[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

本發明提供了一種變電站檢修機器人及自主懸掛接地線方法，變電站檢修機器人包括移動平臺、升降平臺、控制箱以及仿人機器人；接地線懸掛執行器由旋轉軸、夾持器、視覺傳感器以及力矩傳感器組成；旋轉軸由直流無刷電機驅動，在工作時與接地線夾爪連接，電機正轉使接地線夾爪夾緊，使接地線與高壓線連接；夾持器與旋轉軸的軸線共面，當電機正轉，夾持器夾緊接電線夾爪，固定接地線的姿態；視覺傳感器實時對高壓線進行檢測和定位；力矩傳感器在機械臂到達目標位置后對機械臂末端力矩進行實時檢測。本發明能夠替代人力完成懸掛接地線工作，極大地節約人力成本，對保障變電站安全穩定運行具有深遠意義。

技術領域

本發明涉及關于高空電力作業的技術領域，具體地，涉及變電站檢修機器人及自主懸掛接地線方法，尤其涉及一種變電站檢修機器人及其接地線懸掛執行器及變電站檢修機器人自主懸掛接地線方法。

背景技術

作為電網核心樞紐的變電站，承擔著電能變換與輸送的重要責任。因此，變電站能否正常工作對電網能否安全穩定地運行有著極其重要的影響。然而受到天氣環境、設備磨損、自然老化、人為等多方面因素的影響，變電站的輸變電設備可能發生多種故障。如果檢修不及時，輕則設備損毀，重則導致電力供應中斷，對工業生產、社會生活造成負面影響。這就使得對變電站中輸變電設備的監測與維修變得格外重要。

目前，機器人技術在變電站的應用主要集中在巡檢機器人方面，其主要功能尚停留在對電力設備的遠程測量和監控上，不具備直接操作電力設備的能力，即并沒有真正地參與到變電站運維檢修作業中。總之，機器人技術和人工智能技術在變電站領域的應用還有著極大的可拓展性。因此，對變電站自主檢修作業機器人智能協同關鍵技術的研究就顯得格外重要。

因此，需要提出一種新的技術方案以改善上述技術問題。

發明內容

針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種變電站檢修機器人及自主懸掛接地線方法。

根據本發明提供的一種變電站檢修機器人自主懸掛接地線方法，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。

本發明還提供一種變電站檢修機器人，所述變電站檢修機器人應用于上述中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。