本發(fā)明屬于電力技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種輸電線路帶電作業(yè)機(jī)器人的作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，我國高壓帶電作業(yè)主要為人工作業(yè)。即便已經(jīng)出現(xiàn)代替人工作業(yè)的機(jī)器人，其安全性也不能得到保障，仍然需要人工對其作業(yè)進(jìn)行監(jiān)控。由于輸電線路機(jī)器人一般采用高空作業(yè)，操作人員在地面上通過目視無法及時有效地發(fā)現(xiàn)機(jī)器人作業(yè)過程中發(fā)生的故障。我國帶電作業(yè)機(jī)器人起步較晚，目前沒有針對輸電線路帶電作業(yè)機(jī)器人的監(jiān)控方案，電網(wǎng)、機(jī)器人和操作人員的安全不能得到保障。為避免或減小機(jī)器人作業(yè)引發(fā)的安全事故，需要針對輸電線路帶電作業(yè)機(jī)器人設(shè)計專用的監(jiān)控系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題為，作業(yè)人員可通過監(jiān)控系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控機(jī)器人帶電作業(yè)，保障了作業(yè)人員的安全。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種帶電作業(yè)機(jī)器人作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，包括帶電作業(yè)機(jī)器人和監(jiān)控系統(tǒng)；所述帶電作業(yè)機(jī)器人包括絕緣斗臂車，搭載在絕緣斗臂車上的機(jī)器人平臺，安裝在機(jī)器人平臺上的機(jī)械臂，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)；所述機(jī)械臂包括第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂和輔助機(jī)械臂，所述攝像機(jī)包括雙目攝像頭、深度攝像頭和全景攝像頭，所述第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂和輔助機(jī)械臂上均搭載有雙目攝像頭；所述第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂和輔助機(jī)械臂均為多自由度機(jī)構(gòu)，多自由度機(jī)構(gòu)中各個關(guān)節(jié)均具有相應(yīng)的正交旋轉(zhuǎn)編碼器和伺服驅(qū)動電機(jī)，正交旋轉(zhuǎn)編碼器用于采集各個關(guān)節(jié)的角度數(shù)據(jù)，伺服驅(qū)動電機(jī)用于控制各關(guān)節(jié)的運(yùn)動；所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括設(shè)置在機(jī)器人平臺上的攝像機(jī)，攝像機(jī)用于采集機(jī)械臂作業(yè)場景圖像，并將所述作業(yè)場景圖像發(fā)送給數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)；所述數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)根據(jù)所述作業(yè)場景圖像生成3D虛擬作業(yè)場景或者規(guī)劃出機(jī)械臂空間路徑，包括第一工控機(jī)、第二工控機(jī)；所述監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控對象為：第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、輔助機(jī)械臂、蓄電池以及作業(yè)場景；所述監(jiān)控系統(tǒng)中的監(jiān)控設(shè)備為：溫濕度傳感器、壓力傳感器、電流采集器、電壓采集器、數(shù)據(jù)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(jī)器人平臺上，用于采集作業(yè)環(huán)境溫濕度；壓力傳感器安裝在各機(jī)械臂末端，用于采集機(jī)械臂與環(huán)境的接觸力；電壓采集器與機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的伺服驅(qū)動電機(jī)相連，用于采集伺服驅(qū)動電機(jī)的電流的大??；數(shù)據(jù)采集卡用于各項采集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)處理和控制系統(tǒng)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(jiān)控系統(tǒng)中的人機(jī)交互設(shè)備為：第二工控機(jī)、顯示器。

進(jìn)一步，所述第一工控機(jī)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(shù)據(jù)與相應(yīng)的安全范圍值進(jìn)行比較，如果當(dāng)前采集的數(shù)據(jù)在相應(yīng)的安全范圍內(nèi)，則認(rèn)為帶電機(jī)器人作業(yè)正常，如果當(dāng)前采集的數(shù)據(jù)不在相應(yīng)的安全范圍內(nèi)，則向第二工控機(jī)發(fā)送相應(yīng)的告警信息；第二工控機(jī)將相應(yīng)的告警信息顯示在顯示器上，操作人員根據(jù)顯示器顯示的告警信息，通過第二工控機(jī)做出機(jī)械臂動作指令，第二工控機(jī)向第一工控機(jī)發(fā)送機(jī)械臂動作指令，第一工控機(jī)根據(jù)機(jī)械臂動作指令控制機(jī)械臂動作。

