本申請(qǐng)屬于高壓配電線路驗(yàn)電及接地線領(lǐng)域，具體涉及一種基于高壓配電線路驗(yàn)電及接地線作業(yè)的機(jī)器人系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在電力生產(chǎn)中，停電、驗(yàn)電、掛接地線是保證電力線路工作安全的三大技術(shù)措施。驗(yàn)電是掛接地線前必不可少的步驟，是對(duì)停電現(xiàn)場(chǎng)的確認(rèn)手續(xù)，是判斷能否進(jìn)入掛接地線的依據(jù)，能有效地消除停錯(cuò)電或者要停電而未停電的人為失誤對(duì)人身安全的威脅，實(shí)現(xiàn)線路工作人員的自我保護(hù)以及其他用電人員的人身及財(cái)產(chǎn)安全。接地線是保護(hù)檢修人員的一道安全屏障，是電力員工的生命線，可防止突然來(lái)電對(duì)人體的傷害。但在實(shí)際工作中，由于接地線使用頻繁且操作簡(jiǎn)單，容易使人產(chǎn)生麻痹思想忽視其重要性，經(jīng)常出現(xiàn)不正確的使用情況，導(dǎo)致降低甚至有時(shí)失去了接地線的安全保護(hù)作用。

目前，高壓配電線路電力施工過(guò)程中驗(yàn)電、裝設(shè)接地線均由作業(yè)人員完成，主要存在以下問(wèn)題：

1)安全隱患大：由于配電網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜導(dǎo)致人員信息溝通不及時(shí)和操作人員不負(fù)責(zé)，省略部分步驟導(dǎo)致意外安全事故的發(fā)生；現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)中多存在配網(wǎng)T接(主線路帶電，T接出線停電)、交叉跨越等復(fù)雜情況，導(dǎo)致意外觸電或誤操作；作業(yè)人員需在高處雙手利用工具操作的同時(shí)控制自身的平衡，具有高空作業(yè)的危險(xiǎn)性；作業(yè)時(shí)可能遭遇突然送電、感應(yīng)電荷、雷電等突發(fā)情況產(chǎn)生觸電事故；

2)勞動(dòng)強(qiáng)度大：驗(yàn)電時(shí)需直接操作幾米甚至十余米且末端接有驗(yàn)電器的絕緣桿，掛設(shè)接地線時(shí)需要作業(yè)人員蹬塔或爬電線桿進(jìn)行高空作業(yè)，作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大；

3)作業(yè)質(zhì)量問(wèn)題：長(zhǎng)絕緣桿可能會(huì)對(duì)操作的精度有影響；掛接地線時(shí)可能存在作業(yè)人員不細(xì)心接線順序混亂，掛接不牢固，甚至誤操作等現(xiàn)象，影響作業(yè)效果；

4)作業(yè)效率低：作業(yè)人員在高危、高強(qiáng)度的勞動(dòng)環(huán)境下，會(huì)造成心理壓力大，身體疲勞，進(jìn)而影響作業(yè)效率。

綜上，作業(yè)人員在驗(yàn)電和裝設(shè)接地線作業(yè)中存在著自動(dòng)化程度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大和危險(xiǎn)性高等缺點(diǎn)，不利于整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)的目的是為了解決現(xiàn)有作業(yè)人員在驗(yàn)電和裝設(shè)接地線作業(yè)中存在的自動(dòng)化程度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大和危險(xiǎn)性高的問(wèn)題。

為此，本發(fā)明提供了一種基于高壓配電線路驗(yàn)電及接地線作業(yè)的機(jī)器人系統(tǒng)，包括機(jī)器人本體、手持控制終端、地面控制終端，

所述機(jī)器人本體包括相連接的移動(dòng)機(jī)構(gòu)、三自由度機(jī)械操作臂，所述機(jī)器人本體還包括安裝于所述機(jī)器人本體上的控制箱體，所述控制箱體的內(nèi)部安裝有控制單元、第一電源模塊及第一通訊模塊；

所述第一電源模塊與控制單元連接，所述控制單元與驅(qū)動(dòng)模塊連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊分別與所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)、所述三自由度機(jī)械操作臂連接；

