一种巡线机器人控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种巡线机器人控制系统，包括：用于检测障碍物位置的光电传感器，驱动轮机构、夹持机构上均设置有光电传感器；主控制器，用于在驱动轮机构上的光电传感器检测到障碍物时，控制驱动轮机构和与该驱动轮机构对应的压紧轮机构打开并脱离线路，在越过障碍物时，控制驱动轮机构和与该驱动轮机构对应的压紧轮机构闭合并压紧线路；在夹持机构上的光电传感器检测到障碍物时，控制夹持机构打开并脱离线路，在越过障碍物时，控制夹持机构闭合并抓紧线路。本发明专利技术通过光电传感器检测障碍物的位置，因此使得巡线机器人能够及时避开障碍物，避免了巡线机器人与障碍物发生碰撞，使得巡线机器人损坏或由线路上坠落的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种巡线机器人控制系统
本专利技术涉及巡线机器人
，更具体地说，涉及一种巡线机器人控制系统。
技术介绍
采用高压和超高压架空电力线是长距离输配电力的主要方式，高压和超高压线路的安全运行是远距离输电的保障。但是，架空输电线路长期暴露在野外，因受到持续的机械张力、风吹日晒、材料老化的影响，经常出现断股、磨损、腐蚀等损伤，如不及时修复更换，原本微小的破损和缺陷就可能扩大，最终导致严重事故，造成大面积停电，从而带来极大的经济损失和严重的社会影响。早期，传统的巡线方法采用人工目测和飞机巡航。人工目测往往费时费力而事倍功半，且受制于作业人员的经验和个人素质，人身安全还得不到保障。飞机巡航则只能检测输电线的上半部分。现有技术中除了上述两种巡线方式之外，还具有一种机器人巡检方式，利用机器人带电巡检和维护超高压输电网络，不但可以减轻工人千里巡线和带电作业的劳动强度，而且对提高电网自动化水平、保障电网安全运行具有重要意义。在机器人研究领域中，电力机器人属于典型的特种机器人，其研究应用范围越来越广，在国际上形成了独特的电力机器人应用研究领域，特别是机器人技术在架空输电线路巡检、异物清除等方面的应用研究更是电力机器人研究领域的热点。架空输电线路机器人是以移动机器人为载体，携带检测仪器或作业工具，沿架空输电线路的地线或导线运动，对线路进行检测、维护等作业。巡线机器人一般包括两个相连接的巡线机器人本体，巡线机器人本体一般包括压紧轮机构、驱动轮机构、夹持机构、俯仰机构和变距机构。其中，驱动轮机构和压紧轮机构组成行走轮组机构，驱动轮机构的驱动轮搭接在线路的上侧，压紧轮机构的压紧轮压紧在线路的下侧，为驱动轮提供预紧摩擦力。驱动轮机构的驱动轮由两部分组成，该两部分可以通过分合驱动电机实现分合运动，驱动轮通过旋转驱动电机驱动转动，从而实现带动巡线机器人在线路上移动的效果。压紧轮机构的压紧轮通过升降驱动电机实现升降，从而调节对线路的压紧力。夹持机构的两个夹持爪可通过其夹持驱动电机实现夹紧或松开线路。俯仰机构用于连接两个巡线机器人本体，并可通过其旋转驱动电机实现两个巡线机器人本体之间的角度调节。行走轮组机构设置在变距机构上，并可通过变距机构的变距驱动电机实现行走轮组机构的移动。然而，现有技术中在巡线机器人跨越障碍物时，需要操作人员时刻观察障碍物的位置，并在巡线机器人靠近障碍物时，作出相应的控制，经常出现由于观察错误，巡线机器人与障碍物发生碰撞，使得巡线机器人损坏或由线路上坠落。