一种基于电力现场的智能机器人作业管理系统技术方案

本发明专利技术属于智能机器人作业管理领域，具体公开提供的一种基于电力现场的智能机器人作业管理系统，包括：对电力现场的作业安全空间进行圈定，将障碍物排除至作业安全空间外，避免机器人在接线作业过程中发生碰撞

【技术实现步骤摘要】
一种基于电力现场的智能机器人作业管理系统


[0001]本专利技术属于智能机器人作业管理领域，涉及到一种基于电力现场的智能机器人作业管理系统
。

技术介绍

[0002]智能机器人接线作业管理操作结合了多种技术，包括机器人技术
、
传感器技术
、
图像识别技术和路径规划技术等，它在规划
、
管理和监控高压线接线作业过程中发挥着重要的作用
。
高压线接线作业过程通常存在一定的触电危险性，而智能机器人能够代替人员进行危险作业，有效降低高压线接线作业过程中发生事故的风险，从而保障作业人员的安全，故而在电力现场应用中具有极大的必要性
。
[0003]由于现有的机器人高压线接线作业多为人工操作执行，故而在电力现场的实际操作中存在一些明显的不便之处
。
一方面，现有的机器人接线作业操作需要人工实时调整，并且机器人接线作业需要高度的精确性和熟练度，然而人工操作过程很难精确控制机器人作业数据，这使得高压线接线作业可能受到操作人员主观意识和技能水平的影响，进而导致接线操作结果存在差异，并且随着作业环境的变化和机器人操作位置的微调，人工调整可能需要频繁的干预和调整，从而导致操作效率低下
。
[0004]另一方面，现有的机器人接线作业操作更重视对高压线接线作业过程中的电力安全风险进行评估，例如，通过传感器监测电压
、
电流等参数，确保机器人在电力安全范围内操作
。
忽略了对电缆周围空间障碍物环境的安全确定，电缆周围的空间障碍物可能会导致机器人无法保持足够的安全间距，机器人无法自主地正确评估并维持适当的安全间距，可能会引发碰撞事故，从而造成一定的设备损害风险
。