所述控制單元通過(guò)第一通訊模塊分別與所述手持控制終端、地面控制終端連接。

進(jìn)一步地，所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括上夾爪、下夾爪、伸縮機(jī)構(gòu)；所述伸縮機(jī)構(gòu)包括固定安裝于所述控制箱體外壁的第一伸縮機(jī)構(gòu)、第二伸縮機(jī)構(gòu)，所述上夾爪固定安裝于所述第一伸縮機(jī)構(gòu)的端部，所述下夾爪固定安裝于所述第二伸縮機(jī)構(gòu)的端部；所述第一伸縮機(jī)構(gòu)、第二伸縮機(jī)構(gòu)均與所述驅(qū)動(dòng)模塊連接。

進(jìn)一步地，所述三自由度機(jī)械操作臂包括相連接的三自由度定位平臺(tái)、工具接口，所述三自由度定位平臺(tái)實(shí)現(xiàn)機(jī)器人本體末端的定位，所述工具接口則用于實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)工具的更換和連接。

進(jìn)一步地，所述三自由度定位平臺(tái)包括相連接的旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、伸縮關(guān)節(jié)及結(jié)構(gòu)件，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在水平面內(nèi)的偏轉(zhuǎn)、俯仰以及伸縮運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人末端的定位。此外，旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)及伸縮關(guān)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)在笛卡爾空間上對(duì)機(jī)械操作臂的直接控制。

進(jìn)一步地，所述手持控制終端包括嵌入式系統(tǒng)板、與所述嵌入式系統(tǒng)板分別連接的按鍵、指示燈、第二電源模塊、串口通訊模塊，所述串口通訊模塊還連接有無(wú)線通訊模塊、觸摸屏。

進(jìn)一步地，所述手持控制終端還包括設(shè)置于所述嵌入式系統(tǒng)板上的多個(gè)接口，所述接口包括SCI接口、JTAG接口和AD接口。

進(jìn)一步地，所述機(jī)器人本體還包括工業(yè)相機(jī)、圖像發(fā)射裝置。

進(jìn)一步地，所述地面控制終端包括終端控制計(jì)算機(jī)、視頻圖像處理設(shè)備，所述視頻圖像處理設(shè)備包括圖像接收端、圖像采集卡，所述圖像接收端接收所述控制單元發(fā)出的圖像信號(hào)并轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)并將所述視頻信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給所述圖像采集卡。

進(jìn)一步地，所述第一電源模塊還連接有電源電量檢測(cè)模塊，所述電源電量檢測(cè)模塊為電流傳感器，用于檢測(cè)第一電源模塊的電量使用情況。

進(jìn)一步地，所述第一通訊模塊包括串行通訊模塊、CAN通訊模塊，所述串行通訊模塊用于連接無(wú)線通訊模塊，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人本體與手持控制終端或地面控制終端的無(wú)線通訊，所述CAN通訊模塊留作備用。

本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案包括以下有益效果：所述機(jī)器人系統(tǒng)將機(jī)器人技術(shù)引入到高壓配電線路驗(yàn)電和掛接地線作業(yè)中，通過(guò)地面控制終端及手持控制終端實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人本體的控制，包括機(jī)器人在水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)動(dòng)、向上或向下的運(yùn)動(dòng)，以及通過(guò)地面控制終端實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人在作業(yè)過(guò)程中實(shí)時(shí)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。采用機(jī)器人替代現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員完成高壓配電線路中驗(yàn)電及接地線作業(yè)，可以使現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員從危險(xiǎn)、繁重的電力工作中解放出來(lái)，同時(shí)又提高了作業(yè)的質(zhì)量和效率，克服了人工作業(yè)中存在的自動(dòng)化程度低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、危險(xiǎn)性高等缺點(diǎn)，還可以更好地配合高壓配電線路的相關(guān)作業(yè)，有利于維護(hù)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的一種基于高壓配電線路驗(yàn)電及接地線作業(yè)的機(jī)器人系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的機(jī)器人本體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的機(jī)器人系統(tǒng)的內(nèi)部連接框圖；

