[發明專利]一種用于架空線路檢修機械臂的碰撞檢測方法

在審

• 申請號: 202010905438.X
• 申請日: 2020-09-01
• 公開（公告）號: CN112008729A
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 劉榮海;蔡曉斌;何程;郭新良;鄭欣;楊迎春;孫奇;周靜波;許宏偉;虞鴻江;焦宗寒;陳國坤;代克順;何運華;孔旭輝
• 申請（專利權）人: 云南電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16
• 代理公司: 北京弘權知識產權代理事務所(普通合伙) 11363
• 代理人: 逯長明;許偉群

1.一種用于架空線路檢修機械臂的碰撞檢測方法，其特征在于，所述方法包括：

S1：通過簡單幾何體對機械臂作業空間內的障礙物進行近似；

S2：通過圓柱體對機械臂的連桿進行近似；

S3：通過圓柱體與簡單幾何體的空間位置關系，判斷機械臂與障礙物是否發生碰撞。

2.如權利要求1所述的用于架空線路檢修機械臂的碰撞檢測方法，其特征在于，所述通過簡單幾何體對機械臂作業空間內的障礙物進行近似包括：

S11：當障礙物能夠采用一種簡單幾何體進行近似時，采用與障礙物近似的簡單幾何體對其進行近似，簡單幾何體包括球體、有限長度圓柱體、無限長度圓柱體和直平行六面體；

S12：當障礙物不能采用一種簡單幾何體進行近似時，將障礙物按照簡單幾何進行分割，直至能夠采用一種簡單幾何進行近似，其中，在分割過程中允許部分重疊，但是必須包含整個障礙物。

3.如權利要求2所述的用于架空線路檢修機械臂的碰撞檢測方法，其特征在于，所述障礙物在各個方向的長度近似相等時，采用球體對其進行近似；

所述障礙物在其中一方向的長度與截面尺寸在同一數量級并且截面近似為圓周時，采用有限長度圓柱體對其進行近似；

所述障礙物在其中一方向的長度大于截面尺寸時，采用無限長度圓柱體近似；

所述障礙物在其中一方向的長度與截面尺寸在同一數量級并且截面近似為多邊形時，采用直平行六面體對其進行近似。

4.如權利要求3所述的用于架空線路檢修機械臂的碰撞檢測方法，其特征在于，所述通過圓柱體與簡單幾何體的空間位置關系，判斷機械臂與障礙物是否發生碰撞為通過計算圓柱體軸線線段與簡單幾何體之間的最短距離，判斷圓柱體與簡單幾何體是否相交，進而判斷機械臂與障礙物是否發生碰撞。

5.如權利要求4所述的用于架空線路檢修機械臂的碰撞檢測方法，其特征在于，所述通過圓柱體與簡單幾何體的空間位置關系，判斷機械臂與障礙物是否發生碰撞為通過計算圓柱體軸線線段與簡單幾何體之間的最短距離，判斷圓柱體與簡單幾何體是否相交，進而判斷機械臂與障礙物是否發生碰撞包括：

通過計算圓柱體軸線線段與球體球心之間的最短距離，判斷圓柱體與球體是否相交，進而判斷機械臂每一連桿是否與球體近似的障礙物發生碰撞，若未發生碰撞，則進行下一步，反之，檢修機械臂與空間障礙物發生碰撞，結束；

通過計算圓柱體軸線線段與有限長度圓柱體軸線線段之間的最短距離，判斷圓柱體與有限長度圓柱體是否相交，進而判斷機械臂每一連桿是否與有限長度圓柱體近似的障礙物發生碰撞，若未發生碰撞，則進行下一步，反之，檢修機械臂與空間障礙物發生碰撞，結束；

通過計算圓柱體軸線線段與無限長度圓柱體軸線所在直線之間的最短距離，判斷圓柱體與無限長度圓柱體是否相交，進而判斷機械臂每一連桿是否與無限長度圓柱體近似的障礙物發生碰撞，若未發生碰撞，則進行下一步，反之，檢修機械臂與空間障礙物發生碰撞，結束；

通過計算圓柱體軸線線段與平行四邊形的空間位置關系，判斷圓柱體與直平行六面體是否相交，進而判斷機械臂每一連桿是否與直平行六面體近似的障礙物發生碰撞，若未發生碰撞，則檢修機械臂與空間障礙物不發生碰撞。

6.如權利要求5所述的用于架空線路檢修機械臂的碰撞檢測方法，其特征在于，所述采用直平行六面體對障礙物進行近似時，通過計算圓柱體軸線線段與平行四邊形的空間位置關系，判斷圓柱體與直平行六面體是否相交，進而判斷機械臂每一連桿是否與直平行六面體近似的障礙物發生碰撞包括：

在直平行六面體的中間截面取平行四邊形；

將圓柱體軸線線段向平行四邊形所在的平面投影；

判斷是否存在投影距離小于圓柱體直徑與直平行六面體長度和一半，并且位于平行四邊形內部的投影點，如果存在則表明圓柱體與直平行六面體相交，否則不相交。