因此，如何解决由于操作人员观察的不及时，造成的巡线机器人与障碍物发生碰撞，使得巡线机器人损坏或由线路上坠落的问题，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种巡线机器人控制系统，以解决由于操作人员观察的不及时，造成的巡线机器人与障碍物发生碰撞，使得巡线机器人损坏或由线路上坠落的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案:一种巡线机器人控制系统，用于控制巡线机器人，所述巡线机器人包括相连接的两个结构相同的巡线机器人本体，所述巡线机器人本体包括压紧在线路上侧的驱动轮机构、压紧在线路下侧的压紧轮机构、夹持机构、俯仰机构和变距机构，包括:用于检测障碍物位置的光电传感器，所述驱动轮机构、所述夹持机构上均设置有所述光电传感器；主控制器，用于在所述驱动轮机构上的光电传感器检测到障碍物时，控制所述驱动轮机构和与该驱动轮机构对应的压紧轮机构打开并脱离线路，在越过障碍物时，控制所述驱动轮机构和与该驱动轮机构对应的压紧轮机构闭合并压紧线路；在夹持机构上的光电传感器检测到障碍物时，控制所述夹持机构打开并脱离线路，在越过障碍物时，控制所述夹持机构闭合并抓紧线路。优选地，在上述巡线机器人控制系统中，还包括用于检测障碍物位置的超声波传感器，所述超声波传感器设置于在行走方向上，位于前面的驱动轮机构上；在所述超声波传感器检测到障碍物时，所述主控制器控制所述驱动轮机构减速。优选地，在上述巡线机器人控制系统中，所述超声波传感器为呈阵列布置的2个或3个。优选地，在上述巡线机器人控制系统中，还包括用于检测巡线机器人的侧倾角的倾角传感器，在侧倾角超过预设角度时，所述主控制器控制所述夹持机构抓紧线路，并控制所述压紧轮机构压紧线路。优选地，在上述巡线机器人控制系统中，还包括地面控制系统，所述地面控制系统包括:控制手柄，所述控制手柄用于发出控制所述驱动轮机构、压紧轮机构、夹持机构、俯仰机构和变距机构做相应工作的动作；处理器，用于根据所述控制手柄的动作，转换成相应的控制信号，并将该控制信号发送给所述主控制器，所述主控制器根据所述控制信号控制所述驱动轮机构、压紧轮机构、夹持机构、俯仰机构和变距机构的动作。优选地，在上述巡线机器人控制系统中，还包括用于检测驱动轮机构、压紧轮机构、夹持机构、俯仰机构和变距机构的驱动电机的电流的电流传感器，在检测到的电流超过预设电流时，则向所述处理器发送过流警报。优选地，在上述巡线机器人控制系统中，还包括用于采集巡线机器人线路的视频数据的视频捕获装置，所述视频捕获装置还用于将所述视频数据传送至所述地面控制系统。优选地，在上述巡线机器人控制系统中，所述视频捕获装置包括:用于采集巡线机器人线路视频数据的CXD相机；用于将所述视频数据传送至所述地面控制系统的视频发射机。优选地，在上述巡线机器人控制系统中，所述地面控制系统还包括用于接收所述视频数据的视频接收机，所述视频接收机与所述处理器连接。优选地，在上述巡线机器人控制系统中，所述光电传感器为漫反射式光电传感器。从上述的技术方案可以看出，本专利技术提供的巡线机器人控制系统，通过光电传感器来检测障碍物的位置，由于光电传感器的检测范围较短，一般为3.5cm-12cm,所以一端光电传感器检测到障碍物存在时，说明巡线机器人与障碍物的距离已经很近，需要跨越。主控制器则控制相应的驱动轮机构或加持机构打开，以避开障碍物，远离障碍物的驱动轮机构继续驱动巡线机器人移动，在跨越障碍物后，控制相应的驱动轮机构和夹持机构闭合恢复与线路的配合关系。本专利技术通过光电传感器检测障碍物的位置，因此使得巡线机器人能够及时避开障碍物，避免了巡线机器人与障碍物发生碰撞，使得巡线机器人损坏或由线路上坠落的问题。