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    變電站巡檢機器人云臺控制系統(tǒng)及控制方法技術(shù)方案

    技術(shù)編號:8532094 閱讀:173 留言:0更新日期:2013-04-04 14:38
    本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種變電站巡檢機器人云臺控制系統(tǒng),該云臺控制系統(tǒng)運行于云臺控制器上,云臺控制器與電機驅(qū)動模塊和角度檢測模塊連接,以上兩模塊進一步又與云臺本體連接,,同時云臺控制器也與機器人控制器連接。所述云臺控制系統(tǒng)包括系統(tǒng)初始化模塊,系統(tǒng)初始化模塊與任務(wù)調(diào)度模塊連接,任務(wù)調(diào)度模塊與系統(tǒng)空閑模塊、異步任務(wù)管理模塊、系統(tǒng)監(jiān)控模塊直接連接,異步任務(wù)管理模塊分別與數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、系統(tǒng)配置模塊、預(yù)置位控制模塊連接。該系統(tǒng)有效克服了現(xiàn)有云臺技術(shù)方案的不足,整個系統(tǒng)具有配置靈活、擴展方便、具有故障檢測及恢復能力以及方便與巡檢機器人集成的特點,非常適用于變電站強電磁環(huán)境下的變電站巡檢應(yīng)用。

    【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

    本專利技術(shù)涉及一種云臺控制系統(tǒng)及控制方法,尤其涉及一種。
    技術(shù)介紹
    隨著科學技術(shù)的進步和電網(wǎng)建設(shè)的需要,傳統(tǒng)有人值守變電站正向無人值守的智能變電站方向發(fā)展。在智能變電站中,雖然站內(nèi)設(shè)備運行狀態(tài)可通過遠程遙測手段獲取,但變電站尤其是室外變電站環(huán)境中,由于變電站智能化水平的限制以及無人在現(xiàn)場及時巡視,ー些不可控因素將會對變電站安全運行帶來一系列問題甚至留下隱患。專利200410024231.1中公布了一種可應(yīng)用于電站設(shè)備自主巡檢的機器人,為上述問題提供了一種行之有效的解決方案,從而使變電站實現(xiàn)真正的無人值守成為可能。該機器人可以在變電站內(nèi)全自主運行并能自動收集電カ設(shè)備狀態(tài)信息,在整個巡檢作業(yè)過程中,機器人沿設(shè)定路線運行至站內(nèi)指定位置,之后云臺系統(tǒng)帶動設(shè)備檢測系統(tǒng)對準待檢電カ設(shè)備,最后采集到的電カ設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)則通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸至監(jiān)控后臺存儲并分析。在整個機器人系統(tǒng)中,云臺系統(tǒng)是安裝、固定設(shè)備檢測系統(tǒng)的支撐設(shè)備,其性能直接影響到巡檢機器人完成巡檢任務(wù)的質(zhì)量。云臺是傳統(tǒng)安防監(jiān)控行業(yè)最為常用的設(shè)備,云臺系統(tǒng)主要由云臺本體、角度檢測元件、云臺控制板三部分組成,而云臺的整體性能在很大程度上則取決于云臺控制板所搭載的云臺控制系統(tǒng)性能。由于變電站巡檢機器人運行環(huán)境和巡檢任務(wù)需求的特殊性,現(xiàn)有的云臺控制系統(tǒng)一般不能完全適用于變電站巡檢作業(yè),主要表現(xiàn)在(I)目前云臺生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品大多都只有諸如64、128等有限數(shù)量的預(yù)置位,但是由于各個變電站內(nèi)環(huán)境各不相同,并且待檢電カ設(shè)備數(shù)量眾多,因此所需云臺的預(yù)置位個數(shù)很有可能超出目前傳統(tǒng)云臺控制系統(tǒng)所支持的最大預(yù)置位個數(shù)。