[發明專利]變電站檢修機器人及自主懸掛接地線方法

在審

• 申請號: 202310445227.6
• 申請日: 2023-04-21
• 公開（公告）號: CN116417943A
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 李智軍;楊育偉;郭碧翔;李少峰;楊少帥;郭宇豪;李國欣
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學;國網安徽省電力有限公司阜陽供電公司
• 主分類號: H02G1/02
• 分類號: H02G1/02;H02B3/00
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 郭國中

1.一種變電站檢修機器人自主懸掛接地線方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟S1：機器人系統上電，啟動機器人控制程序，程序自動完成相關初始化操作，并顯示人機交互界面；

步驟S2：將接地線夾爪固定在接地線懸掛執行器上，通過人機交互界面操縱接地線懸掛執行器旋轉軸正轉，直到夾持器夾緊接地線夾爪；

步驟S3：通過人機交互界面輸入目標位置，并發送指令；

步驟S4：移動平臺根據當前位置和目標位置規劃行駛路線，并按照規劃的路線行駛至目標位置；

步驟S5：移動平臺到達目標位置后，通過安裝在機器人頭部的深度相機實時捕獲高壓線的與機器人升降平臺的距離，同時調整升降平臺，直至升降平臺與高壓線的距離進入預設范圍；

步驟S6：升降平臺到達目標位置后，機器人頭部攝像頭對高壓線進行定位，計算出距離機械臂末端最近的點；

步驟S7：使用分層多任務控制器，控制機械臂到達目標位置和保持期望的位姿；

步驟S8：根據固定在接地線懸掛執行器上的深度相機對機械臂位姿進行微調；

步驟S9：接地線懸掛執行器開始工作，旋轉軸正轉，接地線夾爪夾緊，同時固定在接地線懸掛執行器上的力矩傳感器和深度相機通過視觸融合方法檢測接地線夾爪是否夾緊高壓線。

2.一種變電站檢修機器人，其特征在于，所述變電站檢修機器人應用于如權利要求1所述的變電站檢修機器人自主懸掛接地線方法，所述變電站檢修機器人包括：移動平臺、升降平臺、控制箱及仿人機器人；

所述控制箱包括主控計算機和觸摸顯示屏；所述仿人機器人包括仿人軀干、雙七自由度機械臂、雙自由度機器人頭部及深度相機；所述雙七自由度機械臂安裝在所述仿人軀干上；所述雙自由度機器人頭部完成俯仰和旋轉運動；所述深度相機安裝在所述機器人頭部。

3.根據權利要求2所述的變電站檢修機器人，其特征在于，所述變電站檢修機器人能夠自主移動至工作場地，通過深度相機定位高壓線位置，自主完成懸掛接地線工作。

4.根據權利要求2所述的變電站檢修機器人，其特征在于，所述變電站檢修機器人包括接地線懸掛執行器，所述接地線懸掛執行器是輔助變電站檢修機器人機械臂懸掛接電線的執行機構，所述接地線懸掛執行器包括旋轉軸、夾持器、視覺傳感器及力矩傳感器；

所述夾持器與旋轉軸的軸線共面；所述視覺傳感器主坐標軸平行于夾持器所在平面；所述力矩傳感器，安裝所述接地線懸掛執行器的底部。

5.根據權利要求4所述的變電站檢修機器人，其特征在于，所述旋轉軸在工作時與接地線夾爪連接，并由直流無刷電機驅動，電機正轉，接地線夾爪夾緊，接地線與高壓線連接。

6.根據權利要求4所述的變電站檢修機器人，其特征在于，所述夾持器包括齒輪機構，所述夾持器由所述旋轉軸驅動，所述電機正轉，夾持器夾緊，固定接電線夾爪姿態。

7.根據權利要求4所述的變電站檢修機器人，其特征在于，所述夾持器的齒輪機構包含阻尼轉軸，當夾持器夾緊接地線夾爪時，根據阻尼軸原理，所述旋轉軸繼續轉動，在接地線夾爪姿態保持不變，接地線夾爪夾緊高壓線。

8.根據權利要求4所述的變電站檢修機器人，其特征在于，所述視覺傳感器在變電站檢修機器人機械臂末端未到達目標位置時為機械臂位置控制提供基于視覺的位置反饋。

9.根據權利要求4所述的變電站檢修機器人，其特征在于，機械臂末端接近目標位置時，根據所述視覺傳感器傳輸圖像，判斷所述機械臂是否到達目標位置，固定在機械臂末端的接地線夾爪末端馬克點的深度是否大于視覺傳感器檢測到的一段高壓線的平均深度。

10.根據權利要求4所述的變電站檢修機器人，其特征在于，采用一種視觸融合方法檢測接地線夾爪是否將高壓線夾緊，檢測接地線末端兩個馬克點的距離是否小于所設閾值，并且力傳感器信息是否讀數是否大于所設閾值。