CN111815797B - 一种用于电力巡检机器人的监控装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于电力巡检机器人的监控装置，电力巡检机器人包括机箱和装配于机箱上的悬挂运动机构、机械臂和监控装置，该监控装置包括软体云台、摄像头和控制器；软体云台包括定板、动板和多个软体驱动器，定板固定在机箱的表面且与多个软体驱动器的一端连接，动板与多个软体驱动器的另一端连接；摄像头连接在软体云台的动板上，用于跟随动板移动且在移动过程中摄取作业图像；控制器设于机箱的内部，与软体云台连接；控制器用于驱动软体云台中多个软体驱动器分别做伸缩运动，通过稳定动板的空间姿态抵消摄像头的摄像抖动。采用软体云台代替以往监控装置中配合摄像头使用的商用二轴云台，可以有效地减轻云台的自身重量，达到灵活驱动云台的应用效果。

Description

一种用于电力巡检机器人的监控装置
技术领域
本发明涉及电力巡检技术领域，具体涉及一种用于电力巡检机器人的监控装置。
背景技术
当前，在高压输电线路带电巡检作业的场景中，普遍使用电力巡检机器人代替人工巡检作业，具有安全、高效的应用优势。电力巡检机器人通常包括机器人本体、悬挂运动机构、机械臂，其中悬挂运动机构通过滑动轮吊装在输电线缆上，将线缆作为行进的轨道，牵引机器人本体移动并具备一定跨越障碍的能力；多关节机械臂安装在机器人本体上，通过配合特定功能的末端执行器对线缆进行检测、维修、障碍物清理等带电作业。
电力巡检机器人上往往还会装设监控机构，比如将监控机构装设在机器人本体上，实时拍摄带电作业现场的画面并回传至用户终端设备，方便用户观察作业现场并远程控制机械臂和末端执行器的动作。现有的监控机构还存在一些不足，比如结构复杂且重量较大，监控机构的电机驱动组件裸露在外且需要进行额外的电磁防护，增加了机构本身的重量和装配工艺的复杂程度；监控机构会随着线缆的摆动而产生拍摄抖动，导致回传画面的晃动和模糊情形发生，严重干扰操作人员的观察效果，致使电力巡检机器人带电作业的监测效果大打折扣。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是：现有电力巡检机器人中的监控机构存在结构笨重、电磁防护性能差、拍摄抖动的问题，降低了输电线路带电巡检的作业效果。
为解决上述技术问题，本申请提供一种用于电力巡检机器人的监控装置，所述电力巡检机器人包括机箱和装配于机箱上的悬挂运动机构、机械臂，其特征在于，还包括装配于机箱上的监控装置，所述监控装置包括软体云台、摄像头和控制器；所述软体云台包括定板、动板和多个软体驱动器，所述定板固定在所述机箱的表面且与所述多个软体驱动器的一端连接，所述动板与所述多个软体驱动器的另一端连接；所述摄像头连接在所述软体云台的动板上，用于跟随所述动板移动且在移动过程中摄取作业图像；所述控制器设于所述机箱的内部，与所述软体云台连接；所述控制器用于驱动所述软体云台中多个软体驱动器分别做伸缩运动，以调整所述动板的空间姿态。
在所述软体云台中，所述多个软体驱动器设置于所述定板和所述动板之间，且在所述定板上形成四边形的分布形态。
每个所述软体驱动器具有可折叠的壳体，所述壳体的内部形成有容纳流体的空腔，所述壳体连接至所述定板的一端设有连通空腔的流体管道；所述壳体用于在流体管道注入流体时进行线性伸长，在流体管道吸出流体时进行线性缩短。
所述控制器包括流体泵、多个电磁阀门、多个压力传感器、运动传感器和中央处理器；连通所述多个软体驱动器的流体管道分别与所述多个电磁阀门的输出端一一对应连接，所述多个电磁阀门的输入端均与所述流体泵连接；所述多个压力传感器分别设于所述多个软体驱动器连通的流体管道内，用于分别检测所在流体管道内的流体压力；所述运动传感器用于检测所述机箱的运动惯性；所述流体泵、所述多个电磁阀门、所述多个压力传感器、所述运动传感器均与所述中央处理器信号连接，所述中央处理器用于根据所述运动传感器检测到的运动惯性和所述多个压力传感器分别检测到的流体压力控制所述流体泵和所述多个电磁阀门动作，通过驱动注入或吸出流体调节所述多个软体驱动器到达各自伸缩所需的流体压力。
