CN103825338A - 高压线巡线机器人自主定位对接充电的控制装置及方法 - Google Patents

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CN103825338A CN201410096600.2A CN201410096600A CN103825338A CN 103825338 A CN103825338 A CN 103825338A CN 201410096600 A CN201410096600 A CN 201410096600A CN 103825338 A CN103825338 A CN 103825338A
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Abstract

本发明公开了一种高压线巡线机器人自主定位对接充电的控制装置及方法,根据高压输电线路自身的线路结构和机器人自身的越障功能,通过GPS-GIS技术定位机器人在高压输电线路上的具体位置,结合超声波传感器和霍尔接近传感器控制机器人在高压输电线路上的运行速度,提高自动对接过程的效率。利用速度模式,力矩模式和位置模式控制机器人各关节,对充电对接过程进行准确的控制。最后根据充电插头上的应变片和霍尔接近传感器的信号反馈,对充电对接过程进行精确调整,减少充电头和充电座之间的切向内应力,确保充电过程安全可靠进行。

Description

高压线巡线机器人自主定位对接充电的控制装置及方法
技术领域
[0001] 本发明属于电力设备领域,涉及到一种巡线机器人充电自主定位对接充电的控制装置及巡线机器人自主定位充电的控制方法,尤其涉及到一种高压输电线巡线机器人充电自主定位对接充电的控制装置及巡线机器人自主定位充电的控制方法。
[0002]
背景技术
[0003] 高压输电线路是否安全稳定运行直接影响电力系统的可靠性,关系到人们的生产和生活是否正常进行。因此对输电线路机械电器故障和安全隐患进行早期检测巡视和修复,将事故隐患消除在萌芽状态,对确保线路的安全正常运行具有十分重要的意义。目前,对输电线路的巡检主要采用人工巡检和直升机巡检两种方法。人工巡检费用低廉,但巡检精度低,劳动强度大,且存在巡检盲区;直升机巡检效率高,可机载多钟巡检仪器设备,但对气候条件要求严格,存在飞行安全隐患且巡线费用极其昂贵。巡线机器人巡线是近距离高精度巡检,不存在巡检盲区,巡线费用相对于直升飞机而言要低得多。因此高压输电线路巡线机器人市场需求大,产业化前景广阔。
[0004] 在输电线路巡线机器人巡线过程中,能源供给问题是巡线机器人能否持续有效的完成巡检任务亟需考虑的问题。巡线机器人在巡检的过程中,若能源不足,一方面不能够完成预定要求的巡检任务,另一方面若巡线机器人因能量不足,造成巡线机器人停留在高压杆塔档段中间,不可避免的给输电线路的安全正常运行造成阻碍。传统能源供给有人工更换电池和利用高压输电导线周围的交变磁场感应取电的方法。而人工更换电池的方法,需电力工人背负重量很大的电池爬到高压杆塔上更换,给巡线工人增加了额外的劳动负担。而感应取电的方法,只适用于沿导线行走的巡线机器人,并且该方法获取的能量的效果也不是很客观。
[0005] 为解决巡线机器人在巡检线路的过程中能量供给的问题,目前已有的技术方法是建立太阳能充电基站巡线机器人进行充电。该方法是将太阳能存储在储能蓄电池内,当巡线机器人在巡检的过程,若能量不足,则到太阳能充电基站处进行充电,补充能量。
[0006] 巡线机器人在太阳能充电基站处充电的过程中,巡线机器人上的充电插头和高压杆塔上的充电座如何对接是一个亟需解决的问题。传统的对接方法是地面操作人员通过云台摄像机返回的视频图像来控制巡线机器人进行充电对接。但由于云台摄像机具有拍摄死角和视频返回图像具有延迟的缺点,这种方法很容易造成充电插头和充电座挤压损坏的现象发生,并且该方法常常需要地面观测人员进行人工调整,充电对接过程效率较低下。
[0007]发明内容
[0008] 本发明主要是解决现有技术存在的问题,提供了一种高压线巡线机器人自主定位对接充电的控制装置及方法。[0009] 本发明的控制装置所采用的技术方案是:高压线巡线机器人自主定位对接充电的控制装置,其特征在于,包括:
小号侧防震锤和大号侧防震锤,设置在地线上,对称的分布在C型挂板的两边;
太阳能板,设置在高压线塔的地线横担上;
蓄能蓄电池,设置在高压线塔地线横担上;
地线,内嵌于悬锤悬锤线夹内;
悬锤悬锤线夹,设置在C型挂板上;
C型挂板,设置在高压线塔的地线横担上;
C型挂板小号侧挡板和C型挂板大号侧挡板,设置在C型挂板上;
充电座小号侧弹簧,充电座大号侧弹簧,和充电座顶端弹簧,设置在C型挂板上;c型挂板竖直向下,C型挂板小号侧挡板和C型挂板大号侧挡板,对称分布在C型挂板的两侧;
充电座,设置在充电座小号侧弹簧,充电座大号侧弹簧,和充电座顶端弹簧上;
充电座正极铜片和充电座负极铜片,设置在充电座两内侧;蓄能蓄电池的正负两级分别与充电座正极铜片和充电座负极铜片相连接;
充电座磁钢,设置在充电座上;
奇臂外挡板和奇臂内挡板,设置在奇臂压紧支架上;
奇臂外挡板磁钢,内嵌在奇臂外挡板内侧;
奇臂内挡板磁钢,内嵌在奇臂内挡板内侧;
奇臂外挡板弹簧和奇臂内挡板弹簧,设置在奇臂压紧支架上;
奇臂外侧霍尔传感器和奇臂内侧霍尔传感器,分别内嵌于奇臂压紧支架的两侧; 奇臂超声波传感器,内嵌在奇臂压紧支架外端面;
偶臂外挡板和偶臂内挡板,设置在偶臂压紧支架上;
偶臂外挡板磁钢,内嵌在偶臂外挡板内侧;
偶臂内挡板磁钢,内嵌在偶臂内挡板内侧;
偶臂外挡板弹簧和偶臂内挡板弹簧,设置在偶臂压紧支架上;
偶臂外侧霍尔传感器和偶臂内侧霍尔传感器,分别内嵌于偶臂压紧支架的两侧; 偶臂超声波传感器,内嵌在偶臂压紧支架外端面;
奇臂充电插头座,设置在奇臂压紧支架上;
奇臂充电插头正极铜片和奇臂充电插头负极铜片,设置在奇臂充电插头两侧;
奇臂正极铜片应变片,设置在奇臂充电插头正极铜片上;
奇臂负极铜片应变片,设置在奇臂充电插头负极铜片上;