(2)巡檢機器人通常需要根據(jù)各個變電站現(xiàn)場巡檢任務(wù)需求,靈活配置或擴展相應(yīng)的系統(tǒng)功能。具體到機器人云臺控制系統(tǒng),由于現(xiàn)有控制系統(tǒng)都是針對通用安防監(jiān)控領(lǐng)域開發(fā),一般沒有配置和擴展能力,因此大多數(shù)情況下無法與巡檢機器人系統(tǒng)進行集成。對于上述問題,目前已有相關(guān)的技術(shù)方案被公開,但具體到控制系統(tǒng)的實施上卻均有不足之處,如下對于上述所列(I),專利200910016095. 5公開了ー種機器人云臺預(yù)置位的控制系統(tǒng)及控制方法,有效解決了現(xiàn)有云臺預(yù)置位數(shù)量無法滿足變電站巡檢任務(wù)需求的問題,但該專利只描述了云臺預(yù)置位控制的方法,其將通用云臺產(chǎn)品中的預(yù)置位存儲區(qū)域轉(zhuǎn)移至控制終端數(shù)據(jù)庫中,在此基礎(chǔ)上僅對預(yù)置位設(shè)置、調(diào)用和刪除這三種基本操作的控制流程進行了說明,并未給出云臺控制系統(tǒng)針對巡檢機器人任務(wù)需求所開發(fā)的其它功能模塊的組成結(jié)構(gòu)和完整實施細節(jié)。對于上述所列(2),文獻“變電站智能巡檢機器人云臺控制系統(tǒng)設(shè)計”中給出了一個云臺系統(tǒng)的較為詳細的實施細節(jié),該文獻著重對云臺系統(tǒng)的硬件實現(xiàn)及硬件控制流程進行說明,并通過實驗驗證了該控制方案下云臺控制精度符合巡檢任務(wù)要求,但云臺控制器上云臺控制系統(tǒng)的組成架構(gòu)如何適應(yīng)變電站內(nèi)不同巡檢任務(wù)需求等方面,其未做進ー步描述。
    技術(shù)實現(xiàn)思路
    本專利技術(shù)的目的就是為了解決上述問題,提供一種,它具有簡單可靠、配置靈活、擴展性好的優(yōu)點。為了實現(xiàn)上述目的,本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案一種變電站巡檢機器人云臺控制系統(tǒng),它包括云臺控制器,云臺控制器與機器人控制器連接,云臺控制器還與電機驅(qū)動模塊和角度檢測模塊連接,電機驅(qū)動模塊和角度檢測模塊均與云臺本體連接,云臺控制器對云臺本體進行異步控制和實時控制,所述云臺控制器包括初始化模塊用于初始化云臺控制系統(tǒng)的運行環(huán)境;任務(wù)調(diào)度模塊負責對異步任務(wù)的調(diào)用和毎次異步任務(wù)調(diào)用之前復位系統(tǒng)監(jiān)控模塊以表明系統(tǒng)正常運行;系統(tǒng)空閑模塊在沒有觸發(fā)事件產(chǎn)生時,系統(tǒng)將從任務(wù)調(diào)度模塊進入系統(tǒng)空閑模塊,以便降低整個系統(tǒng)的功耗,一旦觸發(fā)事件產(chǎn)生系統(tǒng)將退回任務(wù)調(diào)度模塊進行異步任務(wù)的調(diào)度;數(shù)據(jù)接收模塊主要負責接收機器人控制器發(fā)送的數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)送至任務(wù)調(diào)度模塊,同時產(chǎn)生觸發(fā)事件使系統(tǒng)由系統(tǒng)空閑模塊返回任務(wù)調(diào)度模塊,以便響應(yīng)外部控制命令;系統(tǒng)監(jiān)控模塊主要負責系統(tǒng)運行的異常狀況的監(jiān)控;數(shù)據