進(jìn)一步，所述第一工控機(jī)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(shù)據(jù)與相應(yīng)的安全范圍值進(jìn)行比較，如果當(dāng)前采集的數(shù)據(jù)在相應(yīng)的安全范圍內(nèi)，則認(rèn)為帶電機(jī)器人作業(yè)正常，如果當(dāng)前采集的數(shù)據(jù)不在相應(yīng)的安全范圍內(nèi)，則向第二工控機(jī)發(fā)送相應(yīng)的告警信息；第二工控機(jī)將相應(yīng)的告警信息顯示在顯示器上，同時，第一工控機(jī)根據(jù)告警信息類型控制機(jī)械臂動作。

進(jìn)一步，全景攝像頭、雙目攝像頭、深度攝像頭將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給第二工控機(jī)，第二工控機(jī)將圖像數(shù)據(jù)顯示在顯示器上，操作人員根據(jù)顯示器顯示的圖像監(jiān)控機(jī)器人作業(yè)過程，當(dāng)發(fā)現(xiàn)異常情況時，操作人員通過第二工控機(jī)做出機(jī)械臂動作指令，第二工控機(jī)向第一工控機(jī)發(fā)送機(jī)械臂動作指令，第一工控機(jī)根據(jù)機(jī)械臂動作指令控制機(jī)械臂動作。

進(jìn)一步，第二工控機(jī)內(nèi)置圖像處理器和帶電作業(yè)動作序列庫，所述帶電作業(yè)動作序列庫中預(yù)先存儲有各項帶電作業(yè)對應(yīng)的動作序列數(shù)據(jù)；所述攝像機(jī)采集的作業(yè)場景圖像發(fā)送給第二工控機(jī)，圖像處理器對作業(yè)場景圖像進(jìn)行處理后獲的機(jī)械臂與作業(yè)對象之間的相對位置關(guān)系，第二工控機(jī)所述相對位置關(guān)系以及具體帶電作業(yè)所對應(yīng)的動作序列規(guī)劃機(jī)械臂的空間路徑，并將所述機(jī)械臂的空間路徑數(shù)據(jù)發(fā)送給第一工控機(jī)；第一工控機(jī)根據(jù)所述機(jī)械臂的空間路徑控制機(jī)械臂動作。

進(jìn)一步，所述絕緣斗臂車上設(shè)置有控制室，所述第一工控機(jī)、第二工控機(jī)和顯示屏設(shè)置在控制室內(nèi)，控制室內(nèi)還設(shè)置有主操作手，主操作手與機(jī)械臂為主從操作關(guān)系，通過改變主操作手的姿態(tài)控制機(jī)械臂運(yùn)動；所述攝像機(jī)采集的作業(yè)場景圖像發(fā)送給第二工控機(jī)，圖像處理器對作業(yè)場景圖像進(jìn)行處理后獲的3D虛擬作業(yè)場景，并送顯示器顯示。

進(jìn)一步，所述機(jī)械臂或者主操作手為六自由度機(jī)構(gòu)，包括基座，旋轉(zhuǎn)軸方向與基座平面垂直的腰關(guān)節(jié)，與腰關(guān)節(jié)連接的肩關(guān)節(jié)，與肩關(guān)節(jié)連接的大臂，與大臂連接的肘關(guān)節(jié)，與肘關(guān)節(jié)連接的小臂，與小臂連接的腕關(guān)節(jié)，腕關(guān)節(jié)由三個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)組成，分別為腕俯仰關(guān)節(jié)、腕搖擺關(guān)節(jié)和腕旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)；所述六自由度機(jī)構(gòu)中各個關(guān)節(jié)均具有相應(yīng)的正交旋轉(zhuǎn)編碼器和伺服驅(qū)動電機(jī)，正交旋轉(zhuǎn)編碼器用于采集各個關(guān)節(jié)的角度數(shù)據(jù)，伺服驅(qū)動電機(jī)用于控制各關(guān)節(jié)的運(yùn)動；第一工控機(jī)根據(jù)機(jī)械臂各關(guān)節(jié)角度的期望值，通過控制伺服驅(qū)動電機(jī)控制按機(jī)械臂各關(guān)節(jié)運(yùn)動。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明帶電作業(yè)機(jī)器人的作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)同時采集作業(yè)現(xiàn)場視頻圖像數(shù)據(jù)、機(jī)器人自身數(shù)據(jù)等監(jiān)控數(shù)據(jù)，可從多個角度監(jiān)控機(jī)器人作業(yè)；當(dāng)機(jī)器人作業(yè)出現(xiàn)故障時，作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)能夠根據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)故障并根據(jù)故障采取相應(yīng)的應(yīng)急措施，作業(yè)人員也可以根據(jù)視頻及機(jī)器人數(shù)據(jù)提前發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的故障。