奇臂充电插头霍尔传感器,设置在奇臂充电插头的顶端;
偶臂充电插头座,设置在偶臂压紧支架上;
偶臂充电插头正极铜片和偶臂充电插头负极铜片,设置在偶臂充电插头两侧;
偶臂正极铜片应变片,设置在偶臂充电插头正极铜片上;
偶臂负极铜片应变片,设置在偶臂充电插头负极铜片上;
偶臂充电插头霍尔传感器,设置在偶臂充电插头的顶端;
奇臂压紧机构上限位传感器和奇臂压紧机构下限位传感器,设置在奇臂支架上; 奇臂压紧支架,设置在奇臂支架上; 偶臂压紧支架,设置在偶臂支架上;
偶臂压紧机构上限位传感器和偶臂压紧机构下限位传感器,设置在偶臂支架上;
奇臂支架和偶臂支架,一端分别设置在导轨上,另一端分别与奇臂行走轮和偶臂行走轮连接,所述的奇臂行走轮和偶臂行走轮分别可移动地设置在地线上;
展臂到位传感器和收臂到位传感器,设置在导轨上;
机箱,设置在导轨上;
巡线机器人控制器,设置在机箱内部;
巡线机器人电池,设置在机箱内部;
GPS传感器,设置在机箱内部;
继电器,设置在机箱内部;
整流桥,设置在机箱内部,奇臂正极铜片和偶臂正极铜片和整流桥一输入端相连接,奇臂负极铜片和偶臂负极铜片与整流桥输入另一端相连接,整流桥的输出正负极通过继电器与巡线机器人电池的正负极相连接,巡线机器人控制器控制继电器的开合来控制是否给巡线机器人电池充电。
[0010] 作为优选,所述的太阳能板面朝南方,并与高压线塔的水平面有一定角度。
[0011] 作为优选,所述的蓄能蓄电池,水平布置在高压线塔上。
[0012] 作为优选,所述的地线的铅垂中心面,悬锤线夹的中心面,和充电座的中心面重
口 ο
[0013] 作为优选,所述的充电座小号侧弹簧,充电座大号侧弹簧,和充电座顶端弹簧是3个刚性很强的弹簧。
[0014] 作为优选,所述的奇臂外挡板和偶臂外挡板的中间设置有一个孔,奇臂超声波传感器和偶臂超声波传感器产生的超声波能够通过所述的奇臂外挡板和偶臂外挡板。
[0015] 作为优选,所述的奇臂正极铜片和奇臂负极铜片对称分布在奇臂充电座的两侧,偶臂正极铜片和偶臂负极铜片对称分布在偶臂充电座的两侧。
[0016] 作为优选,所述的奇臂支架和偶臂支架对称分布在导轨中垂面两边,并沿导轨相向运动。
[0017] 作为优选,所述的导轨的长度大于充电座到小号侧防震锤大号侧锤头端面或大号侧防震锤小号侧锤头端面之间的距离。
[0018] 本发明的方法所采用的技术方案是:利用权利要求1所述的高压线巡线机器人自主定位对接充电的控制装置对高压线巡线机器人进行自主定位对接充电的控制方法,其特征在于:巡线机器人的两臂的组成结构和运动方式是完全一样的,并且C型挂板的两边障碍物也是对称分布的,所以高压线巡线机器人不管从杆塔大号侧到杆塔小号侧方向进行充电对接,还是从杆塔小号侧到杆塔大号侧方向进行充电对接,巡线机器人进行自动充电对接的控制方法是一样,其中巡线机器人从杆塔小号侧往杆塔大号侧方向进行自主定位对接充电的控制方法,包括以下步骤:
步骤1:由所述的GPS传感器实时获知巡线机器人的经度和纬度信息,配合安装在巡线机器人控制器内的GIS软件实时监测巡线机器人的具体位置,并计算出巡线机器人相对于前后杆塔和障碍物的距离;
步骤2:巡线机器人控制器根据巡线机器人与前进方向障碍物距离的远近来确定巡线机器人奇臂行走轮和偶臂行走轮在地线上的行驶速度,当距离大于预定阀值时巡线机器人高速行驶,当距离小于或等于预定阀值时巡线机器人用中速行驶;
步骤3:当巡线机器人距离前进方向障碍物距离在预定阀值以内时,巡线机器人控制器应根据所述奇臂超声波传感器的信号是否有信号跳变,来控制奇臂行走轮和偶臂行走轮在地线上是否由中速转为低速行驶;
步骤4:根据奇臂外挡板霍尔传感器是否发生信号跳变,判断巡线机器人是否碰上防震锤,巡线机器人控制器是否使奇臂行走轮和偶臂行走轮停止运动;
步骤5:巡线机器人控制器控制奇臂压紧支架向下运动,根据奇臂压紧支架下限位传感器是否发生信号跳变,判断奇臂压紧支架是否到达最低位置,并控制奇臂压紧支架停止运动;
步骤6:巡线机器人控制器控制奇臂行走轮和偶臂行走轮低速向前运动,检测偶臂内侧霍尔传感器是否发生信号跳变,当有信号跳变时,巡线机器人控制器控制奇臂行走轮和偶臂行走轮停止运动;
步骤7:巡线机器人控制器控制奇臂压紧支架向上运动,以及偶臂压紧支架向下运动,检测奇臂压紧支架上限位传感器和偶臂压紧支架下限位传感器的信号是否发生电平跳变,当奇臂压紧支架上限位传感器发生信号跳变时,控制奇臂压紧支架停止运动,当偶臂压紧支架下限位传感器发生信号跳变时,控制偶臂压紧支架停止运动;
步骤8:巡线机器人控制器控制奇臂行走轮和偶臂行走轮低速向前运动,检测奇臂外侧霍尔传感器是否有信号跳变,当有信号跳变时,控制奇臂行走轮和偶臂行走轮停止运动,并认为巡线机器人已碰检C型挂板小号侧挡板;
步骤9:巡线机器人控制器控制奇臂支架和偶臂支架沿导轨收臂运动,检测收臂到位传感器的信号是否发生信号跳变,当有信号跳变时,则奇臂支架和偶臂支架收臂到位,偶臂支架也通过了小号侧防震锤;
步骤10:巡线机器人控制器控制偶臂压紧支架向上运动,检测偶臂压紧支架上限位传感器信号是否发生信号跳变,当有信号跳变时,停止偶臂压紧支架向上运动;
步骤11:巡线机器人控制器控制奇臂支架和偶臂支架沿导轨展臂运动,检测偶臂外挡板霍尔传感器是否有信号跳变,当有信号跳变时,偶臂外挡板碰检小号侧防震锤,巡线机器人控制器停止展臂运动;
步骤12:巡线机器人控制器控制奇臂压紧支架向下运动,检测奇臂压紧支架下限位传感器信号是否发生信号跳变,当有信号跳变时,停止奇臂压紧支架向下运动;
步骤13:巡线机器人控制器控制奇臂支架和偶臂支架沿导轨展臂运动,运动距离为奇臂充电插头中心面到充电座中心面之间的距离;
步骤14:巡线机器人控制器控制奇臂压紧支架向上运动,以力矩控制的模式,设定力矩电流为,当电流到位后,奇臂压紧支架停止运动;
步骤15:检测奇臂正极铜片应变片和奇臂负极铜片应变片的信号变化情况;
步骤16:若奇臂负极铜片应变片和奇臂正极铜片应变片同时有信号变化,则检测奇臂充电插头霍尔传感器信号是否发生信号跳变?
