一种电力执行机器人控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种电力执行机器人控制系统，包括主控模块；电源管理模块，电源管理模块与主控模块相互通讯；驱动控制模块，驱动控制模块用于执行主控模块的命令，控制机器人行走；传感采集模块，传感采集模块用于采集现场环境信息，并将环境信息传输至主控模块；定位导航模块，定位导航模块用于获得机器人的位置信息并对机器人的路线进行导航；机械臂控制模块，机械臂控制模块用于控制机器人的机械臂完成指定动作；自主充电模块，自主充电模块用于完成机器人的自主充电任务。本发明专利技术提供的控制系统可控制机器人替人工实现电力设备的自主巡检、自主执行高压器件开关动作、提高了设备巡检效率，保证了操作人员的安全。保证了操作人员的安全。保证了操作人员的安全。

【技术实现步骤摘要】
一种电力执行机器人控制系统


[0001]本专利技术涉及机器人
，具体涉及一种电力执行机器人控制系统。

技术介绍

[0002]目前，越来越多的场合采用电力执行机器人替代人工进行危险性大、操作精度高的工作。为实现上述目的，一般要求电力执行机器人不仅能够利用机械臂进行多种带电操作，如:点击、旋拧、抓紧等操作，而且还要具备自主导航、自主避障的功能。为了满足作业现场的不同需求，机器人还应配置多种操作工具，并且在机器人本体上设置双视云台，以便机器人对现场环境进行监控和视频识别；同时，为了满足机器人自主充电的需求，机器人系统还需设置充电桩。

