[發明專利]一種用于帶電作業機器人場景下的最佳作業位置確定方法

有效

• 申請號: 202010150313.0
• 申請日: 2020-03-06
• 公開（公告）號: CN111300415B
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 程敏;林歡;毛成林
• 申請（專利權）人: 億嘉和科技股份有限公司
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;H02G1/02;H02G1/14
• 代理公司: 南京理工信達知識產權代理有限公司 32542
• 代理人: 唐紹焜

本發明公開了一種用于帶電作業機器人場景下的最佳作業位置確定方法，包括步驟：(1)以支線根部所在位置為原點建立坐標系，原點記為A；(2)根據已知參數計算出掛線點的候選范圍；(3)根據支線末端位置和每個候選掛線點計算出機械臂的工作空間；(4)取每個候選掛線點對應的機械臂的工作空間中心作為對應掛線點的機械臂的最佳工作位置；(5)將所有候選掛線點的機械臂的最佳工作位置構成機械臂新的工作空間，選擇此工作空間的中心作為機械臂的最佳工作位置。本發明可以計算出可用工作空間，因為最佳作業位置位于工作空間中心，方便調整機器人的位置，最大限度地允許調節誤差，而且方便后續的作業操作，減少作業失敗率。

技術領域

本發明涉及帶電作業機器人領域，尤其涉及一種用于帶電作業機器人場景下的最佳作業位置確定方法。

背景技術

帶電作業機器人是一個新興行業。帶電作業機器人作業目標是在高空中使用機械臂完成電纜的主支線搭接作業。其中的基本動作是使用機械臂去接近并抓取支線，然后舉起支線接近主線，最后將支線末端掛接在主線上。

使用帶電作業機器人完成此任務需要給機器人找到一個合適的作業位置，使得帶電作業的機械臂能夠方便地執行這一系列動作，不會出現某些動作無法執行的情況，同時不會在執行動作的同時發生碰撞。目前關于這一作業位置選擇的問題尚且缺乏研究。

發明內容

發明目的：本發明針對上述不足，提出了一種用于帶電作業機器人場景下的最佳作業位置確定方法，能夠得到帶電作業機器人進行主支線搭接作業時的最佳工作位置。

技術方案：

一種用于帶電作業機器人場景下的最佳作業位置確定方法，包括步驟：

(1)以支線根部所在位置為原點建立坐標系，原點記為A，以經過原點并與主線平行的平行線作為x軸，在x軸和x軸在水平面上的投影確定的平面內以經過原點并與x軸相交的垂線作為z軸，依據右手定則確定y軸；

(2)根據已知的支線根部到支線末端的長度s、支線根部和主線之間的高度差h以及支線根部到主線在xy平面上投影的距離l，計算出支線掛好后的掛線點的所有可能的空間位置，從而計算出掛線點的候選范圍；

(3)根據支線末端位置和步驟(2)計算出的每個候選掛線點計算出機械臂的工作空間；

(4)對步驟(3)得到的每個候選掛線點對應的機械臂的工作空間取工作空間中心作為對應掛線點的機械臂的最佳工作位置；

(5)將步驟(4)得到的所有候選掛線點的機械臂的最佳工作位置構成機械臂新的工作空間，選擇此工作空間的中心作為機械臂的最佳工作位置。

掛線點的候選范圍計算如下：

用拋物線方程y＝ax²+bx+c進行掛線的曲線擬合，確定掛線點坐標，記掛線點為B；原點A為拋物線上一點，則c＝0，拋物線方程y＝ax²+bx；

將掛線點B在xy平面的投影點B’距離A點的距離設為w，則掛線點B的坐標為(v,l,aw²+bw)，從幾何關系得到掛線點B的坐標為：

其中，v為B’到y軸距離，l為B’到x軸距離，則

根據已知A，B間的拋物線弧長為s，，則

不定積分可得

將式(1)代入式(2)，公式中b，w是變量，不同的b可以求得不同的w，因此得到掛線點集合{B₁，B₂，B₃，…，B_n}。