(jù)存儲模塊負責存儲系統(tǒng)運行所需配置數(shù)據(jù),提供給初始化模塊和異步任務(wù)管理模塊使用;異步任務(wù)管理模塊負責管理系統(tǒng)內(nèi)所有運行異步任務(wù)所需要的模塊;數(shù)據(jù)交換模塊主要暫存系統(tǒng)數(shù)據(jù)供各模塊使用;實時任務(wù)管理模塊負責管理系統(tǒng)內(nèi)所有運行實時任務(wù)所需要的模塊;時鐘模塊為整個系統(tǒng)提供周期性時鐘事件以驅(qū)動實時任務(wù)管理模塊運行,同時當系統(tǒng)運行正常時在時鐘模塊產(chǎn)生的周期性觸發(fā)事件的控制下,任務(wù)調(diào)度模塊將在設(shè)定時間之內(nèi)復位系統(tǒng)監(jiān)控模塊以表明系統(tǒng)運行正常。所述初始化模塊一方面讀取數(shù)據(jù)存儲模塊中存儲的系統(tǒng)運行所需系統(tǒng)配置數(shù)據(jù),另ー方面也啟動時鐘模塊。所述任務(wù)調(diào)度模塊根據(jù)數(shù)據(jù)接收模塊傳送的數(shù)據(jù)調(diào)用異步任務(wù)管理模塊中所包含的異步任務(wù),同時將相關(guān)數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)交換模塊以備其它模塊使用,另外該模塊還在每次異步任務(wù)調(diào)用之前復位系統(tǒng)監(jiān)控模塊以表明系統(tǒng)正常運行。所述異步任務(wù)管理模塊負責管理數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將云臺控制系統(tǒng)內(nèi)部信息發(fā)送至機器人控制器、管理系統(tǒng)配置模塊根據(jù)機器人控制器下發(fā)的配置信息修改數(shù)據(jù)存儲模塊內(nèi)保存的配置信息,以供下次系統(tǒng)初始化時使用和管理預(yù)置位控制模塊根據(jù)外部命令完成預(yù)置位的設(shè)置、調(diào)用和刪除操作。所述實時任務(wù)管理模塊負責管理電機控制模塊根據(jù)經(jīng)異步任務(wù)管理模塊傳送的信息控制云臺電機運行、管理反饋采樣模塊完成對云臺本體各自由度上的角度進行采樣并為電機控制模塊的運行提供必要的反饋信息和管理實時監(jiān)控模塊對實時任務(wù)運行過程中的狀態(tài)信息進行監(jiān)控以供各模塊及機器人控制器使用。所述系統(tǒng)監(jiān)控模塊負責監(jiān)控系統(tǒng)運行的異常狀況,當因系統(tǒng)運行異常而使任務(wù)調(diào)度模塊沒有在設(shè)定時間內(nèi)復位系統(tǒng)監(jiān)控模塊,系統(tǒng)監(jiān)控模塊將產(chǎn)生觸發(fā)事件使整個系統(tǒng)重新進入初始化模塊并完成初始化操作,從而使系統(tǒng)恢復正常運行。一種基于變電站巡檢機器人云臺控制系統(tǒng)的控制方法,具體步驟為步驟一云臺控制系統(tǒng)上電,初始化模塊讀取數(shù)據(jù)存儲模塊中保存的系統(tǒng)配置數(shù)據(jù);進行系統(tǒng)初始化操作,同時啟動時鐘模塊以處理實時任務(wù);步驟ニ 任務(wù)調(diào)度模塊監(jiān)測觸發(fā)事件是否產(chǎn)生,同時進入時鐘事件判斷程序,若觸 發(fā)事件沒有產(chǎn)生,系統(tǒng)監(jiān)控模塊判斷超時是否發(fā)生,若超吋,返回步驟一,若沒有超吋,則進入系統(tǒng)空閑;若觸發(fā)事件產(chǎn)生,則進入步驟三;步驟三控制系統(tǒng)監(jiān)控模塊中的系統(tǒng)監(jiān)控復位;步驟四任務(wù)調(diào)度模塊根據(jù)接收到觸發(fā)事件的類型判別該事件是否由外部輸入指令觸發(fā),如果是則執(zhí)行異步任務(wù)管理模塊所包含的異步任務(wù),然后進入系統(tǒng)空閑模塊以降低系統(tǒng)功耗,若不是則直接進入系統(tǒng)空閑模塊,執(zhí)行步驟五;步驟五任務(wù)調(diào)度模塊判斷系統(tǒng)是否斷電,如系統(tǒng)斷電,則退出,若沒有斷電返回步驟ニ。