所述控制器还包括状态感知电路，所述状态感知电路与所述运动传感器、所述多个压力传感器和所述中央处理器信号连接，用于将所述运动传感器检测到的运动惯性和所述多个压力传感器检测到的流体压力转换为所述中央处理器可感知的状态信息。
所述中央处理器对所述软体云台的控制过程包括：所述中央处理器获取运动惯性的状态信息和流体压力的状态信息；所述中央处理器根据运动惯性的状态信息计算得到稳定所述动板的空间姿态时所述多个软体驱动器各自的目标位移量；所述中央处理器根据所述多个软体驱动器各自的目标位移量计算得到所述多个软体驱动器各自伸缩所需的流体压力；所述中央处理器向所述流体泵和所述多个电磁阀门分别发送调节指令，根据所述调节指令和流体压力的状态信息驱动注入或吸出流体调节所述多个软体驱动器达到各自伸缩所需的流体压力；所述多个软体驱动器用于分别提供与所述运动惯性相反的运动量，以运动补偿的方式稳定所述动板的空间姿态。
所述运动惯性包括所述机箱的摆动方向、摆动位移和摆动角度；若所述中央处理器判断所述机箱上下摆动，则发送调节指令控制所述多个电磁阀门和所述流体泵动作，并向所述多个软体驱动器分别注入或吸出流体，由所述多个软体驱动器分别提供与上下摆动相反的位移量以稳定所述动板的空间姿态；若所述中央处理器判断所述机箱左右摆动，则发送调节指令控制所述多个电磁阀门和所述流体泵动作，并向所述多个软体驱动器中左右分布的两个软体驱动器分别注入或吸出流体，由左右的两个软体驱动器分别提供与左右摆动相反的角度量以稳定所述动板的空间姿态；若所述中央处理器判断所述机箱前后摆动，则发送调节指令控制所述多个电磁阀门和所述流体泵动作，并向所述多个软体驱动器中前后分布的两个软体驱动器分别注入或吸出流体，由前后的两个软体驱动器分别提供与前后摆动相反的角度量以稳定所述动板的空间姿态。
所述控制器还包括通信电路，所述通信电路、所述摄像头与所述中央处理器信号连接；所述通信电路用于将所述摄像头摄取的作业图像传输至用户终端，以及接收用户终端向所述中央处理器发送的针对所述软体云台的控制信号。
所述机箱的内侧设有包围所述控制器的电磁屏蔽隔层，所述电磁屏蔽隔层用于对所述控制器进行电磁屏蔽。
所述软体云台的动板上固定有摄像头夹具，所述摄像头夹具用于夹持所述摄像头；所述摄像头面向所述机械臂的作业区域，以对所述机械臂的作业工况进行实时摄像。
本申请的有益效果是：
依据上述实施例的一种用于电力巡检机器人的监控装置，电力巡检机器人包括机箱和装配于机箱上的悬挂运动机构、机械臂，还包括装配于机箱上的监控装置，该监控装置包括软体云台、摄像头和控制器；软体云台包括定板、动板和多个软体驱动器，定板固定在机箱的表面且与多个软体驱动器的一端连接，动板与多个软体驱动器的另一端连接；摄像头连接在软体云台的动板上，用于跟随动板移动且在移动过程中摄取作业图像；控制器设于机箱的内部，与软体云台连接；控制器用于驱动软体云台中多个软体驱动器分别做伸缩运动，通过稳定动板的空间姿态抵消摄像头的摄像抖动。