圖4為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的手持控制終端的內(nèi)部連接框圖；

圖5為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的地面控制終端的連接框圖；

圖6為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的ADC中斷處理算法的框圖；

圖7為本申請(qǐng)實(shí)施例提供的機(jī)器人系統(tǒng)按照功能需求劃分所得框圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：1、機(jī)器人本體；2、手持控制終端；3、地面控制終端；4、第一通訊模塊；5、電源電量檢測(cè)模塊；10、移動(dòng)機(jī)構(gòu)；11、三自由度機(jī)械操作臂；12、控制單元；13、第一電源模塊；14、驅(qū)動(dòng)模塊；20、按鍵；21、指示燈；22、嵌入式系統(tǒng)板；23、第二電源模塊；24、串口通訊模塊；25、無(wú)線通訊模塊；26、觸摸屏；30、終端控制計(jì)算機(jī)；31、視頻圖像處理設(shè)備；100、上夾爪；101、下夾爪；102、伸縮機(jī)構(gòu)；110、三自由度定位平臺(tái)；111、工具接口。

具體實(shí)施方式

此處的附圖被并入說(shuō)明書中并構(gòu)成本說(shuō)明書的一部分，示出了符合本申請(qǐng)的實(shí)施例，并與說(shuō)明書一起用于解釋本申請(qǐng)的原理。

為了更清楚地說(shuō)明本申請(qǐng)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

實(shí)施例1：

參見(jiàn)圖1所示，為本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N基于高壓配電線路驗(yàn)電及接地線作業(yè)的機(jī)器人系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖，所述機(jī)器人系統(tǒng)包括機(jī)器人本體1、手持控制終端2、地面控制終端3，

參見(jiàn)圖2及圖3所示，所述機(jī)器人本體1包括相連接的移動(dòng)機(jī)構(gòu)10、三自由度機(jī)械操作臂11，所述機(jī)器人本體1還包括安裝于所述機(jī)器人本體1上的控制箱體，所述控制箱體的內(nèi)部安裝有控制單元12、第一電源模塊13及第一通訊模塊4；

所述第一電源模塊13與控制單元12連接，所述控制單元12與驅(qū)動(dòng)模塊14連接，所述驅(qū)動(dòng)模塊14分別與所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)10、所述三自由度機(jī)械操作臂11連接；

所述控制單元12通過(guò)第一通訊模塊4分別與所述手持控制終端2、地面控制終端3連接。

進(jìn)一步地，參見(jiàn)圖2所示，所述移動(dòng)機(jī)構(gòu)10包括上夾爪100、下夾爪101、伸縮機(jī)構(gòu)102，所述伸縮機(jī)構(gòu)102包括固定安裝于所述控制箱體外壁的第一伸縮機(jī)構(gòu)、第二伸縮機(jī)構(gòu)，所述上夾爪100固定安裝于所述第一伸縮機(jī)構(gòu)的端部，所述下夾爪101固定安裝于所述第二伸縮機(jī)構(gòu)的端部；所述第一伸縮機(jī)構(gòu)、第二伸縮機(jī)構(gòu)均與所述驅(qū)動(dòng)模塊14連接。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，上夾爪100或者下夾爪101中的一個(gè)夾爪加緊電線桿，另一個(gè)夾爪松開(kāi)；在作業(yè)狀態(tài)時(shí)，上夾爪100與下夾爪101均加緊電線桿，為三自由度機(jī)械操作臂11的操作提供穩(wěn)固的基礎(chǔ)。

進(jìn)一步地，所述三自由度機(jī)械操作臂11包括相連接的三自由度定位平臺(tái)110、工具接口111，所述三自由度定位平臺(tái)110包括兩個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，一個(gè)伸縮關(guān)節(jié)及相關(guān)結(jié)構(gòu)件，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在水平面內(nèi)的偏轉(zhuǎn)、俯仰以及伸縮運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人末端的定位。所述兩個(gè)旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、一個(gè)伸縮關(guān)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)在笛卡爾空間上對(duì)機(jī)械臂的直接控制。所述末端工具接口111可以實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)工具的更換和連接，所述三自由度機(jī)械操作臂11各關(guān)節(jié)均為機(jī)電一體化集成單元，包含完備的機(jī)械傳動(dòng)、控制、傳感、通信等功能。