若发生信号跳变,则充电座和奇臂充电插头对接完成,则跳转执行所述的步骤19 ; 若没有发生信号跳变,则巡线机器人控制器控制奇臂压紧支架向下运动,使充电座与奇臂充电插头松开,然后以力矩模式控制奇臂压紧支架向上运动,力矩电流为上次力矩电流的80%,当电流到位后,奇臂压紧支架停止运动,再回转执行所述的步骤15 ;
步骤17:若奇臂负极铜片应变片先有信号变化,则巡线机器人控制器控制奇臂支架和偶臂支架沿导轨展臂运动,直到奇臂正极铜片应变片有信号变化,则停止展臂运动,并记录展臂运动的距离4,然后以位置模式控制奇臂支架和偶臂支架沿导轨收臂运动,设置位置运动距离为4 /2,然后回转执行所述的步骤14-15;
步骤18:若奇臂正极铜片应变片先有信号变化,则巡线机器人控制器控制奇臂支架和偶臂支架沿导轨收臂运动,直到奇臂负极铜片应变片有信号变化,则停止收臂运动,并记录收臂运动的距离螞,然后以位置模式控制奇臂支架和偶臂支架沿导轨收臂运动,设置位置运动距离为4«/2,然后回转执行所述的步骤14-15;
步骤19:当充电座和奇臂充电插头对接完成后,巡线机器人控制器控制整流桥的正极和负极输出与巡线机器人电池的正极和负极相连机,使储能蓄电池给巡线机器人电池充电。
[0019] 作为优选,步骤2中所述的预定阀值为20m。
[0020] 本发明具有如下优点:
1.可以通过GPS传感器,GIS技术,结合超声波传感器和霍尔传感器相融合的方法,控制机器人在自主充电对接过程中的运行速度,提高了机器人自主充电对接的效率;
2.利用高压输电线路上固有的金具作为自主充电对接过程中的定位参考,降低了自主充电对接装置的复杂度;
3.自主充电对接方法,采用了速度模式,力矩模式,位置模式三种运动模式,有效的避免了在自主充电对接过程中对`充电座和充电插头的损坏;
4.充电插头电极铜片上设置了应变片,通过检测应变片上信号变化的先后顺序,有效判断充电插头和充电座是否完全对中,有效的避免了因充电插头和充电座未较好接触而产生电弧火花的现象发生;
5.通过检测充电插头上霍尔传感器是否有信号跳变,来确定充电插头和充电座是否对接成功,使充电对接过程具有信息反馈的能力;
6.该自主充电对接过程,无需人工干预,无需巡线机器人机载其他设备参与,无需干预巡线机器人正常巡线工作。
[0021]
附图说明
[0022] 图1:为本发明实施例的自主定位对接充电的控制装置示意图。
[0023] 图2:为本发明实施例的奇臂充电插头和充电座细节图。
[0024] 图3:为本发明实施例的机器人自主定位对接充电过程在杆塔间运行的速度控制图。
[0025] 图4:为本发明实施例的奇臂充电插头负极铜片先接触充电座自主对接调整图。
[0026] 图5:为本发明实施例的奇臂充电插头正极铜片先接触充电座自主对接调整图。
[0027] 图6:为本发明实施例的机器人充电对接自主定位流程图。[0028]
具体实施例
[0029] 为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明,下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述,应当理解,此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明,并不用于限定本发明。
[0030] 请见图1、图2、图3、图4和图5,本发明的控制装置所采用的技术方案是:一种高压线巡线机器人自主定位对接充电的控制装置,包括:小号侧防震锤I和大号侧防震锤64,设置在地线63上,对称的分布在C型挂板51的两边;太阳能板49,设置在高压线塔62的地线横担上,太阳能板49面朝南方,并与高压线塔62的水平面有一定角度;蓄能蓄电池50,水平设置在高压线塔62地线横担上;地线63,内嵌于悬锤悬锤线夹52内;
悬锤悬锤线夹52,设置在C型挂板51上;C型挂板51,设置在高压线塔62的地线横担
上;
C型挂板小号侧挡板53和C型挂板大号侧挡板61,设置在C型挂板51上;充电座小号侧弹簧55,充电座大号侧弹簧60,和充电座顶端弹簧54,设置在C型挂板上;C型挂板51竖直向下,C型挂板小号侧挡板53和C型挂板大号侧挡板61,对称分布在C型挂板51的两侧;充电座小号侧弹簧55,充电座大号侧弹簧60,和充电座顶端弹簧54是3个刚性很强的弹簧,在微弱的外界干扰下,充电座56不会相对于C型挂板51相对移动,可认为充电座56与C型挂板51刚性连接;在较大的外界作用下,充电座小号侧弹簧55,充电座大号侧弹簧60,和充电座顶端弹簧54能够缓冲外界较大载荷对C型挂板51的影响;充电座56,设置在充电座小号侧弹簧55,充电座大号侧弹簧60,和充电座顶端弹簧54上,地线63的铅垂中心面,悬锤线夹52的中心面,`和充电座56的中心面重合;充电座正极铜片59和充电座负极铜片57,设置在充电座56两内侧;蓄能蓄电池50的正负两级分别与充电座正极铜片59和充电座负极铜片57相连接;充电座磁钢58,设置在充电座56上;奇臂外挡板44和奇臂内挡板33,设置在奇臂压紧支架40上;奇臂外挡板磁钢42,内嵌在奇臂外挡板44内侧;奇臂内挡板磁钢35,内嵌在奇臂内挡板33内侧;奇臂外挡板弹簧43和奇臂内挡板弹簧34,设置在奇臂压紧支架40上;奇臂外侧霍尔传感器41和奇臂内侧霍尔传感器36,分别内嵌于奇臂压紧支架40的两侧;奇臂超声波传感器45,内嵌在奇臂压紧支架40外端面;偶臂外挡板6和偶臂内挡板20,设置在偶臂压紧支架5上;偶臂外挡板磁钢8,内嵌在偶臂外挡板6内侧;偶臂内挡板磁钢21,内嵌在偶臂内挡板20内侧;偶臂外挡板弹簧7和偶臂内挡板弹簧23,设置在偶臂压紧支架5上;偶臂外侧霍尔传感器9和偶臂内侧霍尔传感器22,分别内嵌于偶臂压紧支架5的两侧;偶臂超声波传感器10,内嵌在偶臂压紧支架5外端面;奇臂外挡板44和偶臂外挡板6的中间设置有一个孔,奇臂超声波传感器45和偶臂超声波传感器10产生的超声波能够通过奇臂外挡板44和偶臂外挡板6 ;奇臂充电插头座46,设置在奇臂压紧支架40上;奇臂充电插头正极铜片48和奇臂充电插头负极铜片31,对称设置在奇臂充电插头46两侧;奇臂正极铜片应变片47,设置在奇臂充电插头正极铜片48上;奇臂负极铜片应变片30,设置在奇臂充电插头负极铜片31上;
奇臂充电插头霍尔传感器29,设置在奇臂充电插头46的顶端;偶臂充电插头座24,设置在偶臂压紧支架5上;偶臂充电插头正极铜片25和偶臂充电插头负极铜片4,对称设置在偶臂充电插头24两侧;偶臂正极铜片应变片26,设置在偶臂充电插头正极铜片25上;偶臂负极铜片应变片3,设置在偶臂充电插头负极铜片4上;偶臂充电插头霍尔传感器27,设置在偶臂充电插头24的顶端;奇臂压紧机构上限位传感器32和奇臂压紧机构下限位传感器39,设置在奇臂支架38上;奇臂压紧支架40,设置在奇臂支架38上;偶臂压紧支架5,设置在偶臂支架13上;偶臂压紧机构上限位传感器11和偶臂压紧机构下限位传感器12,设置在偶臂支架13上;奇臂支架38和偶臂支架13,一端分别设置在导轨14上,另一端分别与奇臂行走轮28和偶臂行走轮2连接,奇臂行走轮28和偶臂行走轮2分别可移动地设置在地线63上;奇臂支架38和偶臂支架13对称分布在导轨14中垂面两边,并沿导轨14相向运动;导轨14的长度大于充电座56到小号侧防震锤I大号侧锤头端面或大号侧防震锤64小号侧锤头端面之间的距离;展臂到位传感器37和收臂到位传感器19,设置在导轨14上;机箱65,设置在导轨14上;巡线机器人控制器16,设置在机箱65内部;巡线机器人电池15,设置在机箱65内部;GPS传感器17,设置在机箱65内部;继电器18,设置在机箱65内部;整流桥66,设置在机箱65内部,奇臂正极铜片48和偶臂正极铜片25和整流桥66 —输入端相连接,奇臂负极铜片31和偶臂负极铜片4与整流桥66输入另一端相连接,整流桥66的输出正负极通过继电器18与巡线机器人电池15的正负极相连接,巡线机器人控制器16控制继电器18的开合来控制是否给巡线机器人电池15充电。
