[發(fā)明專利]一種基于力反饋主從控制的帶電作業(yè)機(jī)器人導(dǎo)線修補(bǔ)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810319434.6
• 申請(qǐng)日: 2018-04-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108565793A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭健;韓若冰;郭毓;龔勛;湯馮煒;林立斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02G1/16
• 分類號(hào): H02G1/16;H02G1/00;B25J9/16
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 孟睿

本發(fā)明提出一種基于力反饋主從控制的帶電作業(yè)機(jī)器人導(dǎo)線修補(bǔ)方法。機(jī)械臂、主操作手以及工控機(jī)構(gòu)成力反饋主從控制系統(tǒng)，工控機(jī)根據(jù)機(jī)械臂末端受力數(shù)據(jù)，計(jì)算出主操作手各個(gè)關(guān)節(jié)的扭矩?cái)?shù)據(jù)，通過(guò)主操作手的控制接口，控制主操作手各關(guān)節(jié)輸出扭矩，使主操作手反饋受力，操作人員根據(jù)主操作手的反饋受力確認(rèn)機(jī)械臂的力度；操作人員改變主操作末端位姿，工控機(jī)根據(jù)主操作手各旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)的角度數(shù)據(jù)，計(jì)算出機(jī)械臂末端速度矢量的期望值，通過(guò)機(jī)械臂的控制接口，按照所述期望值控制機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)，以改變機(jī)械臂的力度。本發(fā)明提高了作業(yè)臨場(chǎng)感，可以更加精準(zhǔn)地判斷各項(xiàng)操作是否精準(zhǔn)到位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于力反饋主從控制的帶電作業(yè)機(jī)器人導(dǎo)線修補(bǔ)方法。

背景技術(shù)

由于外力破壞和金具磨損等原因，輸電架空線路可能會(huì)出現(xiàn)損傷，當(dāng)導(dǎo)線的損傷較小時(shí)，可以使用纏繞法修補(bǔ)導(dǎo)線。通常做法是停電修補(bǔ)，若停電面積較大，會(huì)造成無(wú)法估量的損失，嚴(yán)重影響供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。現(xiàn)在廣大研究人員也在積極研究帶電作業(yè)修補(bǔ)導(dǎo)線的方法。但是人工的架空線路帶電修補(bǔ)，作業(yè)人員將在高壓帶電線路附近作業(yè)，具有一定的安全隱患。

配電線路中帶電作業(yè)主要采用絕緣手套作業(yè)法，當(dāng)架空線路上的導(dǎo)線需要帶電修補(bǔ)時(shí)，作業(yè)人員將在高壓帶電線路附近作業(yè)，具有一定的安全隱患。在更換過(guò)程中需要對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行拆接，也會(huì)有觸電的危險(xiǎn)；作業(yè)人員在絕緣斗臂車上的絕緣斗上作業(yè)，有高處墜落的風(fēng)險(xiǎn)。

此前，作業(yè)人員可以通過(guò)主操作手遠(yuǎn)程遙控機(jī)器人的帶電作業(yè)機(jī)器人，可保證作業(yè)人員與高壓電場(chǎng)隔離；遠(yuǎn)程遙控操作時(shí)，操作人員根據(jù)作業(yè)場(chǎng)景監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控作業(yè)過(guò)程，對(duì)機(jī)器臂與作業(yè)對(duì)象之間、機(jī)械臂之間、作業(yè)對(duì)象與作業(yè)環(huán)境之間的相對(duì)位置的判斷更精確，且不會(huì)存在視覺(jué)死角，操作精度更高，可以防止碰撞發(fā)生，提高了作業(yè)安全性。但是，在使用前述帶電作業(yè)機(jī)器人進(jìn)行精確定位的帶電操作時(shí)，例如拆接隔離刀閘、跌落式熔斷器及避雷器兩端導(dǎo)線等，主要通過(guò)觀察作業(yè)環(huán)境圖像(包括實(shí)時(shí)圖像和3D建模圖像)來(lái)判斷機(jī)械臂是否操作到位，對(duì)于機(jī)械臂與操作對(duì)象之間以及機(jī)械臂與機(jī)械臂之間接觸力度大小并無(wú)感知，難以判斷操作精度是否符合操作要求。如果操作人員或者控制系統(tǒng)能夠感知機(jī)械臂與操作對(duì)象之間以及機(jī)械臂與機(jī)械臂之間接觸力度大小，則可以更加精準(zhǔn)地判斷各項(xiàng)操作是否精準(zhǔn)到位。

由于力反饋主手能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)自由度的位置控制與力反饋，把力反饋主手應(yīng)用到帶電作業(yè)機(jī)器人主從控制的需求非常強(qiáng)烈。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題是，提出一種基于力反饋主從控制的帶電作業(yè)機(jī)器人帶電修補(bǔ)10kv配電線路中架空線路導(dǎo)線作業(yè)方法，該方法提高了作業(yè)臨場(chǎng)感，可以更加精準(zhǔn)地判斷各項(xiàng)操作是否精準(zhǔn)到位。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于力反饋主從控制的帶電作業(yè)機(jī)器人導(dǎo)線修補(bǔ)方法，帶電作業(yè)機(jī)器人具有設(shè)置在機(jī)器人平臺(tái)上的機(jī)械臂，包括第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂以及輔助機(jī)械臂，第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂以及輔助機(jī)械臂響應(yīng)于控制數(shù)據(jù)完成以下工作：

第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂分別安裝帶汽油棉布刷和鋼絲刷；輔助機(jī)械臂安裝夾持工具；

輔助機(jī)械臂使用夾持工具夾持修補(bǔ)范圍內(nèi)的導(dǎo)線，第一機(jī)械臂帶動(dòng)帶汽油棉布刷在待修補(bǔ)導(dǎo)線處來(lái)回移動(dòng)，以清潔導(dǎo)線；第二機(jī)械臂帶動(dòng)鋼絲刷在待修補(bǔ)導(dǎo)線處來(lái)回移動(dòng)，以清除導(dǎo)線補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)的氧化物；

第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂換裝導(dǎo)電膏涂抹刷，使用導(dǎo)電膏涂抹刷在補(bǔ)強(qiáng)范圍內(nèi)的導(dǎo)線表面涂抹導(dǎo)電膏；

第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂換裝夾持工具，第一機(jī)械臂夾持預(yù)絞絲修補(bǔ)條至待修補(bǔ)導(dǎo)線位置，使預(yù)絞絲修補(bǔ)條中心點(diǎn)與修補(bǔ)范圍內(nèi)導(dǎo)線中心位置重合；輔助機(jī)械臂移動(dòng)到預(yù)絞絲修補(bǔ)條中點(diǎn)同時(shí)夾持預(yù)絞絲修補(bǔ)條和導(dǎo)線；第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂分別使用夾持工具從中心向兩側(cè)、順著外層導(dǎo)線的絞合方向，緊密纏繞預(yù)絞絲修補(bǔ)條至平整；第一機(jī)械臂和第二機(jī)械臂使用夾持工具將預(yù)絞絲修補(bǔ)條兩端的線條邊緣緊扣到位；