進(jìn)一步地，參見(jiàn)圖4所示，所述手持控制終端2包括嵌入式系統(tǒng)板22、與所述嵌入式系統(tǒng)板22分別連接的按鍵20、指示燈21、第二電源模塊23、串口通訊模塊24，所述串口通訊模塊24還連接有無(wú)線通訊模塊25、觸摸屏26。

進(jìn)一步地，所述手持控制終端2還包括設(shè)置于所述嵌入式系統(tǒng)板22上的多個(gè)接口，所述接口包括SCI接口、JTAG接口和AD接口。

進(jìn)一步地，所述機(jī)器人本體1還包括工業(yè)相機(jī)、圖像發(fā)射裝置。

進(jìn)一步地，參見(jiàn)圖5所示，所述地面控制終端3包括終端控制計(jì)算機(jī)30、視頻圖像處理設(shè)備31，所述視頻圖像處理設(shè)備31包括圖像接收端、圖像采集卡，所述圖像接收端接收所述控制單元12發(fā)出的圖像信號(hào)并轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)并將所述視頻信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給所述圖像采集卡。

進(jìn)一步地，所述第一電源模塊13還連接有電源電量檢測(cè)模塊5，所述電源電量檢測(cè)模塊5為電流傳感器。

進(jìn)一步地，所述第一通訊模塊4包括串行通訊模塊、CAN通訊模塊。

實(shí)施例2：

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，所述機(jī)器人系統(tǒng)采用基于DSP+CPLD的嵌入式控制系統(tǒng)，包括控制單元12、第一電源模塊13及第一通訊模塊4，

所述控制單元12選用電機(jī)驅(qū)動(dòng)專用芯片TMS320F2812，其內(nèi)嵌資源豐富，數(shù)據(jù)處理速度快，適合機(jī)器人系統(tǒng)使用。所述機(jī)器人系統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)和外圍輸入輸出控制等，采用ALTERA公司的可編程邏輯器件EPM1270做協(xié)處理器，用來(lái)產(chǎn)生部分PWM脈沖和進(jìn)行QEP正交編碼脈沖計(jì)數(shù)工作等，所述CPLD芯片與TMS320F2812芯片的電壓匹配，配置芯片集成在內(nèi)部且容量較大。

所述第一電源模塊13采用24V的鋰離子電池供電，充電電池輸出電壓在23V與28V之間。為了防止電源接錯(cuò)，對(duì)系統(tǒng)造成損壞，在電源輸入端接入整流橋電路。在該DSP+CPLD系統(tǒng)中，選擇寬電壓輸入電源轉(zhuǎn)換芯片LM2575-05，輸入7V-40V，輸出5V，給5V器件供電。選擇TPS75733芯片和TPS76801Q芯片分別對(duì)5V電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換得到TMS320F2812芯片和EPM1270可編程邏輯器件需要的3.3V輸入/輸出電壓和1.8(或1.9)V的內(nèi)核電壓。選擇LM2575-12芯片對(duì)充電電池的輸出電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到12V穩(wěn)定電壓作為驅(qū)動(dòng)模塊14中電磁鐵的電源。

所述第一通訊模塊4包括芯片TMS320F2812自帶的SCIA、SCIB和CAN模塊三路通訊電路。所述SCIA串行通訊模塊用來(lái)連接手持控制終端2中的無(wú)線通訊模塊25，所述SCIB串行通訊模塊用來(lái)連接地面控制終端3中的無(wú)線通訊模塊，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人本體1與手持控制終端2、地面控制終端3的無(wú)線通訊，是機(jī)器人本體1接收地面控制終端3的指令，并對(duì)控制指令做出回應(yīng)并及時(shí)回傳機(jī)器人自身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息。所述芯片TMS320F2812內(nèi)嵌了CAN2.0B協(xié)議的CAN通訊模塊，外部設(shè)計(jì)了CAN通訊電路，經(jīng)過(guò)TLP113的高速光電隔離，保護(hù)硬件電路，CAN通訊模塊留作備用。