[0031] 本实施例的奇臂充电插头霍尔传感器29或偶臂充电插头霍尔传感器27和充电座磁钢58接触时,奇臂充电座霍尔传感器29或偶臂充电插头霍尔传感器27将产生电平跳变。同样,当奇臂外侧霍尔传感器41,奇臂内侧霍尔传感器36,偶臂外侧霍尔传感器9,和偶臂内侧霍尔传感器22,分别与奇臂外挡板磁钢42,奇臂内挡板磁钢35,偶臂外挡板磁钢8,和偶臂内挡板磁钢21接触时,均会产生电平跳变。
[0032] 本实施例的奇臂外挡板44和奇臂内挡板33可绕奇臂压紧支架40转动。
[0033] 本实施例的偶臂外挡板6和偶臂内挡板20可绕偶臂压紧支架5转动。
[0034] 本实施例的偶臂外挡板弹簧7,偶臂内挡板弹簧23,和奇臂外挡板弹簧43,会随着偶臂外挡板6,偶臂内挡板20,奇臂外挡板44和奇臂内挡板33前是否碰到障碍物而伸缩。
[0035] 当偶臂外挡板6和偶臂内挡板20与偶臂压紧轮支架5贴合时,偶臂外挡板磁钢8和偶臂内挡板磁钢21分别与偶臂外侧霍尔传感器9和偶臂内侧霍尔传感器22贴合。
[0036] 当奇臂外挡板44和奇臂内挡板33与奇臂压紧轮支架46贴合时,奇臂外挡板磁钢42和奇臂内挡板磁钢35分别与奇臂外侧霍尔传感器41和奇臂内侧霍尔传感器36贴合。
[0037] 当奇臂超声波传感器45和偶臂超声波传感器10前方2米左右有障碍物时,奇臂超声波传感器45和偶臂超声波传感器10将产生电平跳变。
[0038] 本实施例的奇臂充电插头座46和偶臂充电插头座24分别在奇臂压紧支架40和偶臂压紧支架5的正中间,当压紧支架摆动时,充电插头的摆动量不会很大。
[0039] 本实施例的当奇臂正极铜片应变片48,奇臂负极铜片应变片31,偶臂正极铜片应变片25,和偶臂负极铜片应变片4受到压力时,会产生电平信号。
[0040] 本实施例的巡线机器人控制器16能够控制奇臂压紧支架40和偶臂压紧支架5分别可沿奇臂支架38和偶臂支架13上下移动。
[0041] 本实施例的奇臂压紧支架40和偶臂压紧支架5分别在奇臂压紧机构上限位和偶臂压紧机构上限位位置时,奇臂压紧机构上限位传感器32和偶臂压紧机构上限位传感器11信号产生电平跳变,奇臂压紧支架40和偶臂压紧支架5处于刚刚与地线63接触的状态,使偶臂行走轮28和奇臂新走轮2不会脱线,保证巡线机器人安全。
[0042] 本实施例的奇臂压紧支架40和偶臂压紧支架5分别在奇臂压紧机构下限位和偶臂压紧机构下限位位置时,奇臂压紧机构下限位传感器39和偶臂压紧机构下限位传感器12信号产生电平跳变,巡线机器人能够通过防震锤等障碍物。
[0043] 本实施例的展臂到位传感器37安装在导轨14的一端,当展臂到位传感器37信号发生电平跳变时,奇臂支架38和偶臂支架13之间的距离最长,距离约等于导轨长度。
[0044] 本实施例的收臂到位传感器19安装在导轨14的中间,当收臂到位传感器37信号发生电平跳变时,奇臂支架38和偶臂支架13之间的距离最短。
[0045] 请见图6,本发明的方法所采用的技术方案是:一种高压线巡线机器人自主定位对接充电的控制方法,巡线机器人的两臂的组成结构和运动方式是完全一样的,并且C型挂板51的两边障碍物也是对称分布的,所以高压线巡线机器人不管从杆塔大号侧到杆塔小号侧方向进行充电对接,还是从杆塔小号侧到杆塔大号侧方向进行充电对接,巡线机器人进行自动充电对接的控制方法是一样,其中巡线机器人从杆塔小号侧往杆塔大号侧方向进行自主定位对接充电的控制方法,包括以下步骤:
步骤1:由GPS传感器17实时获知巡线机器人的经度和纬度信息,配合安装在巡线机器人控制器16内的GIS软件实时监测巡线机器人的具体位置,并计算出巡线机器人相对于前后杆塔和障碍物的距离;
步骤2:巡线机器人控制器16根据巡线机器人与前进方向障碍物距离的远近来确定巡线机器人奇臂行走轮28和偶臂行走轮2在地线63上的行驶速度,当距离大于预定阀值时巡线机器人高速行驶,当距离小于或等于预定阀值时巡线机器人用中速行驶,本实施例的预定阀值为20m;
步骤3:当巡线机器人距离前进方向障碍物距离在预定阀值以内时,巡线机器人控制器16应根据所述奇臂超声波传感器45的信号是否有信号跳变,来控制奇臂行走轮28和偶臂行走轮2在地线63上是否由中速转为低速行驶;
步骤4:根据奇臂外挡板霍尔传感器41是否发生信号跳变,判断巡线机器人是否碰上防震锤,巡线机器人控制器16是否使奇臂行走轮28和偶臂行走轮2停止运动;
步骤5:巡线机器人控制器16控制奇臂压紧支架40向下运动,根据奇臂压紧支架下限位传感器39是否发生信号跳变,判断奇臂压紧支架40是否到达最低位置,并控制奇臂压紧支架40停止运动;
步骤6:巡线机器人控制器16控制奇臂行走轮28和偶臂行走轮2低速向前运动,检测偶臂内侧霍尔传感器22是否发生信号跳变,当有信号跳变时,巡线机器人控制器16控制奇臂行走轮28和偶臂行走轮2停止运动;
步骤7:巡线机器人控制器16控制奇臂压紧支架40向上运动,以及偶臂压紧支架5向下运动,检测奇臂压紧支架上限位传感器32和偶臂压紧支架下限位传感器12的信号是否发生电平跳变,当奇臂压紧支架上限位传感器32发生信号跳变时,控制奇臂压紧支架40停止运动,当偶臂压紧支架下限位传感器12发生信号跳变时,控制偶臂压紧支架停止运动;
步骤8:巡线机器人控制器16控制奇臂行走轮28和偶臂行走轮2低速向前运动,检测奇臂外侧霍尔传感器41是否有信号跳变,当有信号跳变时,控制奇臂行走轮28和偶臂行走轮2停止运动,并认为巡线机器人已碰检C型挂板小号侧挡板53 ;
步骤9:巡线机器人控制器16控制奇臂支架38和偶臂支架13沿导轨14收臂运动,检测收臂到位传感器的信号是否发生信号跳变,当有信号跳变时,则奇臂支架38和偶臂支架13收臂到位,偶臂支架13也通过了小号侧防震锤I ;
步骤10:巡线机器人控制器16控制偶臂压紧支架5向上运动,检测偶臂压紧支架上限位传感器11信号是否发生信号跳变,当有信号跳变时,停止偶臂压紧支架5向上运动;步骤11:巡线机器人控制器16控制奇臂支架38和偶臂支架13沿导轨14展臂运动,检测偶臂外挡板霍尔传感器9是否有信号跳变,当有信号跳变时,偶臂外挡板6碰检小号侧防震锤I,巡线机器人控制器16停止展臂运动;
步骤12:巡线机器人控制器16控制奇臂压紧支架40向下运动,检测奇臂压紧支架下限位传感器39信号是否发生信号跳变,当有信号跳变时,停止奇臂压紧支架40向下运动;步骤13:巡线机器人控制器16控制奇臂支架38和偶臂支架13沿导轨14展臂运动,运动距离为奇臂充电插头48中心面到充电座56中心面之间的距离;
步骤14:巡线机器人控制器16控制奇臂压紧支架40向上运动,以力矩控制的模式,设定力矩电流为,当电流到位后,奇臂压紧支架40停止运动;
步骤15:检测奇臂正极铜片应变片48和奇臂负极铜片应变片31的信号变化情况;步骤16:若奇臂负极铜片应变片31和奇臂正极铜片应变片48同时有信号变化,则检测奇臂充电插头霍尔传感器29信号是否发生信号跳变?
