一种电力执行机器人多工具端控制系统的制作方法

发明涉及电力执行机器人领域，具体说是一种于电力执行机器人多工具端控制系统。

背景技术：

1、对于变电站开关柜等设备的巡检，尤其是对设备的操作属于高压带电作业，极易引起事故，对工作人员存在很大的安全隐患，而且人工操作效率低、劳动强度大。为了保证操作人员的安全，同时保证设备的正常运行，可以利用机器代替人去执行任务，完成一些危险性大、操作精度高的工作。

2、目前应用的电力执行机器人就是其中之一。电力执行机器人装有机械臂，通过目标识别定位技术，精准识别出操作目标空间位置，再通过机械臂路径规划及姿态计算调整，利用其末端组件搭配的合适的工具端模拟人手进行开关柜面板的操作。为了满足现场不同需求，需要机器人配置多种操作工具。目前普遍采用多种工具的集成方案，但多种工具集成容易造成机械臂末端工具体积巨大、操作不灵活，同时机械臂末端工具不能进行无限制的集成，造成机器人执行功能受限，无法满足多样的现场需求。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种电力执行机器人多工具端控制系统，该控制系统通过固定于机械臂末端的双目视觉检测单元，可识别定位操作目标的位置和种类，并判断出所需执行的任务，快速更换成不同的工具端去执行相应的任务，通过主控板对工具端信息的监测与控制，模拟人手完成一些复杂的操作。

2、为了完成上述目的，本发明提供了一种电力执行机器人多工具端控制系统，电力执行机器人包括控制箱、机械臂末端和工具端，

3、控制箱包括电源板和主控板，电源板包括分别为主控板、机械臂末端和工具端供电的多路电源，

4、机械臂末端包括双目视觉检测单元、夹紧机构和对接盘母，双目视觉检测单元用于识别操作目标种类及定位操作目标；

5、工具端包括工具端一和工具端二，且工具端一和工具端二能够分别与机械臂末端的夹紧机构可拆卸的连接，工具端一包括对接确认单元一、能够控制扭矩电机启停的扭矩检测单元、电机控制单元、能够与对接盘母对接的对接盘公一和摇柄卡具，扭矩检测单元用于监测扭矩电机的旋转扭矩力并将结果传输到主控板，工具端二包括对接确认单元二、能够与对接盘母对接的对接盘公二和电动夹爪。

6、优选的，夹紧机构包括到位传感器、舵机和快换卡具，到位传感器用于检测机械臂末端与工具端是否对接到位，舵机用于带动快换卡具将对接盘母与对接盘公一或对接盘公二锁紧，快换卡具设置在对接盘母的外沿，夹紧机构的舵机的正向旋转或反向旋转能够将快换卡具锁紧或解锁。

7、优选的，主控板和电源板均安装在控制箱中；电源板包括六块电源块，分别为电源一至电源六，以便提供六路不同电压等级的隔离电源输出，分别给主控板、机械臂末端和工具端提供电源。

8、优选的，机械臂末端的对接盘母为多孔圆盘形结构，工具端的对接盘公一和对接盘公二为多针圆盘形结构，对接盘母与对接盘公一或对接盘公二对接时，通过对应针孔的连接完成电气线路的连接，以便实现工具端一或工具端二的供电以及与主控板的数据通信。

9、进一步优选的，双目视觉检测单元为双目深度相机。

10、本发明的有益效果是：

11、与现有在机械臂末端同时集成多种工具的方式相比，本发明具有以下优点：

12、（1）通过固定于机械臂末端的双目视觉相机，可对操作目标自动识别和定位，判断所需执行的任务；

13、（2）采用对接盘快换的方式实现工具端自动更换，对接步骤简单，使得机械臂末端更加轻便和灵活，提高了机器人作业效率和操作精度，具有可扩展性强，错误率低、执行效率高、实用性强的特点。

技术特征：

1.一种电力执行机器人多工具端控制系统，所述电力执行机器人包括控制箱（1）、机械臂末端（2）和工具端（3），其特征在于：

2.根据权利要求1所述的一种电力执行机器人多工具端控制系统，其特征在于：所述夹紧机构（22）包括到位传感器（223）、舵机（222）和快换卡具（221），所述到位传感器（223）用于检测所述机械臂末端（2）与所述工具端（3）是否对接到位，所述舵机（222）用于带动所述快换卡具（221）将所述对接盘母（23）与所述对接盘公一（314）或对接盘公二（323）锁紧，所述快换卡具（221）设置在所述对接盘母（23）的外沿，所述夹紧机构（22）的舵机（222）的正向旋转或反向旋转能够将快换卡具（221）锁紧或解锁。

3.根据权利要求1所述的一种电力执行机器人多工具端控制系统，其特征在于：所述主控板（12）和电源板（11）均安装在所述控制箱（1）中；所述电源板（11）包括六块电源模块，分别为电源一至电源六，以便提供六路不同电压等级的隔离电源输出，分别给所述主控板（12）、所述机械臂末端（2）和所述工具端（3）提供电源。

4.根据权利要求1所述的一种电力执行机器人多工具端控制系统，其特征在于：所述机械臂末端（2）的所述对接盘母（23）为多孔圆盘形结构，所述工具端（3）的所述对接盘公一（314）和所述对接盘公二（323）为多针圆盘形结构，所述对接盘母（23）与所述对接盘公一（314）或对接盘公二（323）对接时，通过对应针孔的连接完成电气线路的连接，以便实现工具端一（31）或工具端二（32）的供电以及与主控板（12）的数据通信。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种电力执行机器人多工具端控制系统，其特征在于：所述双目视觉检测单元（21）为双目深度相机。

技术总结
本发明涉及一种电力执行机器人多工具端控制系统，包括控制箱、机械臂末端和工具端，控制箱包括电源板和主控板，电源板包括分别为主控板、机械臂末端和工具端供电的多路电源，机械臂末端包括双目视觉检测单元、夹紧机构和对接盘母，双目视觉检测单元用于识别操作目标种类及定位操作目标；工具端包括工具端一和工具端二，工具端一包括对接确认单元一、能够控制扭矩电机启停的扭矩检测单元、电机控制单元、能够与对接盘母对接的对接盘公一和摇柄卡具，扭矩检测单元用于监测扭矩电机的旋转扭矩力并将结果传输到主控板，工具端二包括对接确认单元二、能够与对接盘母对接的对接盘公二和电动夹爪。

技术研发人员：裴文良,张静,安越群,蔡海廷,孙宁,马铭洋,卢志宏
受保护的技术使用者：中信重工开诚智能装备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13