進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)模塊14包括多臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，保證機(jī)器人本體1具有多個(gè)自由度。在基于DSP+CPLD的嵌入式控制器中，利用DSP的事件管理器EVA和EVB模塊的比較模塊PWM輸出以及CPLD芯片編程脈沖發(fā)生器得到多路PWM輸出，送到直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)機(jī)構(gòu)10的運(yùn)動(dòng)控制。其中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片LMD18200T，其連續(xù)工作電流為3A，峰值電流為6A，工作電壓高達(dá)55V，系統(tǒng)中采用+24V供電，完全可以滿足機(jī)器人自身的功率需求。

在所述機(jī)器人系統(tǒng)中，選用直流伺服電機(jī)。在所述直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，將電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出采樣電流利用對(duì)地電阻轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，對(duì)地電阻的取值使電壓信號(hào)處在線性最好的范圍內(nèi)，然后經(jīng)過(guò)分壓和放大等調(diào)理電路后送到DSP內(nèi)部的ADC模塊，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后產(chǎn)生電流反饋信號(hào)，對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行控制，同時(shí)起到保護(hù)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的作用。系統(tǒng)中采用增量式光電編碼器檢測(cè)電機(jī)的速度變化，將編碼器脈沖信號(hào)接入CPLD，在CPLD中運(yùn)行正交編碼脈沖QEP的計(jì)數(shù)程序，由DSP通過(guò)外部數(shù)據(jù)總線讀取周期內(nèi)的計(jì)數(shù)結(jié)果，從而獲得電機(jī)的速度反饋信號(hào)，同時(shí)很容易地實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人本體1的位置控制。由于速度時(shí)間常數(shù)較大，設(shè)計(jì)每100或200個(gè)PWM周期對(duì)速度進(jìn)行一次PID(比例積分微分)調(diào)節(jié)。通過(guò)以上處理，就可以在DSP內(nèi)部完成對(duì)各電機(jī)進(jìn)行電流和速度的雙閉環(huán)控制。

在每個(gè)PWM周期都進(jìn)行一次電流采樣和電流PID調(diào)節(jié)，因此電流采樣周期與PWM周期相同，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)模塊14的實(shí)時(shí)控制。每個(gè)PWM周期中斷標(biāo)志啟動(dòng)DSP內(nèi)部的ADC模塊，進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換結(jié)束后申請(qǐng)ADC中斷.

在所述機(jī)器人系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的姿態(tài)調(diào)整和機(jī)器人作業(yè)等動(dòng)作，裝置了必要的開(kāi)關(guān)器件。在基于DSP+CPLD的嵌入式控制系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)了20路開(kāi)關(guān)量輸入電路，每路輸入都經(jīng)過(guò)了TLP521的光電隔離，保護(hù)硬件系統(tǒng)免受高電壓信號(hào)的沖擊造成損壞。同時(shí)，在隔離前后加了一個(gè)DC-DC電源模塊B0505S-1W，產(chǎn)生和輸入完全隔離的5V電源，實(shí)現(xiàn)真正的電氣隔離。

最后，為了保證機(jī)器人系統(tǒng)工作的可靠性，在機(jī)器人上裝置了多個(gè)模擬量傳感器。利用DSP自帶的多通道緩沖串行外設(shè)McBSP模塊，外擴(kuò)了速度快功耗低的16位串行通訊模數(shù)轉(zhuǎn)換器件LTC1609，對(duì)機(jī)器人模擬信息進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。采用16通道模擬選擇開(kāi)關(guān)器件CD4067對(duì)LTC1609的16路輸入進(jìn)行選擇。采用電源緩沖芯片CD7407對(duì)CD4067進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。為了保證DSP+CPLD的嵌入式控制系統(tǒng)有充分的存儲(chǔ)空間，而且在調(diào)試的過(guò)程中不必每次都燒寫程序，利用DSP自帶的外部擴(kuò)展地址總線和數(shù)據(jù)總線外擴(kuò)256K的外部存儲(chǔ)器，所述存儲(chǔ)器選用SRAM-CY7C1020CV33芯片。

實(shí)施例3：

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，所述手持控制終端2包括嵌入式系統(tǒng)板22、與所述嵌入式系統(tǒng)板22分別連接的按鍵20、指示燈21、第二電源模塊23、串口通訊模塊24，所述串口通訊模塊24還連接有無(wú)線通訊模塊25、觸摸屏26。