附圖說明

圖1為本發(fā)明帶電作業(yè)機(jī)器人一種實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中絕緣斗臂車的系統(tǒng)組成框圖；

圖3為本發(fā)明中機(jī)器人平臺的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明中機(jī)械臂的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是帶電作業(yè)機(jī)器人作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)組成示意圖。

圖中，1為絕緣斗臂車、2為控制室、3為伸縮臂、4為機(jī)器人平臺，46為絕緣子、43為第一機(jī)械臂、44為第二機(jī)械臂、42為輔助機(jī)械臂、48為第一工控機(jī)、45為雙目攝像頭、41為全景攝像頭、410為深度攝像頭、49為蓄電池、47為專用工具箱，431為基座、432為腰關(guān)節(jié)、433為肩關(guān)節(jié)、434為大臂、435為肘關(guān)節(jié)、436為小臂、437為腕關(guān)節(jié)。

具體實(shí)施方式

容易理解，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案，在不變更本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神的情況下，本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員可以想象出本發(fā)明帶電作業(yè)機(jī)器人作業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)的多種實(shí)施方式。因此，以下具體實(shí)施方式和附圖僅是對本發(fā)明的技術(shù)方案的示例性說明，而不應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明的全部或者視為對本發(fā)明技術(shù)方案的限制或限定。

結(jié)合附圖，監(jiān)控系統(tǒng)所應(yīng)用的帶電作業(yè)機(jī)器人包括絕緣斗臂車1、控制室2、伸縮臂3、機(jī)器人平臺4。其中，絕緣斗臂車1上架設(shè)控制室2和伸縮臂3，伸縮臂3末端連接機(jī)器人平臺4，機(jī)器人平臺4與控制室2之間采用光纖以太網(wǎng)通信或者無線網(wǎng)絡(luò)通信。

絕緣斗臂車1可供操作人員駕駛，從而將機(jī)器人平臺4運(yùn)輸?shù)阶鳂I(yè)現(xiàn)場。絕緣斗臂車1上裝有支撐腿，支撐腿可以展開，從而將絕緣斗臂車1與地面穩(wěn)固支撐。絕緣斗臂車1上裝有發(fā)電機(jī)，從而給控制室2及伸縮臂3供電。

伸縮臂3設(shè)有沿伸縮方向的驅(qū)動裝置，操作人員可以通過控制驅(qū)動裝置，從而將機(jī)器人平臺4升降到作業(yè)高度。該伸縮臂3由絕緣材料制成，用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人平臺4與控制室2的絕緣。在本發(fā)明中，伸縮臂3可有由剪叉式升降機(jī)構(gòu)或其他機(jī)構(gòu)代替。

控制室2中設(shè)置有第二工控機(jī)、顯示屏、第一主操作手、第二主操作手、輔助主操作手以及通信模塊等。

機(jī)器人平臺4包括絕緣子46、第一機(jī)械臂43、第二機(jī)械臂44、輔助機(jī)械臂42、第一工控機(jī)48、雙目攝像頭45、全景攝像頭41、深度攝像頭410、蓄電池49、專用工具箱47、通信模塊。

機(jī)器人平臺4的絕緣子46用于支撐第一機(jī)械臂43、第二機(jī)械臂44、輔助機(jī)械臂42，將這三個機(jī)械臂的外殼與機(jī)器人平臺4絕緣。