若发生信号跳变,则充电座56和奇臂充电插头48对接完成,则跳转执行步骤19 ;
若没有发生信号跳变,则巡线机器人控制器16控制奇臂压紧支架46向下运动,使充电座56与奇臂充电插头48松开,然后以力矩模式控制奇臂压紧支架40向上运动,力矩电流为上次力矩电流的80%,当电流到位后,奇臂压紧支架40停止运动,再回转执行步骤15 ;步骤17:若奇臂负极铜片应变片31先有信号变化,则巡线机器人控制器16控制奇臂支架38和偶臂支架13沿导轨14展臂运动,直到奇臂正极铜片应变片48有信号变化,则停止展臂运动,并记录展臂运动的距离4,然后以位置模式控制奇臂支架38和偶臂支架13沿导轨14收臂运动,设置位置运动距离为4 /2,然后回转执行步骤14-15 ;
步骤18:若奇臂正极铜片应变片48先有信号变化,则巡线机器人控制器16控制奇臂支架38和偶臂支架13沿导轨14收臂运动,直到奇臂负极铜片应变片48有信号变化,则停止收臂运动,并记录收臂运动的距离螞,然后以位置模式控制奇臂支架38和偶臂支架13沿导轨14收臂运动,设置位置运动距离为4 /2,然后回转执行步骤14-15 ;
步骤19:当充电座56和奇臂充电插头48对接完成后,巡线机器人控制器16控制整流桥66的正极和负极输出与巡线机器人电池15的正极和负极相连机,使储能蓄电池50给巡线机器人电池15充电。
[0046] 本实施例的巡线机器人控制器16内安装了 GIS软件,建立了巡检的高压输电线路的信息系统,GPS传感器17能够实时监测巡线机器人的具体位置,巡线机器人控制器16能够控制奇臂支架38和偶臂支架13沿导轨14收臂和展臂运动。
[0047] 本实施例的巡线机器人在档段间行走时,奇臂压紧支架40和偶臂压紧支架5处在奇臂压紧机构上限位和偶臂压紧机构上限位位置处,奇臂外挡板46,奇臂内挡板33,偶臂外挡板6,和偶臂内挡板20能碰检到防震锤,C型挂板小号侧挡板53和C型挂板大号侧挡板61,奇臂超声波传感器45和偶臂超声波传感器10发出的超声波信号能发送到防震锤端面,从而使超声波传感器的信号发生电平跳变。
[0048] 本实施例的巡线机器人控制器16可以控制奇臂行走轮28,偶臂行走轮2,奇臂压紧机架46,偶臂压紧机架5,收臂和展臂运动按速度模式,力矩模式,和位置模式三种运动模式运动,一般不特殊说明,巡线机器人控制器16按速度模式进行控制。在充电座56和奇臂充电插头48进行对接的过程中,偶臂外侧挡板33应紧贴着小号侧防震锤I的左边锤头端面。一方面,防止在充电对接的过程中,巡线机器人因为偶臂压紧支架5压底线63的压紧力不够产生滑动,另一方面,为巡线机器人在充电对接过程中,提供定位基准参考面。
[0049] 本实施例当奇臂负极铜片应变片31和奇臂正极铜片应变片48同时有信号变化,而奇臂充电插头霍尔传感器29信号没有发生信号跳变,很大原因是设置的力矩电流太大,奇臂压紧支架40在力矩模式向上运动时,将充电座56旁的弹簧压变形,所以应设小力矩模式下的力矩电流,再重新进行充电对接。
[0050] 本发明的工作流程是:
步骤1:检测上述充电对接自主定位装置是否各部分正常,具体包括:巡线机器人控制器16能否有效控制奇臂行走轮28、偶臂行走轮2、奇臂压紧支架40,偶臂压紧支架5、奇臂支架38、偶臂支架13正常运动。巡线机器人控制器16能否控制继电器18正常开合。GPS传感器17能否返回巡线机器人的经度和纬度信息,并根据GIS软件,获知巡线机器人的具体位置。将奇臂内档板33和奇臂外挡板44贴近奇臂压紧支架40,检测奇臂外测霍尔传感器41和奇臂内侧传感器36是否有信号跳变。将偶臂内档板20和偶臂外挡板6贴近偶臂压紧支架5,检测偶臂外测霍尔传感器8和偶臂内侧传感器22是否有信号跳变。检测奇臂充电插头霍尔传感器29和偶臂充电插头霍尔传感器27在贴近充电座磁钢58时,是否有信号跳变。检测奇臂超声波传感器45和偶臂超声波传感器10前方遇到障碍物时是否有信号跳变。检测奇臂正极铜片应变片47、奇臂负极铜片应变片30、偶臂正极铜片应变片26和偶臂负极铜片应变片3受力后是否有信号变化。检测展臂到位传感器37、收臂到位传感器19、奇臂压紧支架上限位传感器32、奇臂压紧支架下限位传感器39、偶臂压紧支架上限位传感器11、和偶臂压紧支架下限位传感器12是否有信号跳变。一切部件工作正常后,进行下一步骤;
步骤2:通过地面基站发送巡线机器人充电指令,巡线机器人根据GPS传感器17获取所在位置的经度和纬度信息,根据GIS软件,得到巡线机器人在地线63的具体位置,并计算出巡线机器人相对于前后杆塔和障碍物的距离。现以巡线机器人在档段中间,从小号侧杆塔往大号侧杆塔方向行驶,在行驶的过程中,奇臂压紧支架和偶臂压紧支架分别在奇臂压紧支架上限位位置和偶臂压紧支架上限位位置处;
步骤3:当巡线机器人距离前进方向障碍物距离大于20m时,巡线机器人控制器16控制奇臂行走轮28和偶臂行走轮2在地线63上高速行驶;
步骤4:当巡线机器人距离前进方向障碍物距离不大于20m时,巡线机器人控制器16控制奇臂行走轮28和偶臂行走轮2在地线63上中速行驶;
步骤5:检测奇臂超声波传感器45是否有信号跳变,当有信号跳变时,巡线机器人控制器16控制奇臂行走轮28和偶臂行走轮2在地线63上低速行驶;
步骤6:检测奇臂外侧霍尔传感器41是否有信号跳变,当有信号跳变时,巡线机器人控制器16控制奇臂行走轮28和偶臂行走轮2停止运动;
步骤7:巡线机器人控制器16控制奇臂压紧支架40向下运动,检测奇臂压紧支架下限位传感器39是否发生信号跳变,当有信号跳变时,控制奇臂压紧支架40停止运动;
步骤8:巡线机器人控制器16控制奇臂行走轮28和偶臂行走轮2低速向前运动,检测偶臂内侧霍尔传感器22是否发生信号跳变,当有信号跳变时,巡线机器人控制器16控制奇臂行走轮28和偶臂行走轮2停止运动;
步骤9:巡线机器人控制器16控制奇臂压紧支架40向上运动,以及偶臂压紧支架5向下运动,检测奇臂压紧支架上限位传感器32和偶臂压紧支架下限位传感器12的信号是否发生电平跳变,当奇臂压紧支架上限位传感器32发生信号跳变时,控制奇臂压紧支架40停止运动,当偶臂压紧支架下限位传感器12发生信号跳变时,控制偶臂压紧支架停止运动;
