警信号。
[0023]优选的，所述的带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统中，所述模拟信号处理单元采用中位值平均滤波法对输入的模拟信号进行滤波处理。
[0024]与现有技术相比，本专利技术提供的带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统，从控制系统的硬件和软件两方面对机箱内的机器人控制系统进行电磁防护设计，硬件部分由主控制器防护设计、供电电源防护设计、通讯模块防护设计构成，通过对信号线、地线和电源进行合理布置，采用电源滤波器等方法以提高控制系统的抗干扰能力；此外，还通过设置软件防护系统，可以监视硬件错误、通讯状态，并对输入的模拟信号进行处理，有效抑制周期干扰，弥补了单纯采用屏蔽机箱方法难以对高频电磁场进行防护的不足，增强了带电作业机器人长期运行于强电磁环境下的适应性。
附图说明
[0025]图1是本专利技术输电线路带电作业机器人控制系统电磁防护设计的一较佳实施例的示意图；
[0026]图2是本专利技术带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统的一较佳实施例的示意图；
[0027]图3是本专利技术带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统中，PCB板的布
局示意图；
[0028]图4是本专利技术带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统中，所述电源滤波器的一较佳实施例的原理图。
具体实施方式
[0029]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0030]请参阅图1至图3，本专利技术实施例提供一种带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统，包括集成在PCB板上的控制器、电源模块和通信模块，所述PCB板上开设有通信接口、模拟输入输出接口和数字输入输出接口，所述控制器位于所述PCB板的中央，所述电源模块、通信接口、模拟输入输出接口和数字输入输出接口分别设置于所述控制器不同的侧边处，所述PCB板上不兼容的信号线连接的地线不同；
[0031]所述电源模块的各个电压输出端连接有电源滤波器，所述电源滤波器用于吸收电源启动时产生的电磁干扰；
[0032]所述CAN模块具有抗干扰的CAN总线以及无线网桥；
[0033]所述控制器中设置有软件防护系统，所述软件防护系统用于监测控制系统的硬件状态和通信状态、并对输入的模拟信号进行处理。
[0034]具体的，机器人控制系统分为硬件与软件两部分。如图2所示，硬件部分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统，包括集成在PCB板上的控制器、电源模块和通信模块，所述PCB板上开设有通信接口、模拟输入输出接口和数字输入输出接口，其特征在于，所述控制器位于所述PCB板的中央，所述电源模块、通信接口、模拟输入输出接口和数字输入输出接口分别设置于所述控制器不同的侧边处，所述PCB板上不兼容的信号线连接的地线不同；所述电源模块的各个电压输出端连接有电源滤波器，所述电源滤波器用于吸收电源启动时产生的电磁干扰；所述CAN模块具有抗干扰的CAN总线以及无线网桥；所述控制器中设置有软件防护系统，所述软件防护系统用于监测控制系统的硬件状态和通信状态、并对输入的模拟信号进行处理。2.根据权利要求1所述的一种带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统，其特征在于，所述控制器采用四层结构，所述PCB板大小为130mm*130mm。3.根据权利要求1所述的带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统，其特征在于，所述PCB板上不兼容的信号线分开布置、且互相不平行。4.根据权利要求1所述的带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统，其特征在于，所述CAN总线采用屏蔽双绞线。5.根据权利要求1所述的带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统，其特征在于，所述无线网桥的馈线为双屏蔽层馈线。6.根据权利要求5所述的带电磁防护功能的输电线路带电作业机器人控制系统，其特征在于，所述无线...

【专利技术属性】
技术研发人员：卞佳音，胡燃，许宇翔，曾庆华，吴炅，邓奥攀，卢海，何泽斌，刘锐鹏，彭红刚，徐研，谌昕，周军，骆锟，代飞，陈瑞红，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：