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一種帶電作業機器人作業監控系統的制作方法

文檔序號:12369084閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種帶電作業機器人作業監控系統,其特征在于,包括帶電作業機器人和監控系統;

所述帶電作業機器人包括絕緣斗臂車,搭載在絕緣斗臂車上的機器人平臺,安裝在機器人平臺上的機械臂,數據采集系統以及數據處理和控制系統;

所述機械臂包括第一機械臂、第二機械臂和輔助機械臂,所述攝像機包括雙目攝像頭、深度攝像頭和全景攝像頭,所述第一機械臂、第二機械臂和輔助機械臂上均搭載有雙目攝像頭;所述第一機械臂、第二機械臂和輔助機械臂均為多自由度機構,多自由度機構中各個關節均具有相應的正交旋轉編碼器和伺服驅動電機,正交旋轉編碼器用于采集各個關節的角度數據,伺服驅動電機用于控制各關節的運動;

所述數據采集系統包括設置在機器人平臺上的攝像機,攝像機用于采集機械臂作業場景圖像,并將所述作業場景圖像發送給數據處理和控制系統;所述數據處理和控制系統根據所述作業場景圖像生成3D虛擬作業場景或者規劃出機械臂空間路徑,包括第一工控機、第二工控機;

所述監控系統的監控對象為:第一機械臂、第二機械臂、輔助機械臂、蓄電池以及作業場景;

所述監控系統中的監控設備為:溫濕度傳感器、壓力傳感器、電流采集器、電壓采集器、數據采集卡、全景攝像頭、雙目攝像頭、深度攝像頭;溫濕度傳感器置于機器人平臺上,用于采集作業環境溫濕度;壓力傳感器安裝在各機械臂末端,用于采集機械臂與環境的接觸力;電壓采集器與機械臂各關節的伺服驅動電機相連,用于采集伺服驅動電機的電流的大小;數據采集卡用于各項采集數據轉換為數據處理和控制系統所識別的格式;全景攝像頭、雙目攝像頭和深度攝像頭拍攝的圖像傳遞給顯示器顯示;

所述監控系統中的人機交互設備為:第二工控機、顯示器。

2.如權利要求1所述帶電作業機器人作業監控系統,其特征在于,所述第一工控機將溫濕度傳感器、壓力傳感器、電流采集器和電壓采集器采集的數據與相應的安全范圍值進行比較,如果當前采集的數據在相應的安全范圍內,則認為帶電機器人作業正常,如果當前采集的數據不在相應的安全范圍內,則向第二工控機發送相應的告警信息;第二工控機將相應的告警信息顯示在顯示器上,操作人員根據顯示器顯示的告警信息,通過第二工控機做出機械臂動作指令,第二工控機向第一工控機發送機械臂動作指令,第一工控機根據機械臂動作指令控制機械臂動作。

3.如權利要求1所述帶電作業機器人作業監控系統,其特征在于,所述第一工控機將溫濕度傳感器、壓力傳感器、電流采集器和電壓采集器采集的數據與相應的安全范圍值進行比較,如果當前采集的數據在相應的安全范圍內,則認為帶電機器人作業正常,如果當前采集的數據不在相應的安全范圍內,則向第二工控機發送相應的告警信息;第二工控機將相應的告警信息顯示在顯示器上,同時,第一工控機根據告警信息類型控制機械臂動作。

4.如權利要求1所述帶電作業機器人作業監控系統,其特征在于,全景攝像頭、雙目攝像頭、深度攝像頭將圖像數據發送給第二工控機,第二工控機將圖像數據顯示在顯示器上,操作人員根據顯示器顯示的圖像監控機器人作業過程,當發現異常情況時,操作人員通過第二工控機做出機械臂動作指令,第二工控機向第一工控機發送機械臂動作指令,第一工控機根據機械臂動作指令控制機械臂動作。

5.如權利要求1至4所述電作業機器人作業監控系統,其特征在于,第二工控機內置圖像處理器和帶電作業動作序列庫,

所述帶電作業動作序列庫中預先存儲有各項帶電作業對應的動作序列數據;

所述攝像機采集的作業場景圖像發送給第二工控機,圖像處理器對作業場景圖像進行處理后獲的機械臂與作業對象之間的相對位置關系,第二工控機所述相對位置關系以及具體帶電作業所對應的動作序列規劃機械臂的空間路徑,并將所述機械臂的空間路徑數據發送給第一工控機;

第一工控機根據所述機械臂的空間路徑控制機械臂動作。

6.如權利要求1至4所述電作業機器人作業監控系統,其特征在于,所述絕緣斗臂車上設置有控制室,所述第一工控機、第二工控機和顯示屏設置在控制室內,控制室內還設置有主操作手,主操作手與機械臂為主從操作關系,通過改變主操作手的姿態控制機械臂運動;所述攝像機采集的作業場景圖像發送給第二工控機,圖像處理器對作業場景圖像進行處理后獲的3D虛擬作業場景,并送顯示器顯示。

7.如權利要求5或者6所述電作業機器人作業監控系統,其特征在于,所述機械臂或者主操作手為六自由度機構,包括基座,旋轉軸方向與基座平面垂直的腰關節,與腰關節連接的肩關節,與肩關節連接的大臂,與大臂連接的肘關節,與肘關節連接的小臂,與小臂連接的腕關節,腕關節由三個旋轉關節組成,分別為腕俯仰關節、腕搖擺關節和腕旋轉關節;

所述六自由度機構中各個關節均具有相應的正交旋轉編碼器和伺服驅動電機,正交旋轉編碼器用于采集各個關節的角度數據,伺服驅動電機用于控制各關節的運動;

第一工控機根據機械臂各關節角度的期望值,通過控制伺服驅動電機控制按機械臂各關節運動。

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