第一方面，由于采用软体云台代替以往监控装置中配合摄像头使用的商用二轴云台，有效地减轻云台的自身重量，达到灵活驱动云台的应用效果；第二方面，由于软体云台仅包括定板、动板和多个软体驱动器，不涉及伺服电机等组件，因此不需要进行额外的电磁防护，具有自重小、结构简单、维护容易的优势；第三方面，由于针对软体云台的控制器，将控制器包括的各电子元器件整合在了电力巡检机器人的机箱内部，使得机箱内部的功能器件得以有效配合，并且仅在机箱内部对所有功能器件进行电磁防护即可，利于提升监控装置的电磁防护性能；第四方面，由于控制器包括流体泵、多个电磁阀门、多个压力传感器和中央处理器，使得中央处理器可以向流体泵和多个电磁阀门分别发送调节指令，驱动注入或吸出流体调节多个软体驱动器达到各自伸缩所需的流体压力，利于在多个软体驱动器分别提供与运动惯性相反的运动量情况下，以运动补偿的方式稳定动板的空间姿态，从而抵消摄像头的摄像抖动；第五方面，由于软体云台能够输出上下、左右、前后多个维度的运动量，使得软体云台可以为其上安装的摄像头提供全方位的防抖功能，主动抵消环境干扰传递到摄像头的抖动，实现摄像增稳的作用；第六方面，本申请的监控装置可以克服电力巡检机器人在作业过程中因晃动对监控成像质量的影响，保证用户终端显示的作业图像的稳定性，增强输电线路带电巡检的作业效果。
附图说明
图1为本申请中电力巡检机器人的结构示意图；
图2为监控装置的结构示意图；
图3为软体云台和摄像头的配合安装示意图；
图4为软体云台的俯视图；
图5为处理器的结构示意图；
图6为中央处理器对软体云台控制过程的流程图；
图7为控制模型的示意图；
图8为软体云台上下位移的示意图；
图9为软体云台左右位移的示意图；
图10为软体云台前后位移的示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。
另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。
实施例一、
请参考图1，本实施例公开一种用于电力巡检机器人的监控装置，该监控装置安装在电力巡检机器人上并与之配合使用，用于通过摄像引导用户监控电力巡检机器人的现场作业情况。
在本实施例中，参见图1，电力巡检机器人包括机箱11和装配于机箱11上的悬挂运动机构12、机械臂13，还包括装配于机箱11上的监控装置14，下面分别说明。
机箱11可以是箱体结构，内部具有收纳电路板等组件的空间，为保证机箱11的结构稳定性和内部组件的防护性能，可以采用金属材质构建机箱11。
悬挂运动机构12固定在机箱11的上表面，包括至少一组配合悬挂于电缆线上的滑轮，滑轮可以沿着高空的电缆线行进，从而牵引机箱11随之移动。需要说明的是，悬挂运动机构12沿电缆线行进的动力可以来自于电机的驱动，也可以来自于用户对手绳的拉扯。
机械臂13固定在机箱11的表面，优选地固定在机箱向前行进的一端。机械臂13可以为多关节活动的机械装备，末端设置有诸如电工钳、电焊、触电笔等末端执行器，通过配合使用该些具有特定功能的末端执行器对电缆线进行检测、维修、清理障碍物等带电作业。此外，在机箱11上可以设置两个甚至更多个机械臂13，该些机械臂13配合进行带电作业，或者分别实现不同的作业功能。
参见图2，监控装置14包括软体云台141、摄像头142和控制器143，其中软体云台141、摄像头142均与控制器143连接且受到控制器143的控制，具体说明如下。
参见图1和图3，软体云台141包括定板1411、动板1412和多个软体驱动器1413，比如具体包括四个软体驱动器A、B、C、D。定板1411固定在机箱11的表面，并且与多个软体驱动器1413的一端连接，动板1412与多个软体驱动器1413的另一端连接。具体地，在软体云台141中，多个软体驱动器1413设置于定板1411和动板1412之间，与定板1411的表面既可以是垂直关系也可以是相对倾斜关系，不做具体限定。此外，多个软体驱动器1413在定板1411上形成四边形的分布形态；比如四个软体驱动器A、B、C、D可以在定板1411上构成图4所示的菱形分布形态，各个软体驱动器分别位于菱形的各个顶点处，如此便于从四个方位分别调节动板1412的空间姿态。