步骤10:巡线机器人控制器16控制奇臂行走轮28和偶臂行走轮2低速向前运动,检测奇臂外侧霍尔传感器41是否有信号跳变,当有信号跳变时,控制奇臂行走轮28和偶臂行走轮2停止运动,并认为巡线机器人已碰检C型挂板小号侧挡板53 ;
步骤11:巡线机器人控制器16控制奇臂支架38和偶臂支架13沿导轨14收臂运动,检测收臂到位传感器19是否发生信号跳变,当有信号跳变时,则奇臂支架38和偶臂支架13收臂到位,偶臂支架13也通过了小号侧防震锤I ;
步骤12:巡线机器人控制器16控制偶臂压紧支架5向上运动,检测偶臂压紧支架上限位传感器11是否发生信号跳变,当有信号跳变时,停止偶臂压紧支架5向上运动;
步骤13:巡线机器人控制器16控制奇臂支架38和偶臂支架13沿导轨14展臂运动,检测偶臂外挡板霍尔传感器9是否有信号跳变,当有信号跳变时,偶臂外挡板6碰检小号侧防震锤I,巡线机器人控制器16停止展臂运动;
步骤14:巡线机器人控制器16控制奇臂压紧支架40向下运动,检测奇臂压紧支架下限位传感器39是否发生信号跳变,当有信号跳变时,停止奇臂压紧支架40向下运动;
步骤15:巡线机器人控制器16以位置模式控制奇臂支架38和偶臂支架13沿导轨14展臂运动,运动距离为奇臂充电插头48中心面到充电座56中心面之间的距离;
步骤16:巡线机器人控制器16控制奇臂压紧支架40向上运动,以力矩模式,设定力矩电流为,当电流到位后,奇臂压紧支架40停止运动;
步骤17:检测奇臂正极铜片应变片48和奇臂负极铜片应变片31的信号变化情况;步骤18:若奇臂负极铜片应变片31和奇臂正极铜片应变片48同时有信号变化,则检测奇臂充电插头霍尔传感器29是否发生信号跳变,若发生信号跳变,则充电座56和奇臂充电插头48对接完成,则跳转执行下述步骤23 ;
步骤18:若没有发生信号跳变;
步骤19:巡线机器人控制器16以位置模式控制奇臂压紧支架46向下运动4使充电座56与奇臂充电插头48松开,然后以力矩模式控制奇臂压紧支架40向上运动,力矩电流为上次力矩电流的80%,当电流到位后,奇臂压紧支架40停止运动,再进行步骤17 ;
步骤20:若奇臂负极铜片应变片31和奇臂正极铜片应变片48同时有信号变化,而奇臂充电插头霍尔传感器29仍没有信号,则进行步骤19,直到奇臂负极铜片应变片31和奇臂正极铜片应变片48不同时有信号变化;
步骤21:若奇臂负极铜片应变片31先有信号变化,则巡线机器人控制器16控制奇臂支架38和偶臂支架13沿导轨14展臂运动,直到奇臂正极铜片应变片48有信号变化,则停止展臂运动,并记录展臂运动的距离4,然后以位置模式控制奇臂支架38和偶臂支架13沿导轨14收臂运动,设置位置运动距离为4 2,然后重复步骤16-17 ;
步骤22:若奇臂正极铜片应变片48先有信号变化,则巡线机器人控制器16控制奇臂支架38和偶臂支架13沿导轨14收臂运动,直到奇臂负极铜片应变片48有信号变化,则停止收臂运动,并记录收臂运动的距离螞,然后以位置模式控制奇臂支架38和偶臂支架13沿导轨14收臂运动,设置位置运动距离为禹/2,然后重复步骤16-17 ;
步骤23:当充电座56和奇臂充电插头48对接完成后,巡线机器人控制器16控制整流桥66的正极和负极输出与巡线机器人电池15的正极和负极相连机,使储能蓄电池50给巡线机器人电池15充电;
步骤24:当巡线机器人在任一步骤中接收到停止命令时,巡线机器人立即刹车并暂停所有检测与控制策略,等待地面基站发出其他控制指令。
[0051] 尽管本文较多地使用了小号侧防震锤1、偶臂行走轮2、偶臂负极铜片应变片3、偶臂充电插头负极铜片4、偶臂压紧支架5、偶臂外挡板6、偶臂外挡板弹簧7、偶臂外侧磁钢8、偶臂外侧霍尔传感器9、偶臂超声波传感器10、偶臂压紧机构上限位传感器11、偶臂压紧机构下限位传感器12、偶臂支架13、导轨14、巡线机器人电池15、巡线机器人控制器16、GPS传感器17、继电器18、收臂到位传感器19、偶臂内挡板20、偶臂内挡板磁钢21、偶臂内侧霍尔传感器22、偶臂内挡板弹簧23、偶臂充电插头座24、偶臂充电插头正极铜片25、偶臂正极铜片应变片26、偶臂充电插头霍尔传感器27、偶臂行走轮28、奇臂充电插头霍尔传感器29、奇臂负极铜片应变片30、奇臂充电插头负极铜片31、奇臂压紧机构上限位传感器32、奇臂内挡板33、奇臂内挡板弹簧34、奇臂内挡板磁钢35、奇臂内侧霍尔传感器36、展臂到位传感器37、奇臂支架38、奇臂压紧机构下限位传感器39、奇臂压紧支架40、奇臂外侧霍尔传感器41、奇臂外挡板磁钢42、奇臂外挡板弹簧43、奇臂外挡板44、奇臂超声波传感器45、奇臂充电插头座46、奇臂正极铜片应变片47、奇臂充电插头正极铜片48、太阳能板49、蓄能蓄电池50、C型挂板51、悬锤线夹52、C型挂板小号侧挡板53、充电座顶端弹簧54、充电座小号侧弹簧55、充电座56、充电座负极铜片57、充电座磁钢58、充电座正极铜片59、充电座大号侧弹簧60、C型挂板大号侧挡板61、高压线塔62、地线63、大号侧防震锤64、机箱65、整流桥66等术语,但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质,把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
[0052] 本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例作各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代,但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (11)