進(jìn)一步地，所述手持控制終端2還包括設(shè)置于所述嵌入式系統(tǒng)板22上的多個(gè)接口，所述接口包括SCI接口、JTAG接口和AD接口。

進(jìn)一步地，所述控制終端2為遠(yuǎn)程控制機(jī)器人的遙控器，其具有易攜帶性、易操作性，主要用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的前進(jìn)、后退、停止等操作和狀態(tài)監(jiān)測(cè)，以及三自由度對(duì)機(jī)械臂的精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)控制。

可選地，嵌入式系統(tǒng)板22以TMS320F2812為核心控制芯片，擴(kuò)展了多路輸入/輸出接口、SCI接口、JTAG接口和AD接口。嵌入式系統(tǒng)板22采用3.7V的電池供電，板上集成穩(wěn)壓芯片，將3.7V電壓轉(zhuǎn)化為所需的12V、5V、3.3V和1.9V電壓，通過(guò)AD接口監(jiān)測(cè)電池輸入電壓值。

遙控器設(shè)計(jì)為無(wú)線通訊方式下工作，通過(guò)串口連接無(wú)線數(shù)傳模塊與機(jī)器人本體1進(jìn)行通信。觸摸屏26作為人機(jī)交互接口，用于完成控制命令的輸入，包括控制機(jī)器人本體1的前進(jìn)、后退、停止、轉(zhuǎn)向等操作和三自由度機(jī)械操作臂11的運(yùn)動(dòng)控制以及對(duì)機(jī)器人本體1的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)的顯示。無(wú)線通訊模塊25為自主開(kāi)發(fā)的無(wú)線數(shù)傳模塊，采用低功耗處理器和射頻芯片組成，具有體積小、功耗低、靈敏度高等特點(diǎn)，可用于機(jī)器人遠(yuǎn)程控制、數(shù)據(jù)自動(dòng)化采集、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域。觸摸屏26采用7.0英寸的觸摸屏，分辨率800*480，工作電壓12V，可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人本體1運(yùn)動(dòng)的控制指令的輸入，機(jī)器人自身的狀態(tài)信息、報(bào)警信息等的顯示。

可選地，所述控制終端2為便攜式控制器，其電源選用天津力神公司的聚合物鋰離子電池SP5758102SE，用電壓轉(zhuǎn)換芯片將電壓轉(zhuǎn)化為12V、5V、3.3V和1.9V，分別給嵌入式系統(tǒng)板22、觸摸屏26等供電。所述電池充電采用外部接口充電。

實(shí)施例4：

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，所述地面控制終端3包括終端控制計(jì)算機(jī)30、視頻圖像處理設(shè)備31，所述視頻圖像處理設(shè)備31包括圖像接收端、圖像采集卡，可實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人的遠(yuǎn)程遙控和機(jī)器人狀態(tài)信息的反饋等，并將機(jī)器人采集到的圖像信息顯示和保存。

所述終端控制計(jì)算機(jī)30為加固筆機(jī)本，是地面控制終端3的核心，機(jī)器人的所有動(dòng)作指令都是由操作人員通過(guò)地面控制終端3發(fā)出，機(jī)器人上的視頻信息和各種狀態(tài)信息也都通過(guò)工控機(jī)的顯示器顯示出來(lái)。

地面控制終端3的數(shù)傳電臺(tái)與機(jī)器人本體1控制單元12的數(shù)傳電臺(tái)是一樣的，主要作用也是發(fā)送和接收數(shù)據(jù)信息。地面控制終端3的數(shù)傳電臺(tái)與機(jī)器人控制器的數(shù)傳電臺(tái)之間為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸方式。

地面控制終端3的數(shù)傳電臺(tái)的串口與工控機(jī)的串口相連接，工控機(jī)通過(guò)串口將機(jī)器人控制指令傳給數(shù)傳電臺(tái)，再經(jīng)過(guò)數(shù)傳電臺(tái)發(fā)送到遠(yuǎn)處機(jī)器人本體1控制單元12的數(shù)傳電臺(tái)；同樣，機(jī)器人的狀態(tài)信息由機(jī)器人本體1控制單元12的數(shù)傳電臺(tái)發(fā)出，經(jīng)數(shù)傳電臺(tái)接收后通過(guò)串口傳給工控機(jī)。