参见图1和图3，摄像头142连接在软体云台141的动板1412上，用于跟随动板1412移动且在移动过程中摄取作业图像。摄像头142具有照片或者视频的拍摄能力，可以对电力巡检机器人的现场作业情况进行实时摄像，优选地，摄像头142安装在机箱11的前端，且正面拍摄机械臂13的作业区域。
进一步地，软体云台141的动板1412上可以固定有摄像头夹具145，该摄像头夹具145用于夹持摄像头145，以便在摄像头出现故障时通过可拆卸的方式对摄像头145进行及时更换。此外，摄像头145可以面向机械臂13的作业区域，以对机械臂13的作业工况进行实时摄像。
需要说明的是，摄像头142可以是普通摄像头或者红外摄像头，也可以配合一些辅助组件进行工作，比如设置摄像头的白光补光灯或者红外补光灯。
参见图1、图2和图3，控制器143设于机箱11的内部，与软体云台141连接；控制器143用于驱动软体云台141中多个软体驱动器1413分别做伸缩运动，以调整动板1412的空间姿态。
参见图3，每个软体驱动器(如软体驱动器A)具有可折叠的壳体a1，壳体a1的内部形成有容纳流体的空腔a2，壳体连接至定板1411的一端设有连通空腔的流体管道a3。在这里，壳体a1用于在流体管道a3注入流体时进行线性伸长，在流体管道a3吸出流体时进行线性缩短。
需要说明的是，软体驱动器A、B、C、D均具有一样的折叠结构，均可以流体注入或者吸出时进行伸缩。其中，每个软体驱动器的壳体可以被设计成波纹管型，目的是能够进行折叠并改变形体长度即可。注入空腔内的流体可以是气体或者液体，这里不做严格限制；如果采用气体作为驱动介质，那么软体驱动器将是气动型的驱动器，如果采用液体作为驱动介质，那么软体驱动器将是液压型的驱动器。在本实施中，为满足便捷、安全的驱动要求，优选地采用气体(比如空气)作为驱动介质。
在本实施例中，参见图5，控制器143包括流体泵1431、多个电磁阀门1432、多个压力传感器1433、运动传感器1434和中央处理器1435，分别说明如下。
参见图4和图5，连通多个软体驱动器的流体管道分别与多个电磁阀门1432的输出端一一对应连接，多个电磁阀门1432的输入端均与流体泵1431连接。可以理解，每个电磁阀门1432应该包括输入端、输出端和控制端，控制端用于接收控制信号来导通/关闭输入端和输出端之间的流体通道。
需要说明的是，流体泵1431就是流体的驱动泵机，对于气体类流体而言，流体泵1431可以认为是充气泵和真空泵的一体化设备，实现充气和抽气的双重作用。对于液体类流体而言，流体泵1431可以是常见的液体输送泵，实现双向的转换输送作用。
多个压力传感器1433分别设于多个软体驱动器(比如软体驱动器A、B、C、D)连通的流体管道内，用于分别检测所在流体管道内的流体压力，由于流体管道与对应的软体驱动器的空腔连通，所以检测到的流体管道内的流体压力和对应的软体驱动器的空腔内的流体压力一致。可以理解，多个压力传感器1433设于流体管道内时，可以保证传感器的测压元件和信号处理元件均位于机箱11的内部，减少来自机箱11外部环境的电磁干扰。如果采用气体作为驱动介质，则压力传感器1433是常用的气压传感器，如果采用液体作为驱动介质，则压力传感器1433是常用的液压传感器。
运动传感器1434可以设于机箱11的内部，主要用于检测机箱11的运动惯性。运动传感器1434可以是诸如三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴电子罗盘等姿态传感器，可以用来感知三维运动姿态，输出角度、加速度等三维且共计六个方向的惯性值，通过换算容易计算得到机箱11受环境扰动时的摆动方向、摆动角度和位移量。