所述步驟一中啟動時鐘模塊后的實時任務(wù)處理步驟為(2-1)實時任務(wù)管理模塊判斷是否發(fā)生時鐘事件,若沒有發(fā)生時鐘事件則進入步驟(2-3),若發(fā)生時鐘事件則進入步驟(2-2);(2-2)實時任務(wù)管理模塊執(zhí)行實時任務(wù);(2-3)判斷系統(tǒng)是否斷電,如系統(tǒng)斷電,則時鐘模塊終止,若沒有斷電返回步驟(2-1)。所述步驟四的具體步驟為(4-1)異步任務(wù)執(zhí)行,異步任務(wù)管理模塊讀取數(shù)據(jù)交換模塊中的指令數(shù)據(jù);(4-2)異步任務(wù)管理模塊判斷任務(wù)類型,根據(jù)任務(wù)類型利用數(shù)據(jù)發(fā)送模塊進行數(shù)據(jù)發(fā)送、利用系統(tǒng)配置模塊進行系統(tǒng)配置并寫入數(shù)據(jù)存儲模塊、利用預(yù)置位控制模塊對預(yù)置位進行設(shè)置、調(diào)用或刪除操作并將修改后的預(yù)置位本文檔來自技高網(wǎng)
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    【技術(shù)保護點】
    一種變電站巡檢機器人云臺控制系統(tǒng),它包括云臺控制器,云臺控制器與機器人控制器連接,云臺控制器還與電機驅(qū)動模塊和角度檢測模塊連接,電機驅(qū)動模塊和角度檢測模塊均與云臺本體連接,云臺控制器對云臺本體進行異步控制和實時控制,其特征是,所述云臺控制器包括:?初始化模塊:用于初始化云臺控制系統(tǒng)的運行環(huán)境;?任務(wù)調(diào)度模塊:負責對異步任務(wù)的調(diào)用和每次異步任務(wù)調(diào)用之前復位系統(tǒng)監(jiān)控模塊以表明系統(tǒng)正常運行;?系統(tǒng)空閑模塊:在沒有觸發(fā)事件產(chǎn)生時,系統(tǒng)將從任務(wù)調(diào)度模塊進入系統(tǒng)空閑模塊,以便降低整個系統(tǒng)的功耗,一旦觸發(fā)事件產(chǎn)生系統(tǒng)將退回任務(wù)調(diào)度模塊進行異步任務(wù)的調(diào)度;?數(shù)據(jù)接收模塊:主要負責接收機器人控制器發(fā)送的數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)送至任務(wù)調(diào)度模塊,同時產(chǎn)生觸發(fā)事件使系統(tǒng)由系統(tǒng)空閑模塊返回任務(wù)調(diào)度模塊,以便響應(yīng)外部控制命令;?系統(tǒng)監(jiān)控模塊:主要負責系統(tǒng)運行的異常狀況的監(jiān)控;?數(shù)據(jù)存儲模塊:負責存儲系統(tǒng)運行所需配置數(shù)據(jù),提供給初始化模塊和異步任務(wù)管理模塊使用;?異步任務(wù)管理模塊:負責管理系統(tǒng)內(nèi)所有運行異步任務(wù)所需要的模塊;?數(shù)據(jù)交換模塊:主要暫存系統(tǒng)數(shù)據(jù)供各模塊使用;?實時任務(wù)管理模塊:負責管理系統(tǒng)內(nèi)所有運行實時任務(wù)所需要的模塊;?時鐘模塊:為整個系統(tǒng)提供周期性時鐘事件以驅(qū)動實時任務(wù)管理模塊運行,同時當系統(tǒng)運行正常時在時鐘模塊產(chǎn)生的周期性觸發(fā)事件的控制下,任務(wù)調(diào)度模塊將在設(shè)定時間之內(nèi)復位系統(tǒng)監(jiān)控模塊以表明系統(tǒng)運行正常。...