蓄電池49為第一工控機(jī)48、第一機(jī)械臂43、第二機(jī)械臂44、輔助機(jī)械臂42、全景攝像頭41、雙目攝像頭45、深度攝像頭410、通信模塊供電。

作為一種實(shí)施方式，雙目攝像頭45一共有三個，分別安裝在第一機(jī)械臂43、第二機(jī)械臂44和輔助機(jī)械臂42的腕關(guān)節(jié)437上，負(fù)責(zé)采集作業(yè)場景的圖像數(shù)據(jù)，并將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給第二工控機(jī)。雙目攝像頭45由兩個光軸平行的工業(yè)相機(jī)組成，平行光軸之間的距離固定。

深度攝像頭410安裝在機(jī)器人平臺4正對作業(yè)場景的側(cè)面，負(fù)責(zé)采集作業(yè)場景的景深數(shù)據(jù)，將景深數(shù)據(jù)發(fā)送給第二工控機(jī)。

全景攝像頭41通過支架安裝在機(jī)器人平臺4的上方，負(fù)責(zé)采集作業(yè)場景的全景圖像數(shù)據(jù)，將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給第二工控機(jī)，并顯示在顯示器上，作業(yè)人員可以通過全景圖像監(jiān)控作業(yè)場景。

專用工具箱47是放置抓具、扳手等作業(yè)工具的場所。機(jī)械臂末端安裝有工具快換裝置。機(jī)械臂根據(jù)作業(yè)任務(wù)的類型到專用工具箱47中使用工具快換裝置獲取作業(yè)工具。

控制室2中第一主操作手、第二主操作手以及輔助主操作手是一種用于人工遠(yuǎn)程操作機(jī)械臂的操作裝置，他們與第一機(jī)械臂43、第二機(jī)械臂44和輔助機(jī)械臂42構(gòu)成主從操作關(guān)系。機(jī)械臂和主操作手具有相同的結(jié)構(gòu)，只是主操作手尺寸規(guī)格比機(jī)械臂小，以便于操作人員操作。機(jī)械臂和主操作手擁有六個關(guān)節(jié)，每個關(guān)節(jié)都有光電編碼器采集角度數(shù)據(jù)，各主操作手的微型控制器通過串口將六個關(guān)節(jié)的角度數(shù)據(jù)發(fā)送給第二工控機(jī)。

作為一種實(shí)施方式，所述機(jī)械臂為六自由度機(jī)構(gòu)，包括基座431，旋轉(zhuǎn)軸方向與基座平面垂直的腰關(guān)節(jié)432，與腰關(guān)節(jié)432連接的肩關(guān)節(jié)433，與肩關(guān)節(jié)433連接的大臂434，與大臂434連接的肘關(guān)節(jié)435，與肘關(guān)節(jié)435連接的小臂436，與小臂436連接的腕關(guān)節(jié)437，腕關(guān)節(jié)437由三個旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)組成，分別為腕俯仰關(guān)節(jié)、腕搖擺關(guān)節(jié)和腕旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)；所述六自由度機(jī)構(gòu)中各個關(guān)節(jié)均具有相應(yīng)的正交旋轉(zhuǎn)編碼器31和伺服驅(qū)動電機(jī)，正交旋轉(zhuǎn)編碼器31用于采集各個關(guān)節(jié)的角度數(shù)據(jù)，伺服驅(qū)動電機(jī)用于控制各關(guān)節(jié)的運(yùn)動；第一工控機(jī)根據(jù)所述機(jī)械臂的空間路徑解算出各關(guān)節(jié)的運(yùn)動角度，控制伺服驅(qū)動電機(jī)按照所述運(yùn)動角度控制機(jī)械臂各關(guān)節(jié)運(yùn)動。