参见图5，流体泵1431、多个电磁阀门1432、多个压力传感器1433、运动传感器1434均与中央处理器1435信号连接。中央处理器1435用于根据运动传感器1434检测到的运动惯性和多个压力传感器1433分别检测到的流体压力控制流体泵1431和多个电磁阀门1432动作，通过驱动注入或吸出流体调节软体云台141中的多个软体驱动器到达各自伸缩所需的流体压力。
需要说明的是，针对于软体云台141中任意一个软体驱动器，该软体驱动器的形变长度和内部的流体压力成正相关的关系。如果需要该软体驱动器伸长到目标位移量，则中央处理器1435控制流体泵1431和对应的电磁阀门1432启动并向该软体驱动器注入流体，达到与目标位移量相匹配的流体压力即可；如果需要该软体驱动器缩短到目标位移量，则中央处理器1435控制流体泵1431和对应的电磁阀门1432启动并从该软体驱动器吸出流体，达到与目标位移量相匹配的流体压力即可。
在本实施例中，中央处理器1435还与软体云台141上装配的摄像头142信号连接，那么中央处理器1435可以控制摄像头142的摄像启动或关闭，也能够接收摄像头142摄取得到的图像信号。
进一步地，参见图5，控制器143还包括状态感知电路1436，状态感知电路1436与运动传感器1434、多个压力传感器1433和中央处理器1435信号连接。该状态感知电路用于将运动传感器1434检测到的运动惯性和多个压力传感器1433检测到的流体压力转换为中央处理器可感知的状态信息。可以理解，状态感知电路1436相当于模数转换、数值换算处理、通信转换的复合电路，可以向中央处理器1435发送符合通信协议的数据，以便中央处理器1435直接可以得到运动惯性的状态信息和流体压力的状态信息。
进一步地，参见图5，控制器143还包括通信电路1437，该通信电路1437、摄像头142与中央处理器1435信号连接。通信电路1437用于将摄像头142摄取的作业图像传输至用户终端U1，以及接收用户终端U1向中央处理器1435发送的针对软体云台141的控制信号。
需要说明的是，用户终端U1可以是电脑、手机、平板、遥控器等终端设备，可以通过基站或者无线收发器与控制器143中的通信电路1437进行无线通信。用户可以使用用户终端U1查看回传的作业图像，以便对电力巡检机器人的带电作业过程进行实时观察；用户还可以操作用户终端U1发送控制信号，以便远程对软体云台141进行位移控制，将摄像头142转向用户关注的作业区域。
进一步地，参见图5，机箱11的内侧可以设有包围控制器143的电磁屏蔽隔层，比如金属罩、锡纸等具有电磁屏蔽作用的材料，那么利用该电磁屏蔽隔层用于对控制器143进行电磁屏蔽。可以理解，机箱11和内部的控制器143靠近于高空的输电电缆线，电缆线产生的电磁场会对控制器143所包含的电子电路产生巨大影响，为避免电子电路无法正常工作的情况出现，有必要对其进行电磁屏蔽保护。
在本实施例中，中央处理器1435还可以具有一些其它的控制功能，比如中央处理器1435包含有电力巡检机器人中机械臂13的控制电路，通过该控制电路能够对机械臂13的作业过程进行控制。由于机械臂13的作业控制方式属于现有技术，比如加拿大HQRI(Hydro-Quebec’s Research Institute)公司的LineScout机器人中涉及多关节机械臂，所以这里不再对机械臂的控制过程进行具体说明。
本领域的技术人员可以理解，采用上述实施例中公开的控制装置可以达到以下的应用优势：(1)采用软体云台代替以往监控装置中配合摄像头使用的商用二轴云台，有效地减轻云台的自身重量，达到灵活驱动云台的应用效果；(2)软体云台仅包括定板、动板和多个软体驱动器，不涉及伺服电机等组件，因此不需要进行额外的电磁防护，具有自重小、结构简单、维护容易的优势；(3)针对软体云台的控制器，将控制器包括的各电子元器件整合在了电力巡检机器人的机箱内部，使得机箱内部的功能器件得以有效配合，并且仅在机箱内部对所有功能器件进行电磁防护即可，利于提升监控装置的电磁防护性能；(4)控制器包括流体泵、多个电磁阀门、多个压力传感器和中央处理器，使得中央处理器可以向流体泵和多个电磁阀门分别发送调节指令，驱动注入或吸出流体调节多个软体驱动器达到各自伸缩所需的流体压力，利于在多个软体驱动器分别提供与运动惯性相反的运动量情况下，以运动补偿的方式稳定动板的空间姿态，从而抵消摄像头的摄像抖动。