技术实现思路

[0005]鉴于此，为解决上述
技术介绍
中所提出的问题，现提出一种基于电力现场的智能机器人作业管理系统
。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：本专利技术提供一种基于电力现场的智能机器人作业管理系统，包括：机器人停靠位置调整模块：用于获取电力现场的目标电缆待接线位置和待接电缆位置区域，并对智能机器人底座位置进行调整
。
[0007]接线环境分析模块：用于基于电力现场的目标电缆待接线位置，对目标电缆的作业安全空间进行圈定
。
[0008]机械臂操作监测模块：用于对智能机器人末端执行器位置进行实时获取，判断智能机器人末端执行器位置是否超出目标电缆的作业安全空间，进而对智能机器人末端执行器进行调整
。
[0009]连接器接线控制模块：用于控制末端执行器将待接电缆与连接器进行对接，并获取连接器的螺栓拧转参数，据此控制末端执行器将连接器与目标电缆待接位置进行对接
。
[0010]数据库：用于存储目标电缆待接线位置的特征图像，存储机械臂处于最大调节角
度时的机械臂长度，存储各型号连接器表面各螺栓的拧转方向
。
[0011]接线完毕确认模块：用于在对接完成后，在连接位置施加检测拉力，分析连接位置的完成合格系数，进而确认是否接线完成
。
[0012]具体实施例中，所述待接电缆位置区域的获取步骤为：在智能机器人内部安置感应仪器扫描目标电缆周围环境，通过图像识别技术对目标电缆周围环境进行识别，根据待接电缆图像特征定位出待接电缆形状轮廓，并按设定区域划分原则圈定出待接电缆形状轮廓所占区域，进而将其记为待接电缆位置区域
。
[0013]具体实施例中，所述对智能机器人底座位置进行调整的方式为：获取智能机器人处于最大调节角度时的机械臂长度，记为，并将智能机器人的底座当前位置与目标电缆待接线位置进行连线，得到以智能机器人的底座当前位置为起点
、
目标电缆待接线位置为终点的指引线，提取指引线的距离长度
。
[0014]当时，由得到智能机器人底座位置的偏移需求距离，为设定的基础偏移距离，进而将智能机器人底座位置延指引线方向按偏移需求距离向目标电缆待接线位置进行移动调整
。
[0015]具体实施例中，所述对目标电缆的作业安全空间进行圈定的方式为：
A1、
获取智能机器人底座移动调整后的位置，将其记为基准位置，以基准位置和目标电缆待接线位置的连线为中轴线，在处于最大调节角度时的机械臂长度为半径的范围内进行扫描，并将扫描范围视为智能机器人作业范围
。
[0016]A2、
在智能机器人作业范围内进行障碍物扫描，若智能机器人作业范围内不存在障碍物，则将智能机器人作业范围记为目标电缆的作业安全空间，反之则，进一步获取各障碍物类型，当某障碍物类型为可处理类型时，执行
A3
，当某障碍物类型为不可处理类型时，执行
A4
‑
A7。
[0017]A3、
根据障碍物类型采取相应的处理措施，对处理完的智能机器人作业范围重复执行
A2
操作
。
[0018]A4、
使用传感器获取各不可处理类型障碍物水平边缘位置，并获取各不可处理类型障碍物水平边缘位置与目标电缆待接线位置的水平距离，筛选出最小水平距离，进而以最小水平距离为半径，围绕目标电缆待接线位置作圆，得到第一平面区域
。
[0019]A5、
获取在目标电缆待接线位置上方的各不可处理类型障碍物底端边缘位置，并获取其与目标电缆待接线位置的垂直高度距离，筛选出最大垂直高度距离，进而将第一平面区域按最大垂直高度距离延中轴线向上延伸，得到第二平面区域
。
[0020]A6、
以基准位置与目标电缆待接线位置的垂直距离为设定高度，并将第一平面区域按设定高度延中轴线向下延伸，得到第三平面区域
。
[0021]A7、
将第二平面区域与第三平面区域所在边缘线进行连接，得到的圈定体积记为目标电缆的作业安全空间
。
[0022]具体实施例中，所述判断智能机器人末端执行器位置是否超出目标电缆的作业安全空间的具体方法为：建立目标电缆的作业安全空间模型，并将智能机器人末端执行器位置记为监测点，在目标电缆的作业安全空间模型中实时定位出监测点位置，当监测点位置在目标电缆的作业安全空间外时，将监测点位置与待接电缆位置区域进行对比，若监测点位置在待接电缆位置区域外，则判定智能机器人末端执行器位置超出目标电缆的作业安全
空间
。
[0023]具体实施例中，所述对智能机器人末端执行器进行调整的方式为：在智能机器人机器臂最低关节处设置参照点位置，将参照点位置与监测点位置进行连线，得到指定连接线，提取指定连接线的距离长度
。
[0024]以参照点位置为原点，向参照点位置正上方作垂直延长线，得到指定连接线与垂直延长线之间的夹角
。
[0025]由得到监测点位置与中轴线在水平面上的水平距离，进而将其代入得到监测点位置回调距离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于电力现场的智能机器人作业管理系统，其特征在于，该系统包括：机器人停靠位置调整模块：用于获取电力现场的目标电缆待接线位置和待接电缆位置区域，并对智能机器人底座位置进行调整；接线环境分析模块：用于基于电力现场的目标电缆待接线位置，对目标电缆的作业安全空间进行圈定；机械臂操作监测模块：用于对智能机器人末端执行器位置进行实时获取，判断智能机器人末端执行器位置是否超出目标电缆的作业安全空间，进而对智能机器人末端执行器进行调整；连接器接线控制模块：用于控制末端执行器将待接电缆与连接器进行对接，并获取连接器的螺栓拧转参数，据此控制末端执行器将连接器与目标电缆待接位置进行对接；数据库：用于存储目标电缆待接线位置的特征图像，存储机械臂处于最大调节角度时的机械臂长度，存储各型号连接器表面各螺栓的拧转方向；接线完毕确认模块：用于在对接完成后，在连接位置施加检测拉力，分析连接位置的完成合格系数，进而确认是否接线完成
。2.
根据权利要求1所述的一种基于电力现场的智能机器人作业管理系统，其特征在于：所述待接电缆位置区域的获取步骤为：在智能机器人内部安置感应仪器扫描目标电缆周围环境，通过图像识别技术对目标电缆周围环境进行识别，根据待接电缆图像特征定位出待接电缆形状轮廓，并按设定区域划分原则圈定出待接电缆形状轮廓所占区域，进而将其记为待接电缆位置区域
。3.
根据权利要求1所述的一种基于电力现场的智能机器人作业管理系统，其特征在于：所述对智能机器人底座位置进行调整的方式为：获取智能机器人处于最大调节角度时的机械臂长度，记为，并将智能机器人的底座当前位置与目标电缆待接线位置进行连线，得到以智能机器人的底座当前位置为起点
、
目标电缆待接线位置为终点的指引线，提取指引线的距离长度；当时，由得到智能机器人底座位置的偏移需求距离，为设定的基础偏移距离，进而将智能机器人底座位置延指引线方向按偏移需求距离向目标电缆待接线位置进行移动调整
。4.
根据权利要求3所述的一种基于电力现场的智能机器人作业管理系统，其特征在于：所述对目标电缆的作业安全空间进行圈定的方式为：
A1、
获取智能机器人底座移动调整后的位置，将其记为基准位置，以基准位置和目标电缆待接线位置的连线为中轴线，在处于最大调节角度时的机械臂长度为半径的范围内进行扫描，并将扫描范围视为智能机器人作业范围；
A2、
在智能机器人作业范围内进行障碍物扫描，若智能机器人作业范围内不存在障碍物，则将智能机器人作业范围记为目标电缆的作业安全空间，反之则，进一步获取各障碍物类型，当某障碍物类型为可处理类型时，执行
A3
，当某障碍物类型为不可处理类型时，执行
A4
‑
A7
；
A3、
根据障碍物类型采取相应的处理措施，对处理完的智能机器人作业范围重复执行
A2
操作；
A4、
使用传感器获取各不可处理类型障碍物水平边缘位置，并获取各不可处理类型障碍物水平边缘位置与目标电缆待接线位置的水平距离，筛选出最小水平距离，进而以最小水平距离为半径，围绕目标电缆待接线位置作圆，得到第一平面区域；
A5、
获取在目标电缆待接线位置上方的各不可处理类型障碍物底端边缘位置，并获取其与目标电缆待接线位置的垂直高度距离，筛选出最大垂直高度距离，进而将第一平面区域按最大垂直高度距离延中轴线向上延伸，得到第二平面区域；
A6、
以基准位置与目标电缆待接线位置的垂直距离为设定高度，并将第一平面区域按设定高度延中轴线向下延伸，得到第三平面区域；
A7、
将第二平面区域与第三平面区域所在边缘线进行连接，得到的圈定体积记为目标电缆的作业安全空间

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国明，马成龙，
申请(专利权)人：拓锐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：