技术实现思路

[0003]为解决上述技术中存在的问题，本专利技术提供一种电力执行机器人控制系统，包括主控模块，用于控制机器人的其他模块；电源管理模块，所述电源管理模块与所述主控模块相互通讯；驱动控制模块，所述驱动控制模块用于执行所述主控模块的命令，控制机器人行走；传感采集模块，所述传感采集模块用于采集现场环境信息，并将所述环境信息传输至所述主控模块；定位导航模块，所述定位导航模块用于获得机器人的位置信息并对机器人的路线进行导航；机械臂控制模块，所述机械臂控制模块用于控制机器人的机械臂完成指定动作；自主充电模块，所述自主充电模块用于完成机器人的自主充电任务。
[0004]其中，所述电源管理模块包括电源控制板，所述电源控制板上设置电池组和库仑计；所述电源控制板用于收集和储存电池组状态信息，所述电源控制板与所述主控模块相互通讯。
[0005]其中，驱动控制模块包括驱动控制板、驱动单元和电机；所述驱动控制板与所述主控模块相互通讯，所述驱动控制板用于控制所所述电机运动，所述电机用于控制所述驱动单元带动机器人移动。
[0006]其中，所述传感采集系统包括温湿度传感器、烟雾传感器、局放传感器；所述温湿度传感器、所述烟雾传感器和所述局放传感器均与所述主控模块相互通讯。
[0007]其中，所述定位导航系统包括工控机以及与所述工控机连接的多线激光雷达、深度相机一、陀螺仪和辅助避障传感器；所述工控机与所述主控模块相互通讯。
[0008]其中，所述机械臂控制模块包括深度相机二、机械臂控制器，所述机械臂控制器用于控制机械臂动作，所述机械臂控制器与所述主控模块相互通讯，所述深度相机二与所述机械臂控制连接。
[0009]其中，所述自主充电模块包括充电端和受电端，所述受电端安装在机器人本体上与所述电源管理模块连接；所述充电端相对地面固定安装。
[0010]本专利技术的有益效果为：本专利技术提供的一种电力执行机器人控制系统通过驱动控制
模块、传感采集模块、定位导航模块和机械臂控制模块，可代替人工实现电力设备的自主巡检、自主执行高压器件开关动作，同时，还具有自主导航、自主避障和自主充电的功能，从而提高了现场电力设备的应急处置能力，提高了设备巡检效率，保证了操作人员的安全。
附图说明
[0011]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0012]图1为电力执行机器人控制系统组成结构示意图；图2为电力执行机器人定位导航系统组成结构示意图；图3是电力执行机器人的机械臂末端的结构示意图；图4是电力执行机器人的摇柄卡具的结构示意图；图5是电力执行机器人的电动夹爪的结构示意图；图6是电力执行机器人的对接盘公的结构示意图。
具体实施方式
[0013]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。
[0014]如图1所示，一种电力执行机器人控制系统，该控制模块包括主控模块1、电源管理模块2、驱动控制模块3、传感采集模块4、定位导航模块5、机械臂控制模块6和自主充电模块7。
[0015]电源管理模块2放置在机器人腔体内部，可随机器人进行移动，通过总线和机器人主控模块1进行通讯。驱动控制模块3放置在机器人腔体内部，用于执行主控模块1的命令，控制机器人行走。传感采集模块4放置在机器人腔体和外壳处，用于采集现场环境信息。定位导航模块5用于机器人的定位与导航。机械臂控制模块6安装在机器人本体上部，用于控制机械臂和前端工具的动作，完成相应操作功能。自主充电模块7用于控制机器人完成充电任务。主控模块1是整个控制系统的核心，并与电源管理模块2、驱动控制模块3、传感采集模块4、定位导航模块5、机械臂控制模块6和自主充电模块7连接，用于根据不同任务控制相关模块完成相应的工作。
[0016]电源管理模块2包括电池组和电源控制板，电池组由多个电芯组成，电芯之间通过导线进行连接，每个电芯单体安装温度传感器，电芯正负极通过导线全部连接到电源控制板上，电源控制板监控每个电芯的电压和温度，根据采集到的每个单体电芯的电压计算出电池组的总电压。电源控制板内置库仑计，通过积分计算电池组的电量。电源控制板内置采样电阻，串联在主回路上，采样电阻后置放大电路进行隔离。电源控制板根据采集到的信息，判断电池组和各个电芯的状态，控制电池组的放电和充电。
[0017]电源管理模块2通过RS485总线隔离接口与主控模块1进行互联，传输协议采用modbus标准协议，速率115200bps，采用问答模式，电源控制板接收到主控模块1询问指令后返回相应的电压、电流、电量和电池状态。电源控制板内部具有处理单元和flash存储单元，存储单元存储电源控制板的关键信息。例如电压、电流、电量和电池状态。RS485总线隔离接
口设置自动终端电阻硬件，通过光继电器控制终端电阻的投入与释放。电源控制板由于阻抗不匹配原因容易造成无法接收到主控模块1的数据，因此，每隔10s切换一次光继电器状态，当通讯成功后，锁定当前光继电器状态，将此状态记录到flash存储单元内部。
[0018]驱动控制模块3由驱动控制板、驱动单元和电机组成。驱动单元可为设置于机器人底部的驱动轮或履带，驱动控制板接收主控模块1发送的通讯指令，并根据指令控制电机旋转，电机带动驱动单元运动，同时反馈电机的相关状态，包括：电机电流、电机电压和电机转速；驱动控制板内置滤波电容，由于滤波电容值较大，上电瞬间会有冲击电流，造成上电瞬间电源管理模块2输出电流过大，因此需要对驱动控制板进行预充，预充过程如下：电源管理模块2连接RC预充电路，通过预充电路对驱动控制板进行预充，主控模块1采集RC预充电路出口电压，当该电压高于电池电压90%时，预充回路切换到主回路完成预充动作。
[0019]主控模块1通过CAN2总线和驱动控制板进行通讯，通讯速率为500K，驱动控制板以5ms周期对驱动控制模块3的状态，包括电机转速、电流、电压、位置，进行自动发布。主控模块1以5ms周期对驱动控制板下发使能、失能、速度控制等指令，高速数据通讯保证了驱动控制板对指令的实时精准执行。
[0020]传感采集模本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电力执行机器人控制系统，其特征在于，包括主控模块；电源管理模块，所述电源管理模块与所述主控模块相互通讯；驱动控制模块，所述驱动控制模块用于执行所述主控模块的命令，控制机器人行走；传感采集模块，所述传感采集模块用于采集现场环境信息，并将所述环境信息传输至所述主控模块；定位导航模块，所述定位导航模块用于获得机器人的位置信息并对机器人的路线进行导航；机械臂控制模块，所述机械臂控制模块用于控制机器人的机械臂完成指定动作；自主充电模块，所述自主充电模块用于完成机器人的自主充电任务。2.根据权利要求1所述的一种电力执行机器人控制系统，其特征在于， 所述电源管理模块包括电源控制板，所述电源控制板上设置电池组和库仑计；所述电源控制板用于收集和储存电池组状态信息，所述电源控制板与所述主控模块相互通讯。3.根据权利要求1所述的一种电力执行机器人控制系统，其特征在于，驱动控制模块包括驱动控制板、驱动单元和电机；所述驱动控制板与所述主控模块相互通讯，所述驱动控制板用于控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴文良，孙宁，蔡海廷，张静，安越群，苏建辉，马静雅，
申请(专利权)人：中信重工开诚智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：