作為一種實(shí)施方式，機(jī)器人平臺4與控制室2之間的數(shù)據(jù)傳輸通過光纖有線傳輸，或者使用無線網(wǎng)絡(luò)傳輸。機(jī)器人平臺4上的通信模塊是光纖收發(fā)器，光纖收發(fā)器用于實(shí)現(xiàn)光纖中的光信號與雙絞線中的電信號的相互轉(zhuǎn)換，從而在通信上實(shí)現(xiàn)機(jī)器人平臺4與控制室2的電氣隔離?？刂剖?中的通信模塊是光纖收發(fā)器，光纖收發(fā)器用于實(shí)現(xiàn)光纖中的光信號與雙絞線中的電信號的相互轉(zhuǎn)換，從而在通信上實(shí)現(xiàn)機(jī)器人平臺4與控制室2的電氣隔離。

作為一種實(shí)施方式，第二工控機(jī)可以完成以下任務(wù)：

建立動作序列庫。預(yù)先將各項帶電作業(yè)任務(wù)分解為作用序列，組成動作序列庫，存儲在第二工控機(jī)中，用于機(jī)械臂路徑規(guī)劃。

建立作業(yè)對象模型庫。預(yù)先制作各項帶電作業(yè)任務(wù)所涉及的作業(yè)對象的三維模型和目標(biāo)識別模型，例如，根據(jù)電力塔桿、電線、耐張絕緣子、隔離刀閘、避雷器等器件實(shí)物，制作三維模型和目標(biāo)識別模型，用于帶電作業(yè)機(jī)器人自動識別作業(yè)對象，構(gòu)建作業(yè)場景三維虛擬場景。

建立機(jī)械臂和專用工具模型庫。預(yù)先制作機(jī)械臂和專用工具的三維模型和目標(biāo)識別模型，例如，扳手等，用于帶電作業(yè)機(jī)器人自動構(gòu)建作業(yè)場景三維虛擬場景，規(guī)劃機(jī)械臂空間路徑。

獲取圖像數(shù)據(jù)。獲取全景圖像、深度圖像和雙目圖像的數(shù)據(jù)信息。

根據(jù)圖像數(shù)據(jù)識別和跟蹤作業(yè)目標(biāo)。

獲取主操作手的角度、角速度和角加速度數(shù)據(jù)，獲取機(jī)械臂的角度、角速度和角加速度數(shù)據(jù)。

對相關(guān)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計算，獲取機(jī)械臂位置，獲取作業(yè)對象的位置，獲取機(jī)械臂與作業(yè)對象之間的相對位置，并根據(jù)相對位置和作業(yè)任務(wù)規(guī)劃機(jī)械臂的空間路徑。

根據(jù)圖像數(shù)據(jù)構(gòu)建作業(yè)對象三維場景，根據(jù)機(jī)械臂角度信息和作業(yè)對象三維場景獲得機(jī)械臂與作業(yè)對象的相對位置，并根據(jù)相對位置和作業(yè)任務(wù)規(guī)劃機(jī)械臂的空間路徑。

對相關(guān)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計算，構(gòu)建3D虛擬作業(yè)場景，送顯示器顯示，操作人員根據(jù)3D虛擬作業(yè)場景監(jiān)控作業(yè)過程。與全景圖像相比，3D虛擬作業(yè)場景綜合和深度圖像信息和雙目圖像信息，對機(jī)器臂與作業(yè)對象之間、機(jī)械臂之間、作業(yè)對象與作業(yè)環(huán)境之間的相對位置的判斷更精確，且不會存在視覺死角。因此，操作人員通過3D虛擬作業(yè)場景進(jìn)行作業(yè)監(jiān)控，操作精度更高，可以防止碰撞發(fā)生，提高了安全性。同時，3D虛擬作業(yè)場景顯示在控制室2中的顯示器上，遠(yuǎn)離機(jī)械臂作業(yè)現(xiàn)場，提高了人作業(yè)人員的人身安全。

作為一種實(shí)施方式，第一工控機(jī)可以完成以下任務(wù)：

根據(jù)第二工控機(jī)發(fā)送的主操作手各關(guān)節(jié)的角度信息，控制機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的運(yùn)動。

獲取第二工控機(jī)發(fā)送的機(jī)械臂的空間路徑數(shù)據(jù)，根據(jù)作業(yè)任務(wù)的動作序列，解算出機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的角度數(shù)據(jù)運(yùn)動量，并控制機(jī)械臂各關(guān)節(jié)運(yùn)動。

