一種電力機器人的控制系統的制作方法

本發明涉及智能控制技術領域，特別涉及一種電力機器人的控制系統。

背景技術：

物聯網技術是新一代信息技術的重要組成部分，是指利用局部網絡或互聯網等通信技術把傳感器、控制器、機器、人員和物等通過新的方式聯在一起，形成人與物、物與物相聯，進行信息交換和通信，最終實現智能化識別、定位、跟蹤、監控。電力機器人是依據物聯網技術實現的，由于在變電站等電力場所電力機器人的使用越來越廣泛，電力現場檢修工作的效率得到了較大的提高。

由于電力機器人是新興的特種機器人，在研發過程中，主要側重于功能性的研發與改進，如驅動系統、雙目視覺導航系統、充電系統、巡檢方法、初始位置檢測方法等等。但是在電力機器人使用過程中依舊存在不足，具體表現為智能化與自動化程度不高，機器人行走和機械臂操作等姿態調整動作仍舊依靠人工發送指令進行指揮操作，操作效率較低。

最重要的是，雖然電力機器人可以實現特種作業，并具有應對惡劣環境的能力，但是若電力機器人的作業環境影響其正常工作，而沒有任何應對措施時，則電力機器人自身的安全受到威脅，并影響其持續作業的能力。

技術實現要素：

本發明的發明目的在于提供一種電力機器人的控制系統，能夠解決提高電力機器人自身的安全性與其持續作業能力的問題。

根據本發明的實施例，提供了一種電力機器人的控制系統，所述系統包括：傳感器模塊、中央處理器模塊、以及驅動執行模塊；

所述傳感器模塊，用于采集外界環境的數據信息；

所述中央處理器模塊，用于獲取所述數據信息，判斷所述數據信息是否大于預置數值，若判斷結果為是，則生成暫停驅動指令，若判斷結果為否，則生成檢測驅動指令，將所述暫停驅動指令或檢測驅動指令發送至所述驅動執行模塊；

所述驅動執行模塊，用于接收所述驅動指令，根據所述驅動指令發送驅動信號。

可選地，所述傳感器模塊，至少包括風速傳感器和電磁傳感器；

所述風速傳感器，用于檢測所述外界環境的環境風速；

所述電磁傳感器，用于檢測電力機器人與所述電力設備之間的感應電流。

可選地，所述中央處理器模塊，包括：

風速判斷單元，用于獲取所述環境風速，判斷所述環境風速是否大于第一預置數值，若是，則生成暫停驅動指令，所述暫停驅動指令，包括：檢測停止指令、行走停止指令和機械臂回收指令。

可選地，所述中央處理器模塊，包括：

電磁判斷單元，用于從所述電力機器人啟動開始，每經過預置時間間隔獲取并保存一次所述感應電流與所述電力機器人的位置，判斷所述感應電流是否大于第二預置數值，若是，則生成暫停驅動指令，所述暫停驅動指令，包括：檢測停止指令、規避行走指令和機械臂回收指令。

可選地，所述電磁判斷單元，還用于若所述感應電流大于所述第二預置數值，則獲取上一次保存的所述電力機器人的位置，生成倒退至上一次保存的所述電力機器人的位置的倒退行走指令。

可選地，所述傳感器模塊，還包括：紅外測溫傳感器、濕度傳感器和超聲波傳感器；

所述紅外測溫傳感器，用于檢測電力設備的表面溫度，以檢測電力設備的發熱程度；

所述濕度傳感器，用于檢測所述外界環境的濕度；

所述超聲波傳感器，用于檢測所述外界環境中障礙物的距離，以使得電力機器人和機械臂在作業中能實現避障功能。

可選地，所述系統包括：通信傳輸模塊、數據存儲模塊和顯示模塊；

所述通信傳輸模塊，用于實現所述電力機器人與遠程控制端之間的信息傳輸，所述信息至少包括電力機器人的行走路徑、所述電力機器人的檢測點、所述電力機器人在所述檢測點的檢測結果和所述遠程控制端的控制信號；

