一种带电作业机器人数据通信系统的制作方法

文档序号:11416765阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种带电作业机器人数据通信系统,其特征在于,包括带电作业机器人、多路图像传输子系统、指令\数据光纤传输子系统和指令\数据无线冗余子系统;

所述多路图像传输子系统,包括双目摄像头、深度摄像头、全景摄像头、主控柜光交换机、从控柜光交换机和第一工控机;双目摄像头、深度摄像头、全景摄像头均通过网线与从控柜光交换机的双绞线以太网口连接,采用以太网口传输所拍摄到的图像;所述从控柜光交换机采用千兆工业级以太网交换机,各摄像机和第一工控机均单独使用从控柜光交换机的VLAN接口;从控柜光交换机通三个光口与主控柜光交换机相连,用于从控柜光交换机向主控柜光交换机发送数据;主控柜光交换机通过另外三个光口与从控柜光交换机相连,用于主控柜光交换机向从控柜光交换机发送数据;主控柜光交换机通过三个双绞线以太网口与第三工控机相连;

所述指令\数据光纤传输子系统,包括第二工控机、主控柜光交换机、从控柜光交换机和第一工控机;第一工控机将采集到的机械臂关节角度信息通过网口传输到从控柜光交换机;从控柜光交换机通过一光口与主控柜光交换机的一光口相连,主控柜光交换机通过双绞线以太网口与第一工控机相连;第一工控机通过主控柜光交换机和从控柜光交换机将机械臂空间路径数据传输给第一工控机;

所述指令\数据无线冗余子系统包括第一工控机、全景摄像头、从控柜无线网桥、主控柜无线网桥和第二工控机;从控柜无线网桥将全景摄像头的图像数据和第一工控机采集到的机械臂关节角度信息发送给主控柜无线网桥;主控柜无线网桥将接收到的数据发送给第二工控机;同样地,第二工控机通过链路发送控制指令给第一工控机。

2.如权利要求1所述带电作业机器人数据通信系统,其特征在于,所述带电作业机器人包括绝缘斗臂车,搭载在绝缘斗臂车上的机器人平台,安装在机器人平台上的机械臂,数据采集系统以及数据处理和控制系统;所述数据采集系统为设置在机器人平台上的用于采集机械臂作业场景图像的双目摄像头、深度摄像头、全景摄像头;所述数据处理和控制系统根据所述作业场景图像生成3D虚拟作业场景或者规划出机械臂空间路径;

所述数据处理和控制系统包括第一工控机、第二工控机、第三工控机,第二工控机内置图像处理器和带电作业动作序列库,所述带电作业动作序列库中预先存储有各项带电作业对应的动作序列数据;所述摄像机采集的作业场景图像发送给第二工控机,图像处理器对作业场景图像进行处理后获得机械臂与作业对象之间的相对位置关系,第三工控机根据所述相对位置关系以及具体带电作业所对应的动作序列规划机械臂的空间路径,并将所述机械臂的空间路径数据通过主控柜光交换机发送给第一工控机;第一工控机根据所述机械臂的空间路径控制机械臂动作。

3.如权利要求2所述带电作业机器人数据通信系统,其特征在于,所述机械臂包括第一机械臂和第二机械臂,所述第一机械臂和第二机械臂上均搭载有双目摄像头,所述第一机械臂和第二机械臂使用作业工具相互配合完成带电作业。

4.如权利要求2所述带电作业机器人数据通信系统,其特征在于,所述机械臂包括第一机械臂、第二机械臂和辅助机械臂,所述第一机械臂、第二机械臂和辅助机械臂上均搭载有双目摄像头,所述第一机械臂、第二机械臂和辅助机械臂配合完成带电作业,其中,辅助机械臂用于夹持作业对象,第一机械臂和第二机械臂使用作业工具进行作业操作。

5.如权利要求2所述带电作业机器人数据通信系统,其特征在于,所述绝缘斗臂车上设置有控制室,所述数据处理和控制系统还包括显示屏和主操作手,第二工控机内置图像处理器,显示屏和主操作手位于控制室内;主操作手与机械臂为主从操作关系,通过改变主操作手的姿态控制机械臂运动;所述摄像机采集的作业场景图像发送给第二工控机,图像处理器对作业场景图像进行处理后获得3D虚拟作业场景,并送显示器显示。

6.如权利要求5所述带电作业机器人数据通信系统,其特征在于,所述机械臂包括第一机械臂和第二机械臂,所述第一机械臂和第二机械臂上均搭载有双目摄像头;所述主操作手包括第一主操作手和第二主操作手,第一主操作手和第二主操作手分别用于控制第一机械臂和第二机械臂。

7.如权利要求5所述带电作业机器人数据通信系统,其特征在于,所述机械臂包括第一机械臂、第二机械臂和辅助机械臂,所述第一机械臂、第二机械臂和辅助机械臂上均搭载有双目摄像头,所述主操作手包括第一主操作手、第二主操作手、辅助主操作手;第一主操作手、第二主操作手以及辅助主操作手分别用于控制第一机械臂、第二机械臂和辅助机械臂。

8.如权利要求1、2、3、4、5、6或者7所述带电作业机器人数据通信系统,其特征在于,所述机械臂或者主操作手为六自由度机构,包括基座,旋转轴方向与基座平面垂直的腰关节,与腰关节连接的肩关节,与肩关节连接的大臂,与大臂连接的肘关节,与肘关节连接的小臂,与小臂连接的腕关节,腕关节由三个旋转关节组成,分别为腕俯仰关节、腕摇摆关节和腕旋转关节;

所述六自由度机构中各个关节均具有相应的正交旋转编码器和伺服驱动电机,正交旋转编码器用于采集各个关节的角度数据,伺服驱动电机用于控制各关节的运动;

第一工控机根据机械臂各关节角度的期望值,通过控制伺服驱动电机,控制机械臂各关节运动。

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