本發(fā)明中，第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂相互配合，可以模仿人的兩個手的作業(yè)順序完成帶電作業(yè)?？紤]到靈活性，可以再增加一個強(qiáng)壯的輔助機(jī)械臂，此時，輔助機(jī)械臂專司器件夾持等力道大的動作，第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂則進(jìn)行相關(guān)業(yè)務(wù)操作。

根據(jù)第二工控機(jī)和第一工控機(jī)完成的不同任務(wù)的組合，本發(fā)明帶電作業(yè)機(jī)器人既可以由作業(yè)人員進(jìn)行遠(yuǎn)程搖操作以完成帶電作業(yè)，又可以進(jìn)行自主帶電作業(yè)。在進(jìn)行帶電作業(yè)之前，作業(yè)人員先通過觀察全景圖像，將機(jī)器人平臺4移動至作業(yè)對象附近。

如果選擇人工遠(yuǎn)程搖操作，則由第二工控機(jī)根據(jù)數(shù)目圖像和深度圖像構(gòu)建3D虛擬作業(yè)場景并送顯示器顯示，作業(yè)人員通過3D虛擬作業(yè)場景監(jiān)控操作過程，通過主操作手控制機(jī)械臂的動作，以完成帶電作業(yè)。在此過程中，作業(yè)人員改變主操作手姿態(tài)后，主操作手中各關(guān)節(jié)的光電編碼器采集各關(guān)節(jié)角度，各主操作手的微型控制器通過串口將各關(guān)節(jié)的角度數(shù)據(jù)發(fā)送給第二工控機(jī)。第二工控機(jī)將主操作手各關(guān)節(jié)的角度數(shù)據(jù)作為機(jī)械臂各關(guān)節(jié)角度的期望值發(fā)送給第一工控機(jī)，第一工控機(jī)根據(jù)角度期望值通過伺服電機(jī)控制機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的運(yùn)動，已完成帶電作業(yè)。

如果選擇自主作業(yè)，則由第二工控機(jī)根據(jù)數(shù)目圖像和深度圖像計算獲取作業(yè)對象和機(jī)械臂之間的相對位置關(guān)系，然后依據(jù)作業(yè)任務(wù)所對應(yīng)的動作序列進(jìn)行機(jī)械臂空間路徑規(guī)劃，并將空間路徑發(fā)送給第一工控機(jī)，第一工控機(jī)解算出機(jī)械臂各關(guān)節(jié)需要轉(zhuǎn)動的角度數(shù)據(jù)作為機(jī)械臂各關(guān)節(jié)角度的期望值，通過伺服電機(jī)控制機(jī)械臂各關(guān)節(jié)的運(yùn)動，已完成帶電作業(yè)。

在本發(fā)明中，被監(jiān)控對象包括：第一機(jī)械臂43、第二機(jī)械臂44、輔助機(jī)械臂42、和蓄電池；

在本發(fā)明中，監(jiān)控數(shù)據(jù)獲取設(shè)備包括：溫濕度傳感器、壓力傳感器、電流采集器、電壓采集器、全景攝像頭41、雙目攝像頭45、深度攝像頭410、數(shù)據(jù)采集卡；

在本發(fā)明中，監(jiān)控數(shù)據(jù)收集設(shè)備包括：第一工控機(jī)；

人機(jī)交互設(shè)備包括：第二工控機(jī)、顯示器。

溫濕度傳感器安裝在機(jī)器人平臺4上，用于采集作業(yè)環(huán)境的溫度和濕度。

壓力傳感器安裝在第一機(jī)械臂43、第二機(jī)械臂44和輔助機(jī)械臂42的腕關(guān)節(jié)437末端，用于采集機(jī)械臂與環(huán)境的接觸力。

電流采集器與第一機(jī)械臂43、第二機(jī)械臂44和輔助機(jī)械臂42的每個關(guān)節(jié)的伺服驅(qū)動電機(jī)相連，用于采集驅(qū)動電機(jī)的電流的大小。

電壓采集器與蓄電池的正負(fù)極連接，用于采集蓄電池的電壓的大小。

數(shù)據(jù)采集卡安裝在第一工控機(jī)48上，用于獲取溫濕度傳感器、壓力傳感器、電流采集器以及電壓采集器采集的采集數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計算機(jī)容易處理的數(shù)據(jù)格式。