所述數據存儲模塊，用于存儲所述電力機器人的所述行走路徑、所述檢測點進而所述檢測點的檢測結果；

所述顯示模塊，用于顯示所述數據存儲模塊存儲的數據。

由以上技術方案可知，本發明提供的一種電力機器人的控制系統，通過系統中的傳感器模塊采集外界環境的數據信息，中央處理器模塊獲取數據信息，然后判斷數據信息是否大于預置數值，若判斷結果為是則生成暫停驅動指令，若判斷結果為否則生成檢測驅動指令，最后將所述暫停驅動指令或檢測驅動指令發送至所述驅動執行模塊，驅動執行模塊接收驅動指令并根據驅動指令發送驅動信號。與現有技術相比，本發明能夠根據外界環境的數據信息，生成不同的控制指令，使得電力機器人能更好的適應作業環境。外界環境是影響電力機器人自身安全和其持續作業的重要因素，由不同外界環境的數據信息生成不同的控制指令，以調整自身的動作和姿態，能避免電力機器人執行威脅自身安全的操作，提高電力機器人的自身安全性，增加電力機器人持續作業的能力。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明實施例提供的一種電力機器人的控制系統的框圖；

圖2為本發明實施例提供的一種電力機器人的組成示意圖；

圖3為本發明實施例提供的另一種電力機器人的控制系統的框圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

本發明實施例一提供了一種電力機器人的控制系統，如圖1所示，該系統包括：傳感器模塊11、中央處理器模塊12、以及驅動執行模塊13；

所述傳感器模塊11，用于采集外界環境的數據信息；

感知元件是自動檢測和自動控制過程中的重要元件，也就是傳感器模塊11中的重要元件，能感受到被測量的信息，根據電力機器人的實際作業環境需求，感知元件可以包括熱敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件，但感知元件的種類不限于此。傳感器模塊11是根據感知元件的特性，設置感應電路，感應電路能夠將感知元件感受到的被測量的信息，并按照一定規律變換成電信號或其他所需形式的信息輸出。

在傳感器模塊11的設置中，除了設置感應電路，還有與感知元件相適應的濾波電路。例如，具有聲敏元件的感應電路，設置感應電路需要感知的聲音是超聲波，而已知的超聲波的頻率是20KHZ以上，所以為了避免無效信號的干擾，在傳感器模塊11將采集到的聲音信號傳出之前，將20KHZ一下的信號濾除掉，提高傳出的聲信號的利用率，一方面減少數據的傳輸量，另一方面為后續聲信號的處理提供方便。

傳感器模塊11有多個感應電路和濾波電路，采集外界環境的數據信息，可采集到的數據信息的類別和感知元件的種類一致。

所述中央處理器模塊12，用于獲取所述數據信息，判斷所述數據信息是否大于預置數值，若判斷結果為是，則生成暫停驅動指令，若判斷結果為否，則生成檢測驅動指令，將所述暫停驅動指令或檢測驅動指令發送至所述驅動執行模塊13；

中央處理模塊，獲取數據信息，在獲取數據信息時，根據各個數據信息的特點，預置不同種類數據信息的獲取順序與獲取時間間隔，可以避免同時獲取不同的數據信息時，由于傳輸過程中的丟碼、誤碼和干擾造成的獲取到的數據信息與采集到的數據信息不一致的情況。根據不同數據信息的特點與其對電力機器人本身造成的影響，設置獲取時間間隔，當然時間間隔也可以是根據電力機器人的位置和獲取到的數據信息值的大小而變化的。在本發明實施例中，對具體的時間間隔的設置方式不做限定。