实施例二、
请参考图5和图6，在实施例一中公开的控制装置的基础上，本实施例还公开一种针对软体云台的控制方法，由控制器143中的中央处理器1435执行该控制方法对应的程序，并实现对应的全部控制功能。该控制方法主要包括步骤S210-S240，下面分别说明。
步骤S210，中央处理器1435获取运动惯性的状态信息和流体压力的状态信息。
参见图5，由于状态感知电路1435从多个压力传感器1433分别获得流体压力，从运动传感器1434获得运动惯性，那么中央处理器1435在与状态感知电路1436通信的过程中方便获取运动惯性的状态信息和流体压力的状态信息。
步骤S220，中央处理器1435根据运动惯性的状态信息计算得到稳定软体云台141中动板1412的空间姿态时多个软体驱动器1413各自的目标位移量。
可以理解，运动惯性的状态信息表示的是电力巡检机器人的摆动状态量，比如三维方向(上下、前后、左右)的摆动角度。参见图1、图2和图3，在电力巡检机器人受环境扰动进行不定向摆动的过程中，要维持软体云台141中动板1412的空间姿态稳定性，就需要对软体驱动器A、B、C、D的形变长度进行及时调整，如果电力巡检机器人向左摆动10度，那么软体驱动器B就需要缩短且软体驱动器D需要伸长，软体驱动器B、D达到各自的目标位移量，使得动板1412相对于定板1411产生右侧分开的10度角度，从而维持动板1412的空间姿态稳定性。
步骤S230，中央处理器1435根据多个软体驱动器1413各自的目标位移量计算得到多个软体驱动器1413各自伸缩所需的流体压力。
可以理解，参见图3，为了满足动板1412相对于定板1411产生右侧分开10度的要求，需要软体驱动器B缩短且软体驱动器D伸长，若软体驱动器B、D达到各自的目标位移量分别为10mm、20mm，此时需要中央处理器1435计算出软体驱动器B缩短至10mm对应的流体压力和软体驱动器D伸长至20mm对应的流体压力。
步骤S240，中央处理器1435向流体泵1431和多个电磁阀门1432分别发送调节指令，根据调节指令和流体压力的状态信息驱动注入或吸出流体调节多个软体驱动器1413达到各自伸缩所需的流体压力。多个软体驱动器1413用于分别提供与运动惯性相反的运动量，以运动补偿的方式稳定动板1412的空间姿态。
可以理解，在中央处理器1435计算出软体驱动器B缩短至10mm对应的流体压力和软体驱动器D伸长至20mm对应的流体压力的情况下，中央处理器1435通过控制信号驱动吸出软体驱动器B内的流体以达到缩短至10mm所需的流体压力，驱动注入软体驱动器D内的流体以达到伸长至20mm所需的流体压力。
在本实施例中，关于中央处理器1435的计算过程可以用以下的数学关系式进行表示。
参见图1和图3，可以将动板1412相对定板1411的运动物理量分为上下运动的位移z，前后运动的角度α和左右运动的角度β，那么软体云台141的随之摆动的物理量表示为
Figure BDA0002570927230000101
假设软体驱动器只沿轴向方向有形变，可设四个软体驱动器A、B、C、D的目标位移量分别为la、lb、lc、ld，则多个软体驱动器1413的目标位移量统一表示为
Figure BDA0002570927230000102
此时，可以建立x与l之间的函数关系
x＝f(L)。
还可以通过出厂设置等方式预设单个流体驱动器的形变位移和内部流体压力之间的关系