第一工控機(jī)將各個傳感器的數(shù)據(jù)與其安全范圍的數(shù)據(jù)相比較，如果當(dāng)前采集到某一傳感器的數(shù)據(jù)在安全范圍內(nèi)，則不處理，如果當(dāng)前采集到某一傳感器的數(shù)據(jù)在安全范圍外，則將對應(yīng)數(shù)據(jù)的錯誤指令發(fā)送到第二工控機(jī)。

具體故障分類及措施：

環(huán)境溫度過低：第一工控機(jī)48獲取溫濕度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)，將該溫度數(shù)據(jù)的值與存儲在第一工控機(jī)48內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)的安全范圍的值的大小進(jìn)行比較，若該溫度數(shù)據(jù)的值小于安全范圍的值，則發(fā)生環(huán)境溫度過低故障。第一工控機(jī)48將環(huán)境溫度過低的故障指令發(fā)送給第二工控機(jī)，第二工控機(jī)將環(huán)境溫度過低的故障信息顯示在顯示屏上。操作人員輸入全平臺停止工作指令，第二工控機(jī)將該指令發(fā)送給第一工控機(jī)48，第一工控機(jī)48依次控制第一機(jī)械臂43、第二機(jī)械臂44、輔助機(jī)械臂42、全景攝像頭41、雙目攝像頭45、深度攝像頭410關(guān)閉。

環(huán)境溫度過高：第一工控機(jī)48獲取溫濕度傳感器采集的溫度數(shù)據(jù)，將該溫度數(shù)據(jù)的值與存儲在第一工控機(jī)48內(nèi)的溫度數(shù)據(jù)的安全范圍的值的大小進(jìn)行比較，若該溫度數(shù)據(jù)的值大于安全范圍的值，則發(fā)生環(huán)境溫度過高故障。第一工控機(jī)48將環(huán)境溫度過高的故障指令發(fā)送給第二工控機(jī)，第二工控機(jī)將環(huán)境溫度過高的故障信息顯示在顯示屏上。操作人員輸入全平臺停止工作指令，第二工控機(jī)將該指令發(fā)送給第一工控機(jī)48，第一工控機(jī)48依次控制第一機(jī)械臂43、第二機(jī)械臂44、輔助機(jī)械臂42、全景攝像頭41、雙目攝像頭45、深度攝像頭410關(guān)閉。

環(huán)境濕度過高：第一工控機(jī)48獲取溫濕度傳感器采集的濕度數(shù)據(jù)，將該濕度數(shù)據(jù)的值與存儲在第一工控機(jī)48內(nèi)的濕度數(shù)據(jù)的安全范圍的值的大小進(jìn)行比較，若該濕度數(shù)據(jù)的值大于安全范圍的值，則發(fā)生環(huán)境濕度過高故障。第一工控機(jī)48將環(huán)境濕度過高的故障指令發(fā)送給第二工控機(jī)，第二工控機(jī)將環(huán)境濕度過高的故障信息顯示在顯示屏上。操作人員輸入全平臺停止工作指令，第二工控機(jī)將該指令發(fā)送給第一工控機(jī)48，第一工控機(jī)48依次控制第一機(jī)械臂43、第二機(jī)械臂44、輔助機(jī)械臂42、全景攝像頭41、雙目攝像頭45、深度攝像頭410關(guān)閉。

機(jī)械臂接觸壓力過大：第一工控機(jī)48獲取壓力傳感器采集的壓力數(shù)據(jù)，將該壓力數(shù)據(jù)的值與存儲在第一工控機(jī)48內(nèi)的壓力數(shù)據(jù)的安全范圍的值的大小進(jìn)行比較，若該壓力數(shù)據(jù)的值大于安全范圍的值，則發(fā)生機(jī)械臂接觸壓力過大故障。第一工控機(jī)48將機(jī)械臂接觸壓力過大的故障指令發(fā)送給第二工控機(jī)，第二工控機(jī)將機(jī)械臂接觸壓力過大的故障信息顯示在顯示屏上。操作人員輸入機(jī)械臂停止工作指令，若第二工控機(jī)處于自主工作模式，第二工控機(jī)將退出自主工作模式并將機(jī)械臂停止工作指令發(fā)送給第一工控機(jī)48，第一工控機(jī)48控制第一機(jī)械臂43、第二機(jī)械臂44、輔助機(jī)械臂42停止工作。