在獲取數據信息之后，判斷數據信息是否大于預置數值，不同的數據信息有不同的預置數值。預置數值是一個界定電力機器人是否安全的標準值，預置數值的大小與機器人自身的結構與防護能力有關。現舉例說明，有兩個電力機器人，在傳感器模塊11都包括濕敏元件的兩個電力機器人，第一個電力機器人的外殼為普通外殼，第二個電力機器人的外殼為防水外殼，為了保證電力機器人自身的安全，第一個電力機器人關于濕度的預置數值一定要小于第二個電力機器人關于濕度的預置數值。

中央處理模塊，能夠生產各種驅動指令，將驅動指令概括為暫停驅動指令和檢測驅動指令。檢測驅動指令，是指電力機器人按照預先設置的巡檢路線和巡檢檢測位置進行檢測指令。電力機器人暫停驅動指令，是指電力機器人在巡檢過程中遇到突發的狀況時，電力機器人采取的保護自身安全和增加持續作業能力的規避指令。無論是檢測驅動指令還是暫停驅動指令，都是針對電力機器人本體或機械臂而言的，而不是針對電力機器人如何實現檢測的。

所述驅動執行模塊13，用于接收所述驅動指令，根據所述驅動指令發送驅動信號。

為了完成電力機器人的移動和其相應的工作，電力機器人除了所述的控制系統還包括機動底盤、機械臂和機械手等，這些部件通過電機、轉向器、重力感應器、齒輪等組成的動力裝置驅動，使得電力機器人可以正常工作。驅動信號是對電力機器人的機動底盤和機械臂的動力裝置發出的，包括機械臂的收放，電力機器人本身的加速、減速、停止或轉彎等驅動信號。

可選地，如圖1所示，所述傳感器模塊11，至少包括風速傳感器111和電磁傳感器112；

所述風速傳感器111，用于檢測所述外界環境的環境風速；

所述電磁傳感器112，用于檢測電力機器人與所述電力設備之間的感應電流。

可選地，所述中央處理器模塊12，包括：

風速判斷單元121，用于獲取所述環境風速，判斷所述環境風速是否大于第一預置數值，若是，則生成暫停驅動指令，所述暫停驅動指令，包括：檢測停止指令、行走停止指令和機械臂回收指令。

如圖2所示，電力機器人主要由機動底盤21、機械臂22以及臂端的機械手23組成。在電力機器人在作業過程中，有時需要將機械臂22全部伸展開，導致電力機器人的重心不在機動底盤21上。電力機器人在工作過程中若遭遇大風天氣，可能會造成機械臂22出現較大搖擺震動，當風力更大時，風力作用在機械臂上的力矩甚至可能使得電力機器人傾覆翻倒，若電力機器人發生側翻，則電力機器人既不能持續作業又可能對自身安全造成一定的威脅。為避免因風力過大而發生翻倒的情況發生，可通過傳感器模塊11中的風速傳感器111對環境風速進行實時監測，并傳輸至中央處理器模塊12進行判別，若判定某風速值大于不適宜繼續工作的第一預置數值時，中央處理器模塊12會對驅動執行模塊13發出指令，進一步控制電力機器人的機械臂電機驅動和行走電機驅動，最終實現控制電力機器人停止移動并將機械臂回收。

可選地，所述中央處理器模塊12，包括：

電磁判斷單元122，用于從所述電力機器人啟動開始，每經過預置時間間隔獲取并保存一次所述感應電流與所述電力機器人的位置，判斷所述感應電流是否大于第二預置數值，若是，則生成暫停驅動指令，所述暫停驅動指令，包括：檢測停止指令、規避行走指令和機械臂回收指令。

在獲取感應電流的時，獲取電力機器人的位置，并按照感應電流與位置相對應的關系保存。電力機器人由大量的金屬和電子元器件組成，感應電流過大會影響電力機器人內部電子元器件的正常工作。電磁判斷單元122，獲取感應電流并判斷感應電流是否大于第二預置數值，若是，則停止正在執行的檢測操作、行走操作和機械臂操作，避免對電力機器人本身造成更嚴重的損傷，并根據規避策略實現對感應電流較大的區域的規避行走指令。