1.高压线巡线机器人自主定位对接充电的控制装置,其特征在于,包括: 小号侧防震锤(I)和大号侧防震锤(64),设置在地线(63)上,对称的分布在C型挂板(51)的两边; 太阳能板(49),设置在高压线塔(62)的地线横担上; 蓄能蓄电池(50),设置在高压线塔(62)地线横担上; 地线(63),内嵌于悬锤悬锤线夹(52)内; 悬锤悬锤线夹(52 ),设置在C型挂板(51)上; C型挂板(51),设置在高压线塔(62)的地线横担上; C型挂板小号侧挡板(53)和C型挂板大号侧挡板(61),设置在C型挂板(51)上; 充电座小号侧弹簧(55),充电座大号侧弹簧(60),和充电座顶端弹簧(54),设置在C型挂板上;C型挂板(51)竖直向下,C型挂板小号侧挡板(53)和C型挂板大号侧挡板(61),对称分布在C型挂板(51)的两侧; 充电座(56),设置在充电座小号侧弹簧(55),充电座大号侧弹簧(60),和充电座顶端弹簧(54)上; 充电座正极铜片(59)和充电座负极铜片(57),设置在充电座(56)两内侧;蓄能蓄电池(50)的正负两级分别与充电座正极铜片(59)和充电座负极铜片(57)相连接; 充电座磁钢(58),设置在充电座(56)`上; 奇臂外挡板(44)和奇臂内挡板(33),设置在奇臂压紧支架(40)上; 奇臂外挡板磁钢(42),内嵌在奇臂外挡板(44)内侧; 奇臂内挡板磁钢(35),内嵌在奇臂内挡板(33)内侧; 奇臂外挡板弹簧(43)和奇臂内挡板弹簧(34),设置在奇臂压紧支架(40)上; 奇臂外侧霍尔传感器(41)和奇臂内侧霍尔传感器(36),分别内嵌于奇臂压紧支架(40)的两侧; 奇臂超声波传感器(45),内嵌在奇臂压紧支架(40)外端面; 偶臂外挡板(6)和偶臂内挡板(20),设置在偶臂压紧支架(5)上; 偶臂外挡板磁钢(8),内嵌在偶臂外挡板(6)内侧; 偶臂内挡板磁钢(21),内嵌在偶臂内挡板(20)内侧; 偶臂外挡板弹簧(7)和偶臂内挡板弹簧(23),设置在偶臂压紧支架(5)上; 偶臂外侧霍尔传感器(9)和偶臂内侧霍尔传感器(22),分别内嵌于偶臂压紧支架(5)的两侧; 偶臂超声波传感器(10),内嵌在偶臂压紧支架(5)外端面; 奇臂充电插头座(46),设置在奇臂压紧支架(40)上; 奇臂充电插头正极铜片(48)和奇臂充电插头负极铜片(31),设置在奇臂充电插头(46)两侧; 奇臂正极铜片应变片(47),设置在奇臂充电插头正极铜片(48)上; 奇臂负极铜片应变片(30),设置在奇臂充电插头负极铜片(31)上; 奇臂充电插头霍尔传感器(29),设置在奇臂充电插头(46)的顶端; 偶臂充电插头座(24),设置在偶臂压紧支架(5)上; 偶臂充电插头正极铜片(25)和偶臂充电插头负极铜片(4),设置在偶臂充电插头(24)两侧; 偶臂正极铜片应变片(26),设置在偶臂充电插头正极铜片(25)上; 偶臂负极铜片应变片(3),设置在偶臂充电插头负极铜片(4)上; 偶臂充电插头霍尔传感器(27),设置在偶臂充电插头(24)的顶端; 奇臂压紧机构上限位传感器(32)和奇臂压紧机构下限位传感器(39),设置在奇臂支架(38)上; 奇臂压紧支架(40),设置在奇臂支架(38)上; 偶臂压紧支架(5),设置在偶臂支架(13)上; 偶臂压紧机构上限位传感器(11)和偶臂压紧机构下限位传感器(12),设置在偶臂支架(13)上; 奇臂支架(38)和偶臂支架(13),一端分别设置在导轨(14)上,另一端分别与奇臂行走轮(28)和偶臂行走轮(2)连接,所述的奇臂行走轮(28)和偶臂行走轮(2)分别可移动地设置在地线(63)上; 展臂到位传感器(37)和收臂到位传感器(19),设置在导轨(14)上; 机箱(65),设置在导轨(14)上; 巡线机器人控制器(16),设置在机箱(65)内部;` 巡线机器人电池(15),设置在机箱(65)内部; GPS传感器(17),设置在机箱(65)内部; 继电器(18),设置在机箱(65)内部; 整流桥(66 ),设置在机箱(65 )内部,奇臂正极铜片(48 )和偶臂正极铜片(25 )和整流桥(66)—输入端相连接,奇臂负极铜片(31)和偶臂负极铜片(4)与整流桥(66)输入另一端相连接,整流桥(66)的输出正负极通过继电器(18)与巡线机器人电池(15)的正负极相连接,巡线机器人控制器(16)控制继电器(18)的开合来控制是否给巡线机器人电池(15)充电。
2.根据权利要求1所述的高压线巡线机器人自主定位对接充电的控制装置,其特征在于:所述的太阳能板(49)面朝南方,并与高压线塔(62)的水平面有一定角度。
3.根据权利要求1所述的高压线巡线机器人自主定位对接充电的控制装置,其特征在于:所述的蓄能蓄电池(50),水平布置在高压线塔(62)上。
4.根据权利要求1所述的高压线巡线机器人自主定位对接充电的控制装置,其特征在于:所述的地线(63)的铅垂中心面,悬锤线夹(52)的中心面,和充电座(56)的中心面重合。
5.根据权利要求1所述的高压线巡线机器人自主定位对接充电的控制装置,其特征在于:所述的充电座小号侧弹簧(55),充电座大号侧弹簧(60),和充电座顶端弹簧(54)是3个刚性很强的弹簧;(在微弱的外界干扰下,充电座(56)不会相对于C型挂板(51)相对移动,可认为充电座(56)与C型挂板(51)刚性连接;在较大的外界作用下,充电座小号侧弹簧(55),充电座大号侧弹簧(60),和充电座顶端弹簧(54)能够缓冲外界较大载荷对C型挂板(51)的影响。
6.根据权利要求1所述的高压线巡线机器人自主定位对接充电的控制装置,其特征在于:所述的奇臂外挡板(44)和偶臂外挡板(6)的中间设置有一个孔,奇臂超声波传感器(45)和偶臂超声波传感器(10)产生的超声波能够通过所述的奇臂外挡板(44)和偶臂外挡板(6 )。
7.根据权利要求1所述的高压线巡线机器人自主定位对接充电的控制装置,其特征在于:所述的奇臂正极铜片(48)和奇臂负极铜片(31)对称分布在奇臂充电座(46)的两侧,偶臂正极铜片(25)和偶臂负极铜片(4)对称分布在偶臂充电座(24)的两侧。
8.根据权利要求1所述的高压线巡线机器人自主定位对接充电的控制装置,其特征在于:所述的奇臂支架(38)和偶臂支架(13)对称分布在导轨(14)中垂面两边,并沿导轨(14)相向运动。
9.根据权利要求1所述的高压线巡线机器人自主定位对接充电的控制装置,其特征在于:所述的导轨(14)的长度大于充电座(56)到小号侧防震锤(I)大号侧锤头端面或大号侧防震锤(64)小号侧锤头端面之间的距离。