機(jī)械臂負(fù)載過大：第一工控機(jī)48獲取電流采集器采集的電流數(shù)據(jù)，將該電流數(shù)據(jù)的值與存儲在第一工控機(jī)48內(nèi)的電流數(shù)據(jù)的安全范圍的值的大小進(jìn)行比較，若該電流數(shù)據(jù)的值大于安全范圍的值，則發(fā)生機(jī)械臂負(fù)載過大故障。第一工控機(jī)48將機(jī)械臂負(fù)載過大的故障指令發(fā)送給第二工控機(jī)，第二工控機(jī)將機(jī)械臂負(fù)載過大的故障信息顯示在顯示屏上。操作人員輸入機(jī)械臂停止工作指令，若第二工控機(jī)處于自主工作模式，第二工控機(jī)將退出自主工作模式并將機(jī)械臂停止工作指令發(fā)送給第一工控機(jī)48，第一工控機(jī)48控制第一機(jī)械臂43、第二機(jī)械臂44、輔助機(jī)械臂42停止工作。

蓄電池欠壓：第一工控機(jī)48獲取電壓采集器采集的電壓數(shù)據(jù)，將該電壓數(shù)據(jù)的值與存儲在第一工控機(jī)48內(nèi)的電壓數(shù)據(jù)的安全范圍的值的大小進(jìn)行比較，若該電壓數(shù)據(jù)的值小于安全范圍的值，則發(fā)生蓄電池欠壓故障。第一工控機(jī)48將蓄電池欠壓的故障指令發(fā)送給第二工控機(jī)，第二工控機(jī)將蓄電池欠壓的故障信息顯示在顯示屏上。操作人員輸入全平臺停止工作指令，第二工控機(jī)將該指令發(fā)送給第一工控機(jī)48，第一工控機(jī)48依次控制第一機(jī)械臂43、第二機(jī)械臂44、輔助機(jī)械臂42、全景攝像頭41、雙目攝像頭45、深度攝像頭410關(guān)閉。操作人員為蓄電池充電。該監(jiān)控系統(tǒng)的工作過程分為自動檢測監(jiān)控和人工遠(yuǎn)程監(jiān)控兩個部分。

自動檢測監(jiān)控按照以下步驟進(jìn)行：

步驟1，數(shù)據(jù)采集卡采集溫濕度傳感器、壓力傳感器、電流采集器、電壓采集器測量得到的數(shù)據(jù)；

步驟2，根據(jù)濕度傳感器、壓力傳感器、電流采集器、電壓采集器各自的標(biāo)定數(shù)據(jù)表，第一工控機(jī)48將步驟1采集得到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成便于人類識別的數(shù)據(jù)；

步驟3，第一工控機(jī)48將步驟2得到的數(shù)據(jù)與安全范圍數(shù)據(jù)表對比，如果步驟2得到的數(shù)據(jù)超出安全數(shù)據(jù)表范圍，第一工控機(jī)48將超出安全數(shù)據(jù)表范圍的數(shù)據(jù)的錯誤指令發(fā)送給第二工控機(jī)；

步驟4，第二工控機(jī)接收錯誤指令，將錯誤指令顯示在顯示屏上；

步驟5，操作人員根據(jù)錯誤指令決定是否需要輸入緊急停止指令。

人工遠(yuǎn)程監(jiān)控按照以下步驟進(jìn)行：

步驟1，全景攝像頭41、雙目攝像頭45、深度攝像頭410將圖像數(shù)據(jù)發(fā)送給第二工控機(jī)；

步驟2，第二工控機(jī)將步驟1中的圖像數(shù)據(jù)顯示在顯示屏上。

步驟3，操作人員根據(jù)顯示的圖像監(jiān)控機(jī)器人作業(yè)過程，發(fā)現(xiàn)其中可能出現(xiàn)的故障，決定是否需要輸入緊急停止指令。