    【技術(shù)特征摘要】
    1.一種變電站巡檢機器人云臺控制系統(tǒng),它包括云臺控制器,云臺控制器與機器人控制器連接,云臺控制器還與電機驅(qū)動模塊和角度檢測模塊連接,電機驅(qū)動模塊和角度檢測模塊均與云臺本體連接,云臺控制器對云臺本體進行異步控制和實時控制,其特征是,所述Z 臺控制器包括 初始化模塊用于初始化云臺控制系統(tǒng)的運行環(huán)境; 任務(wù)調(diào)度模塊負責對異步任務(wù)的調(diào)用和每次異步任務(wù)調(diào)用之前復位系統(tǒng)監(jiān)控模塊以表明系統(tǒng)正常運行; 系統(tǒng)空閑模塊在沒有觸發(fā)事件產(chǎn)生時,系統(tǒng)將從任務(wù)調(diào)度模塊進入系統(tǒng)空閑模塊,以便降低整個系統(tǒng)的功耗,一旦觸發(fā)事件產(chǎn)生系統(tǒng)將退回任務(wù)調(diào)度模塊進行異步任務(wù)的調(diào)度; 數(shù)據(jù)接收模塊主要負責接收機器人控制器發(fā)送的數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)送至任務(wù)調(diào)度模塊,同時產(chǎn)生觸發(fā)事件使系統(tǒng)由系統(tǒng)空閑模塊返回任務(wù)調(diào)度模塊,以便響應(yīng)外部控制命令; 系統(tǒng)監(jiān)控模塊主要負責系統(tǒng)運行的異常狀況的監(jiān)控; 數(shù)據(jù)存儲模塊負責存儲系統(tǒng)運行所需配置數(shù)據(jù),提供給初始化模塊和異步任務(wù)管理模塊使用; 異步任務(wù)管理模塊負責管理系統(tǒng)內(nèi)所有運行異步任務(wù)所需要的模塊; 數(shù)據(jù)交換模塊主要暫存系統(tǒng)數(shù)據(jù)供各模塊使用; 實時任務(wù)管理模塊負責管理系統(tǒng)內(nèi)所有運行實時任務(wù)所需要的模塊; 時鐘模塊為整個系統(tǒng)提供周期性時鐘事件以驅(qū)動實時任務(wù)管理模塊運行,同時當系統(tǒng)運行正常時在時鐘模塊產(chǎn)生的周期性觸發(fā)事件的控制下,任務(wù)調(diào)度模塊將在設(shè)定時間之內(nèi)復位系統(tǒng)監(jiān)控模塊以表明系統(tǒng)運行正常。2.如權(quán)利要求1所述變電站巡檢機器人云臺控制系統(tǒng),其特征是,所述初始化模塊一方面讀取數(shù)據(jù)存儲模塊中存儲的系統(tǒng)運行所需系統(tǒng)配置數(shù)據(jù),另一方面也啟動時鐘模塊。3.如權(quán)利要求1所述變電站巡檢機器人云臺控制系統(tǒng),其特征是,所述任務(wù)調(diào)度模塊根據(jù)數(shù)據(jù)接收模塊傳送的數(shù)據(jù)調(diào)用異步任務(wù)管理模塊中所包含的異步任務(wù),同時將相關(guān)數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)交換模塊以備其它模塊使用,另外該模塊還在每次異步任務(wù)調(diào)用之前復位系統(tǒng)監(jiān)控模塊以表明系統(tǒng)正常運行。4.如權(quán)利要求1所述變電站巡檢機器人云臺控制系統(tǒng),其特征是,所述異步任務(wù)管理模塊負責管理數(shù)據(jù)發(fā)送模塊將云臺控制系統(tǒng)內(nèi)部信息發(fā)送至機器人控制器、管理系統(tǒng)配置模塊根據(jù)機器人控制器下發(fā)的配置信息修改數(shù)據(jù)存儲模塊內(nèi)保存的配置信息,以供下次系統(tǒng)初始化時使用和管理預(yù)置位控制模塊根據(jù)外部命令完成預(yù)置位的設(shè)置、調(diào)用和刪除操作。5.如權(quán)利要求1所述變電站巡檢機器人云臺控制系統(tǒng),其特征是,所述實時任務(wù)管理模塊負責管理電機控制模塊根據(jù)經(jīng)異步任務(wù)管理模塊傳送的信息控制云臺電機運行、管理反饋采樣模塊完成對云臺本體各自由度上的角度進行采樣并為電機控制模塊的運行提供必要的反饋信息和管理實時監(jiān)控模塊對實時任務(wù)運行過程中的狀態(tài)信息進行監(jiān)控以供各模塊及機...

    【專利技術(shù)屬性】
    技術(shù)研發(fā)人員:肖鵬王海鵬欒貽青李麗孫勇
    申請(專利權(quán))人:山東電力集團公司電力科學研究院國家電網(wǎng)公司
    類型:發(fā)明
    國別省市:

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