可選地，所述電磁判斷單元122，還用于若所述感應電流大于所述第二預置數值，則獲取上一次保存的所述電力機器人的位置，生成倒退至上一次保存的所述電力機器人的位置的倒退行走指令。

上一次保存的電力機器人的位置，感應電流小于第二預置數值，能保證電力機器人自身安全。生成的倒退行走指令中的倒退，是指倒退至上一次保存的電力機器人的位置，而不是倒退這種行走方式。鑒于電力機器人的作業環境，兩次獲取感應電流的間隔距離不會很長，優選地采用倒退的方式回到上一次保存的電力機器人的位置。也可以采用轉彎，直行的方式退回到上一次保存的電力機器人的位置。

可選地，如圖3所示，所述傳感器模塊11，還包括：紅外測溫傳感器113、濕度傳感器114和超聲波傳感器115；

所述紅外測溫傳感器113，用于檢測電力設備的表面溫度，以檢測電力設備的發熱程度；

所述濕度傳感器114，用于檢測所述外界環境的濕度；

所述超聲波傳感器115，用于檢測所述外界環境中障礙物的距離，以使得電力機器人和機械臂在作業中能實現避障功能。

在傳感器模塊11中，不僅包括提高自身安全的傳感器，還包括檢測電力線路與設備使用安全的傳感器，和實現電力機器人自動避障的傳感器。

可選地，如圖3所示，所述系統包括：通信傳輸模塊14、數據存儲模塊15和顯示模塊16；

所述通信傳輸模塊14，用于實現所述電力機器人與遠程控制端之間的信息傳輸，所述信息至少包括電力機器人的行走路徑、所述電力機器人的檢測點、所述電力機器人在所述檢測點的檢測結果和所述遠程控制端的控制信號；

所述數據存儲模塊15，用于存儲所述電力機器人的所述行走路徑、所述檢測點進而所述檢測點的檢測結果；

所述顯示模塊16，用于顯示所述數據存儲模塊存儲的數據。

通過通信傳輸模塊14，可以實現電力機器人與遠程控制端之間的信息傳輸，遠程控制端可以實時監測電力機器人檢測的情況，以便于根據具體情況讓電力機器人再次進行檢測，或者發出其他的處理指令。在本發明實施例中對通信傳輸模塊與遠程控制端之間的傳輸方式不做限定。

通過數據存儲模塊15和顯示模塊16，可以在電力機器人端查看電力機器人的相關數據信息。

由以上技術方案可知，本發明提供的一種電力機器人的控制系統，通過系統中的傳感器模塊11采集外界環境的數據信息，中央處理器模塊12獲取數據信息，然后判斷數據信息是否大于預置數值，若判斷結果為是則生成暫停驅動指令，若判斷結果為否則生成檢測驅動指令，最后將所述暫停驅動指令或檢測驅動指令發送至所述驅動執行模塊13，驅動執行模塊13接收驅動指令并根據驅動指令發送驅動信號。與現有技術相比，本發明能夠根據外界環境的數據信息，生成不同的控制指令，使得電力機器人能更好的適應作業環境。外界環境是影響電力機器人自身安全和其持續作業的重要因素，由不同外界環境的數據信息生成不同的控制指令，以調整自身的動作和姿態，能避免電力機器人執行威脅自身安全的操作，提高電力機器人的自身安全性，增加電力機器人持續作業的能力。

本領域技術人員在考慮說明書及實踐這里公開的發明后，將容易想到本發明的其它實施方案。本申請旨在涵蓋本發明的任何變型、用途或者適應性變化，這些變型、用途或者適應性變化遵循本發明的一般性原理并包括本發明未公開的本技術領域中的公知常識或慣用技術手段。說明書和實施例僅被視為示例性的，本發明的真正范圍和精神由下面的權利要求指出。

應當理解的是，本發明并不局限于上面已經描述并在附圖中示出的精確結構，并且可以在不脫離其范圍進行各種修改和改變。本發明的范圍僅由所附的權利要求來限制。