視頻圖像處理設(shè)備31包括圖像接收端和圖像采集卡，圖像接收端將機(jī)器人控制器所發(fā)出的圖像信號(hào)接收并轉(zhuǎn)換成視頻信號(hào)，同時(shí)再將視頻信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)給圖像采集卡。圖像采集卡將視頻信號(hào)解碼，再通過(guò)加固筆機(jī)本的顯示器顯示在屏幕。機(jī)器人每次工作所拍攝的內(nèi)容都可以實(shí)時(shí)錄制下來(lái)。

此外，參見(jiàn)圖7所示，機(jī)器人系統(tǒng)按照功能需求可以劃分為驅(qū)動(dòng)層、數(shù)據(jù)訪問(wèn)層、算法層、應(yīng)用層和用戶層五個(gè)層次：

系統(tǒng)的最底層為軟件的驅(qū)動(dòng)層，和硬件有很大相關(guān)性，主要負(fù)責(zé)機(jī)器人無(wú)線串口信號(hào)的采集、本地存檔文件的讀取、無(wú)線視頻信號(hào)的采集。同時(shí)也將用戶層傳遞過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)和指令通過(guò)串口發(fā)送給機(jī)器人，將機(jī)器人各關(guān)節(jié)的位置信息保存到本地文件。

數(shù)據(jù)訪問(wèn)層是連接算法層和驅(qū)動(dòng)層的媒介。它負(fù)責(zé)提供響應(yīng)接口，對(duì)驅(qū)動(dòng)層采集來(lái)的信號(hào)進(jìn)行及時(shí)的響應(yīng)和處理。向算法層的信號(hào)解析和各類分析運(yùn)算提供原始數(shù)據(jù)。

算法層對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，解析出機(jī)器人各關(guān)節(jié)當(dāng)前的位置，并推算出機(jī)器人當(dāng)前的位姿、狀態(tài)。并根據(jù)應(yīng)用層的具體需求，調(diào)用相應(yīng)的算法，計(jì)算出機(jī)器人在執(zhí)行越障、路徑規(guī)劃時(shí)所需的指令參數(shù)，最終通過(guò)數(shù)據(jù)訪問(wèn)層發(fā)送給機(jī)器人。

應(yīng)用層是系統(tǒng)軟件架構(gòu)的任務(wù)管理層，負(fù)責(zé)將整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)組織協(xié)調(diào)成有機(jī)的整體，包括：路徑控制、行進(jìn)控制、視頻操作、自動(dòng)越障、信息存檔。該層采用多線程設(shè)計(jì)思路，通過(guò)前后臺(tái)的并行協(xié)作來(lái)提高系統(tǒng)軟件的運(yùn)行效率。

用戶層提供系統(tǒng)軟件的人機(jī)接口，具有人機(jī)界面和數(shù)據(jù)接口兩個(gè)部分，其中人機(jī)界面部分包括：狀態(tài)顯示界面、指令參數(shù)界面和視頻窗口界面；數(shù)據(jù)接口部分包括：狀態(tài)接收接口、指令發(fā)送接口和圖像接口。

狀態(tài)顯示界面主要用于實(shí)時(shí)顯示巡檢機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)信息、任務(wù)進(jìn)度信息和故障報(bào)警信息，以便用戶了解和掌握機(jī)器人的狀態(tài)，必要時(shí)采取適當(dāng)?shù)母深A(yù)措施；指令參數(shù)界面提供相應(yīng)的指令輸入和參數(shù)調(diào)整窗口，使用戶能夠?qū)π≤囘M(jìn)行路徑規(guī)劃或執(zhí)行越障和行進(jìn)等動(dòng)作；視頻窗口界面用于顯示當(dāng)前使用的攝像頭拍攝的實(shí)時(shí)畫面，便于用戶對(duì)機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)和線路情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)和調(diào)整。

人機(jī)操作界面用VC++6.0編寫的GUI程序，用多線程的方法編寫。串口讀寫等操作均運(yùn)行在輔助線程中。操作系統(tǒng)為Windows98/2000/XP，方便地面工作人員操作，主要由以下模塊組成：①界面顯示控制模塊；②操作命令處理模塊；③圖像采集處理模塊；④參數(shù)設(shè)置模塊；⑤串口通訊模塊；⑥測(cè)試模塊。