10.利用权利要求1所述的高压线巡线机器人自主定位对接充电的控制装置对高压线巡线机器人进行自主定位对接充电的控制方法,其特征在于:巡线机器人的两臂的组成结构和运动方式是完全一样的,并且C型挂板(51)的两边障碍物也是对称分布的,所以高压线巡线机器人不管从杆塔大号侧到杆塔小号侧方向进行充电对接,还是从杆塔小号侧到杆塔大号侧方向进行充电对接,巡线机器人进行自动充电对接的控制方法是一样,其中巡线机器人从杆塔小号侧往杆塔大号侧方向进行自主定位对接充电的控制方法,包括以下步骤: 步骤1:由所述的GPS传感器(17)实时获知巡线机器人的经度和纬度信息,配合安装在巡线机器人控制器(16)内的GIS软件实时监测巡线机器人的具体位置,并计算出巡线机器人相对于前后杆塔和障碍物的距离; 步骤2:巡线机器人控制器(16)根据巡线机器人与前进方向障碍物距离的远近来确定巡线机器人奇臂行走轮(28) 和偶臂行走轮(2)在地线(63)上的行驶速度,当距离大于预定阀值时巡线机器人高速行驶,当距离小于或等于预定阀值时巡线机器人用中速行驶; 步骤3:当巡线机器人距离前进方向障碍物距离在预定阀值以内时,巡线机器人控制器(16)应根据所述奇臂超声波传感器(45)的信号是否有信号跳变,来控制奇臂行走轮(28)和偶臂行走轮(2)在地线(63)上是否由中速转为低速行驶;步骤4:根据奇臂外挡板霍尔传感器(41)是否发生信号跳变,判断巡线机器人是否碰上防震锤,巡线机器人控制器(16 )是否使奇臂行走轮(28 )和偶臂行走轮(2 )停止运动;步骤5:巡线机器人控制器(16)控制奇臂压紧支架(40)向下运动,根据奇臂压紧支架下限位传感器(39)是否发生信号跳变,判断奇臂压紧支架(40)是否到达最低位置,并控制奇臂压紧支架(40)停止运动; 步骤6:巡线机器人控制器(16)控制奇臂行走轮(28)和偶臂行走轮(2)低速向前运动,检测偶臂内侧霍尔传感器(22)是否发生信号跳变,当有信号跳变时,巡线机器人控制器(16)控制奇臂行走轮(28)和偶臂行走轮(2)停止运动; 步骤7:巡线机器人控制器(16)控制奇臂压紧支架(40)向上运动,以及偶臂压紧支架(5)向下运动,检测奇臂压紧支 架上限位传感器(32)和偶臂压紧支架下限位传感器(12)的信号是否发生电平跳变,当奇臂压紧支架上限位传感器(32)发生信号跳变时,控制奇臂压紧支架(40)停止运动,当偶臂压紧支架下限位传感器(12)发生信号跳变时,控制偶臂压紧支架停止运动; 步骤8:巡线机器人控制器(16 )控制奇臂行走轮(28 )和偶臂行走轮(2 )低速向前运动,检测奇臂外侧霍尔传感器(41)是否有信号跳变,当有信号跳变时,控制奇臂行走轮(28)和偶臂行走轮(2)停止运动,并认为巡线机器人已碰检C型挂板小号侧挡板(53); 步骤9:巡线机器人控制器(16)控制奇臂支架(38)和偶臂支架(13)沿导轨(14)收臂运动,检测收臂到位传感器的信号是否发生信号跳变,当有信号跳变时,则奇臂支架(38)和偶臂支架(13)收臂到位,偶臂支架(13)也通过了小号侧防震锤(I); 步骤10:巡线机器人控制器(16)控制偶臂压紧支架(5)向上运动,检测偶臂压紧支架上限位传感器(11)信号是否发生信号跳变,当有信号跳变时,停止偶臂压紧支架(5)向上运动; 步骤11:巡线机器人控制器(16)控制奇臂支架(38)和偶臂支架(13)沿导轨(14)展臂运动,检测偶臂外挡板霍尔传感器(9)是否有信号跳变,当有信号跳变时,偶臂外挡板(6)碰检小号侧防震锤(I),巡线机器人控制器(16 )停止展臂运动; 步骤12:巡线机器人控制器(16)控制奇臂压紧支架(40)向下运动,检测奇臂压紧支架下限位传感器(39)信号是否发生信号跳变,当有信号跳变时,停止奇臂压紧支架(40)向下运动; 步骤13:巡线机器人控制器(16)控制奇臂支架(38)和偶臂支架(13)沿导轨(14)展臂运动,运动距离为奇臂充电插头(48)中心面到充电座(56)中心面之间的距离; 步骤14:巡线机器人控制器(16)控制奇臂压紧支架(40)向上运动,以力矩控制的模式,设定力矩电流为,当电流到位后,奇臂压紧支架(40)停止运动; 步骤15:检测奇臂正极铜片应变片(`48)和奇臂负极铜片应变片(31)的信号变化情况; 步骤16:若奇臂负极铜片应变片(31)和奇臂正极铜片应变片(48)同时有信号变化,则检测奇臂充电插头霍尔传感器(29)信号是否发生信号跳变? 若发生信号跳变,则充电座(56)和奇臂充电插头(48)对接完成,则跳转执行所述的步骤19 ; 若没有发生信号跳变,则巡线机器人控制器(16)控制奇臂压紧支架(46)向下运动,使充电座(56)与奇臂充电插头(48)松开,然后以力矩模式控制奇臂压紧支架(40)向上运动,力矩电流为上次力矩电流的80%,当电流到位后,奇臂压紧支架(40)停止运动,再回转执行所述的步骤15 ; 步骤17:若奇臂负极铜片应变片(31)先有信号变化,则巡线机器人控制器(16)控制奇臂支架(38)和偶臂支架(13)沿导轨(14)展臂运动,直到奇臂正极铜片应变片(48)有信号变化,则停止展臂运动,并记录展臂运动的距离碑,然后以位置模式控制奇臂支架(38)和偶臂支架(13)沿导轨(14)收臂运动,设置位置运动距离为4 /2,然后回转执行所述的步骤14-15; 步骤18:若奇臂正极铜片应变片(48)先有信号变化,则巡线机器人控制器(16)控制奇臂支架(38)和偶臂支架(13)沿导轨(14)收臂运动,直到奇臂负极铜片应变片(48)有信号变化,则停止收臂运动,并记录收臂运动的距离蜷,然后以位置模式控制奇臂支架(38)和偶臂支架(13)沿导轨(14)收臂运动,设置位置运动距离为4 ),然后回转执行所述的步骤14-15 ; 步骤19:当充电座(56)和奇臂充电插头(48)对接完成后,巡线机器人控制器(16)控制整流桥(66)的正极和负极输出与巡线机器人电池(15)的正极和负极相连机,使储能蓄电池(50)给巡线机器人电池(15)充电。
11.根据权利要求10所述的高压线巡线机器人自主定位对接充电的控制方法,其特征在于:步骤2中所述 的预定阀值为20m。
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