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的巡线机器人控制系统的系统框图；图2为本专利技术实施例提供的巡线机器人的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的巡线机器人连续越障动作过程一的结构示意图；图4为本专利技术实施例提供的巡线机器人连续越障动作过程二的结构示意图；图5为本专利技术实施例提供的巡线机器人连续越障动作过程三的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的巡线机器人连续越障动作过程四的结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的压紧轮机构的结构示意图；图8为本专利技术实施例提供的驱动轮机构的结构示意图；图9为本专利技术实施例提供的驱动轮机构的正视图；图10为本专利技术实施例提供的夹持机构的结构示意图；图11为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种巡线机器人控制系统，用于控制巡线机器人，所述巡线机器人包括相连接的两个结构相同的巡线机器人本体，所述巡线机器人本体包括压紧在线路上侧的驱动轮机构（200）、压紧在线路下侧的压紧轮机构（100）、夹持机构（300）、俯仰机构（400）和变距机构（500），其特征在于，包括：用于检测障碍物位置的光电传感器（703），所述驱动轮机构（200）、所述夹持机构（300）上均设置有所述光电传感器（703）；主控制器（701），用于在所述驱动轮机构（200）上的光电传感器（703）检测到障碍物时，控制所述驱动轮机构（200）和与该驱动轮机构（200）对应的压紧轮机构（100）打开并脱离线路，在越过障碍物时，控制所述驱动轮机构（200）和与该驱动轮机构（200）对应的压紧轮机构（100）闭合并压紧线路；在夹持机构（300）上的光电传感器（703）检测到障碍物时，控制所述夹持机构（300）打开并脱离线路，在越过障碍物时，控制所述夹持机构（300）闭合并抓紧线路。

【技术特征摘要】
1.一种巡线机器人控制系统，用于控制巡线机器人，所述巡线机器人包括相连接的两个结构相同的巡线机器人本体，所述巡线机器人本体包括压紧在线路上侧的驱动轮机构(200)、压紧在线路下侧的压紧轮机构(100)、夹持机构(300)、俯仰机构(400)和变距机构(500)，其特征在于，包括: 用于检测障碍物位置的光电传感器(703)，所述驱动轮机构(200)、所述夹持机构(300)上均设置有所述光电传感器(703)； 主控制器(701)，用于在所述驱动轮机构(200)上的光电传感器(703)检测到障碍物时，控制所述驱动轮机构(200)和与该驱动轮机构(200)对应的压紧轮机构(100)打开并脱离线路，在越过障碍物时，控制所述驱动轮机构(200)和与该驱动轮机构(200)对应的压紧轮机构(100)闭合并压紧线路；在夹持机构(300)上的光电传感器(703)检测到障碍物时，控制所述夹持机构(300)打开并脱离线路，在越过障碍物时，控制所述夹持机构(300)闭合并抓紧线路。2.如权利要求1所述的巡线机器人控制系统，其特征在于，还包括用于检测障碍物位置的超声波传感器(702)，所述超声波传感器(702)设置于在行走方向上，位于前面的驱动轮机构(200)上； 在所述超声波传感器(702)检测到障碍物时，所述主控制器(701)控制所述驱动轮机构(200)减速。3.如权利要求2所述的巡线机器人控制系统，其特征在于，所述超声波传感器(702)为呈阵列布置的2个或3个。4.如权利要求1所述的巡线机器人控制系统，其特征在于，还包括用于检测巡线机器人的侧倾角的倾角传感器(705)，在侧倾角超过预设角度时，所述主控制器(701)控制所述夹持机构(300)抓紧线路...

【专利技术属性】
技术研发人员：王谦，陈超，甘建峰，陈勇全，吴高林，张良胜，王成疆，钱辉环，张海兵，石为人，
申请(专利权)人：国家电网公司，国网重庆市电力公司电力科学研究院，深圳市先进智能技术研究所，
类型：发明
国别省市：