該機(jī)器人系統(tǒng)具體的工作過(guò)程如下：1、手持控制終端2發(fā)出運(yùn)動(dòng)指令后，機(jī)器人本體1的控制單元12在接收到該運(yùn)動(dòng)指令后，控制移動(dòng)機(jī)構(gòu)10在電線桿上爬行：其具體的爬行流程如下：首先，上夾爪100夾緊電線桿，下夾爪101松開(kāi)；下夾爪101隨爬行伸縮關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)；下夾爪101運(yùn)動(dòng)到達(dá)特定位置后，下夾爪101夾緊電線桿，隨后上夾爪100松開(kāi)；上夾爪100隨伸縮關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到特定位置停下，上夾爪100、下夾爪101的夾緊狀態(tài)對(duì)調(diào)；依次完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)。2、機(jī)器人驗(yàn)電過(guò)程如下：移動(dòng)機(jī)構(gòu)10中的上夾爪100、下夾爪101均夾緊在電線桿上；機(jī)器人在作業(yè)工具包的輔助下自動(dòng)安裝驗(yàn)電作業(yè)工具；完成驗(yàn)電器接地卡子與回流軌的連接，并檢查是否接觸良好，然后觸動(dòng)驗(yàn)電器復(fù)位按鈕；手持控制終端2向機(jī)器人本體1發(fā)送向上運(yùn)動(dòng)指令，機(jī)器人本體1的控制單元12進(jìn)行逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解算后，對(duì)各關(guān)節(jié)進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人本體1末端的向上運(yùn)動(dòng)；在末端工具搭接機(jī)構(gòu)的中間分支接近三項(xiàng)電路的中間匯流排后，通過(guò)單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)微調(diào)，精細(xì)調(diào)整機(jī)器人末端工具與匯流排的相對(duì)位姿，使驗(yàn)電設(shè)備可靠地與匯流排接觸，并根據(jù)驗(yàn)電結(jié)果發(fā)出相關(guān)反應(yīng)或警報(bào)；調(diào)整三自由度機(jī)械操作臂11末端的位置，完成另兩相電路的檢測(cè)。3、機(jī)器人掛接地線流程如下：移動(dòng)機(jī)構(gòu)10中的上夾爪100、下夾爪101均夾緊在電線桿上；在機(jī)器人末端安裝相間放電工具；手持控制終端2向機(jī)器人本體1發(fā)送向上運(yùn)動(dòng)指令，機(jī)器人本體1的控制單元12進(jìn)行逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解算后，對(duì)各關(guān)節(jié)進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人本體1末端的向上運(yùn)動(dòng)，相間放電工具與三相電線接觸，進(jìn)行相間放電；機(jī)器人末端工具更換，安裝接地作業(yè)工具；人工完成接地線接地鎖扣與回流軌的連接，并檢查是否接觸良好；手持控制終端2向機(jī)器人本體1發(fā)送向上運(yùn)動(dòng)指令，機(jī)器人本體1的控制單元進(jìn)行逆運(yùn)動(dòng)學(xué)解算后，對(duì)各關(guān)節(jié)進(jìn)行協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人本體1末端的向上運(yùn)動(dòng)；在末端工具搭接機(jī)構(gòu)的中間分支接近三項(xiàng)電路的中間匯流排后，通過(guò)單關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)微調(diào)，精細(xì)調(diào)整機(jī)器人末端工具與匯流排的相對(duì)位姿，使接地設(shè)備可靠地與匯流排接觸，根據(jù)接線線夾的類型分別進(jìn)行相應(yīng)壓緊操作；分別完成其他兩相電路的接地和壓緊操作，完成作業(yè)。

以上所述僅是本申請(qǐng)的具體實(shí)施方式，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解或?qū)崿F(xiàn)本申請(qǐng)。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本申請(qǐng)的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本申請(qǐng)將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開(kāi)的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本申請(qǐng)并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本申請(qǐng)的范圍僅由所附的權(quán)利要求來(lái)限制。