l＝g(p)；
其中，l表示形变位移，p表示流体压力，g表示转换函数且出厂完成设置。
参见图7，在中央处理器1435计算得到多个软体驱动器1413的目标位移量Xobjective之后，结合目标位移量模型L＝f-1(X)计算得到Lobjective，结合流体压力模型P＝g-1(L)计算得到Pobjective，与流体压力的状态信息Pmeasured进行比对后控制流体泵和多个电磁阀门的启动/关闭，从而改变流体注入或吸出过程中每个软体驱动器所需要达到的流体压力。软体云台中多个软体驱动器的实际流体压力可以表示为Preal，结合流体压力模型L＝g(P)计算得到Lreal，结合目标位移量模型X＝f(L)计算得到Xreal。那么，通过比较Xobjective和Xreal可以对软体云台的驱动控制进行微调。
在本实施例中，参见图1、图3和图5，由运动传感器1434测量到的运动惯性可以包括机箱11受到环境扰动的摆动方向、摆动位移和摆动角度。那么，下面将结合机箱11的不同摆动状态说明中央控制器1435对软体云台141的控制过程。
情况一，参见图5和图8，若中央处理器1435通过运动惯性的状态信息判断机箱11带动软体云台141的定板上下摆动，则发送调节指令控制多个电磁阀门1432和流体泵1431动作，并向多个软体驱动器(比如软体云台A、B、C、D)分别注入或吸出流体，由多个软体驱动器分别提供与上下摆动相反的位移量以稳定动板1412的空间姿态。
情况二，参见图5和图9，若中央处理器1435通过运动惯性的状态信息判断机箱11带动软体云台141的定板进行左右摆动，则发送调节指令控制多个电磁阀门1432和流体泵1431动作，并向多个软体驱动器中左右分布的两个软体驱动器(比如软体驱动器B、D)分别注入或吸出流体，由左右的两个软体驱动器分别提供与左右摆动相反的角度量以稳定动板1412的空间姿态。
情况三，参见图5和图10，若中央处理器1435通过运动惯性的状态信息判断机箱11带动软体云台141的定板进行前后摆动，则发送调节指令控制多个电磁阀门1432和流体泵1431动作，并向多个软体驱动器中前后分布的两个软体驱动器(比如软体驱动器A、C)分别注入或吸出流体，由前后的两个软体驱动器分别提供与前后摆动相反的角度量以稳定动板1412的空间姿态。
本领域的技术人员可以理解，采用上述实施例二中的控制装置时可以达到以下应用优势：(1)软体云台能够输出上下、左右、前后多个维度的运动量，使得软体云台可以为其上安装的摄像头提供全方位的防抖功能，主动抵消环境干扰传递到摄像头的抖动，实现摄像增稳的作用；(2)本申请的监控装置可以克服电力巡检机器人在作业过程中因晃动对监控成像质量的影响，保证用户终端显示的作业图像的稳定性，增强输电线路带电巡检的作业效果。
本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的系统进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (6)

1.一种用于电力巡检机器人的监控装置，所述电力巡检机器人包括机箱和装配于机箱上的悬挂运动机构、机械臂，其特征在于，还包括装配于机箱上的监控装置，所述监控装置包括软体云台、摄像头和控制器；
所述软体云台包括定板、动板和多个软体驱动器，所述定板固定在所述机箱的表面且与所述多个软体驱动器的一端连接，所述动板与所述多个软体驱动器的另一端连接；每个所述软体驱动器具有可折叠的壳体，所述壳体的内部形成有容纳流体的空腔，所述壳体连接至所述定板的一端设有连通空腔的流体管道；所述壳体用于在流体管道注入流体时进行线性伸长，在流体管道吸出流体时进行线性缩短；
所述摄像头连接在所述软体云台的动板上，用于跟随所述动板移动且在移动过程中摄取作业图像；
