技术特征：
1.一种基于多传感器融合的爬塔机器人避障控制系统，其特征在于，包括多传感器感知单元、信号转换传输单元以及控制单元；所述多传感器感知单元包括横梁检测传感器、脚钉检测传感器和接近限位传感器；其中，所述横梁检测传感器位于爬塔机器人机身头部和尾部，用于检测横梁障碍；所述脚钉检测传感器位于爬塔机器人夹爪组件的夹臂上，用于检测脚钉障碍；所述接近限位传感器位于爬塔机器人机身下表面丝杠行程范围内的前端和后端，用于限制活动夹爪的行程范围；所述信号转换传输单元，用于将横梁检测传感器、脚钉检测传感器和接近限位传感器的感知数据进行转换后传输给所述控制单元；所述控制单元，用于根据所述信号转换传输单元传输来的感知数据对爬塔机器人周围横梁障碍、脚钉障碍的判断和对爬塔机器人活动夹爪前后极限位置的判断，并根据判断结果综合决策爬塔机器人的夹持运动策略。2.如权利要求1所述的基于多传感器融合的爬塔机器人避障控制系统，其特征在于，所述横梁检测传感器为超声波传感器，其于爬塔机器人机身头部和尾部分别设置两个，均垂直于横梁布置。3.如权利要求1所述的基于多传感器融合的爬塔机器人避障控制系统，其特征在于，所述脚钉检测传感器为超声波传感器，其于爬塔机器人两个夹爪组件的八个夹臂上分别设置一个。4.如权利要求3所述的基于多传感器融合的爬塔机器人避障控制系统，其特征在于，所述脚钉检测传感器利用二次折弯板折射以检测脚钉障碍，其中第一次折弯45度，第二次折弯25度。5.如权利要求1所述的基于多传感器融合的爬塔机器人避障控制系统，其特征在于，所述接近限位传感器为电感式传感器，其于爬塔机器人机身下表面丝杠行程范围内的前端和后端分别设置两个。6.如权利要求1所述的基于多传感器融合的爬塔机器人避障控制系统，其特征在于，所述信号转换传输单元包括降压隔离模块和无线收发模块；所述降压隔离模块，用于将多传感器感知单元输出的高电压信号转换成控制单元能够接收的低电压；所述无线收发模块，采用能够进行远距离传输的无线数传电台。7.如权利要求1所述的基于多传感器融合的爬塔机器人避障控制系统，其特征在于，所述夹持运动策略包括步长和夹持位置。8.一种基于多传感器融合的爬塔机器人避障控制方法，其特征在于，所述方法利用如权利要求1-7中任一项所述的基于多传感器融合的爬塔机器人避障控制系统执行，包括以下步骤：步骤一：将固定于铁塔上的爬塔机器人与上位机进行初始化连接；步骤二：固定夹爪打开并随机身开始运动，控制单元实时接收超声波传感器检测的横梁障碍信息，判断超声波传感器是否检测到横梁障碍，若否，则固定夹爪随机身持续运动；若是，则固定夹爪随机身停止运动；控制单元实时接收固定夹爪夹臂上超声波传感器检测固定夹爪停止处脚钉障碍信息，判断运行停止位固定夹爪夹臂上超声波传感器是否检测到脚钉障碍，若否，直接进行夹持；若是，则固定夹爪随机身自主下移或自助上移预设距离并进行夹持；
步骤三：活动夹爪打开并开始运动，控制单元实时接收接近限位传感器提示两夹爪位置已至限制位信息，判断接近限位传感器是否提示两夹爪位置已至限制位；若否，则活动夹爪持续运动，若是，则活动夹爪停止运动；控制单元实时接收活动夹爪夹臂上超声波传感器检测活动夹爪停止处脚钉障碍信息，判断运行停止位活动夹爪夹臂上超声波传感器是否检测到脚钉障碍；若否，直接进行夹持，若是，则固定夹爪随机身自主下移或自助上移预设距离并进行夹持；步骤四：重复步骤二和步骤三进行下一步爬行循环。9.如权利要求8所述的基于多传感器融合的爬塔机器人避障控制方法，其特征在于，爬塔机器人固定夹爪与机身为刚性连接进行一体运动，活动夹爪能够单独自由运动。10.如权利要求8所述的基于多传感器融合的爬塔机器人避障控制方法，其特征在于，爬塔机器人固定夹爪和活动夹爪检测到停止处存在脚钉需自主下移或自主上移取决于爬塔机器人的爬行状态，若向上爬行则需自主下移，若向下爬行则自主上移。
技术总结
本发明公开了一种基于多传感器融合的爬塔机器人避障控制系统及方法，以实现电力爬塔机器人的可靠攀爬。系统包括多传感器感知单元、信号转换传输单元以及控制单元；所述多传感器感知单元包括横梁检测传感器、脚钉检测传感器和接近限位传感器；所述信号转换传输单元，用于将横梁检测传感器、脚钉检测传感器和接近限位传感器的感知数据进行转换后传输给所述控制单元；本发明提出利用电感接近传感器实现爬塔机器人两夹爪之间的有效行程限位，其中爬塔机器人单步有效行程不小于两横梁间距；利用超声波传感器实现横梁障碍的有效识别；提出利用超声波传感器实现脚钉障碍的有效识别，采用二次折弯板折射的方式实现脚钉的有效避障，效果较好。效果较好。效果较好。
技术研发人员：高国 李文杰 魏志民 刘志东 王丽杰 李振 刘超 马骏 杜春阳 孟令健 曹涛 王斌 毛华 刘庆林 车晓钰 崔荣坤 栗世勇 詹云腾 杜祎 孟啸啸 潘光 李春雪 党国毅 张晓亮 王江
受保护的技术使用者：国网天津市电力公司 国家电网有限公司
技术研发日：2022.12.26
技术公布日：2023/1/23