所述控制器设于所述机箱的内部，与所述软体云台连接；所述控制器用于驱动所述软体云台中多个软体驱动器分别做伸缩运动，以调整所述动板的空间姿态；
所述控制器包括流体泵、多个电磁阀门、多个压力传感器、运动传感器和中央处理器；连通所述多个软体驱动器的流体管道分别与所述多个电磁阀门的输出端一一对应连接，所述多个电磁阀门的输入端均与所述流体泵连接；所述多个压力传感器分别设于所述多个软体驱动器连通的流体管道内，用于分别检测所在流体管道内的流体压力；所述运动传感器用于检测所述机箱的运动惯性；所述流体泵、所述多个电磁阀门、所述多个压力传感器、所述运动传感器均与所述中央处理器信号连接，所述中央处理器用于根据所述运动传感器检测到的运动惯性和所述多个压力传感器分别检测到的流体压力控制所述流体泵和所述多个电磁阀门动作，通过驱动注入或吸出流体调节所述多个软体驱动器到达各自伸缩所需的流体压力；
所述控制器还包括状态感知电路，所述状态感知电路与所述运动传感器、所述多个压力传感器和所述中央处理器信号连接，用于将所述运动传感器检测到的运动惯性和所述多个压力传感器检测到的流体压力转换为所述中央处理器可感知的状态信息；
所述中央处理器对所述软体云台的控制过程包括：
所述中央处理器获取运动惯性的状态信息和流体压力的状态信息；
所述中央处理器根据运动惯性的状态信息计算得到稳定所述动板的空间姿态时所述多个软体驱动器各自的目标位移量；
所述中央处理器根据所述多个软体驱动器各自的目标位移量计算得到所述多个软体驱动器各自伸缩所需的流体压力；
所述中央处理器向所述流体泵和所述多个电磁阀门分别发送调节指令，根据所述调节指令和流体压力的状态信息驱动注入或吸出流体调节所述多个软体驱动器达到各自伸缩所需的流体压力；所述多个软体驱动器用于分别提供与所述运动惯性相反的运动量，以运动补偿的方式稳定所述动板的空间姿态。
2.如权利要求1所述的监控装置，其特征在于，在所述软体云台中，所述多个软体驱动器设置于所述定板和所述动板之间，且在所述定板上形成四边形的分布形态。
3.如权利要求2所述的监控装置，其特征在于，所述运动惯性包括所述机箱的摆动方向、摆动位移和摆动角度；
若所述中央处理器判断所述机箱上下摆动，则发送调节指令控制所述多个电磁阀门和所述流体泵动作，并向所述多个软体驱动器分别注入或吸出流体，由所述多个软体驱动器分别提供与上下摆动相反的位移量以稳定所述动板的空间姿态；
若所述中央处理器判断所述机箱左右摆动，则发送调节指令控制所述多个电磁阀门和所述流体泵动作，并向所述多个软体驱动器中左右分布的两个软体驱动器分别注入或吸出流体，由左右的两个软体驱动器分别提供与左右摆动相反的角度量以稳定所述动板的空间姿态；
若所述中央处理器判断所述机箱前后摆动，则发送调节指令控制所述多个电磁阀门和所述流体泵动作，并向所述多个软体驱动器中前后分布的两个软体驱动器分别注入或吸出流体，由前后的两个软体驱动器分别提供与前后摆动相反的角度量以稳定所述动板的空间姿态。
4.如权利要求1所述的监控装置，其特征在于，所述控制器还包括通信电路，所述通信电路、所述摄像头与所述中央处理器信号连接；所述通信电路用于将所述摄像头摄取的作业图像传输至用户终端，以及接收用户终端向所述中央处理器发送的针对所述软体云台的控制信号。
5.如权利要求1-4中任一项所述的监控装置，其特征在于，所述机箱的内侧设有包围所述控制器的电磁屏蔽隔层，所述电磁屏蔽隔层用于对所述控制器进行电磁屏蔽。
6.如权利要求1-4中任一项所述的监控装置，其特征在于，所述软体云台的动板上固定有摄像头夹具，所述摄像头夹具用于夹持所述摄像头；所述摄像头面向所述机械臂的作业区域，以对所述机械臂的作业工况进行实时摄像。
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