一种基于高压带电作业机器人的导线修补方法技术

本发明专利技术提出一种带电作业机器人导线修补方法。机器人的机械臂响应于控制数据，携带带汽油棉布刷、钢丝刷、导电膏涂抹刷和预绞丝修补条在导线周围进行移动和操作，从中心向两侧、顺着外层导线的绞合方向，紧密缠绕预绞丝修补条至平整；第一机械臂和第二机械臂使用夹持工具将预绞丝修补条两端的线条边缘紧扣到位。本发明专利技术中，带电作业机器人的机械臂通过摇操作或者自主作业的方式对导线进行修补，避免了作业人员在带电高压线路附近作业所带来的危险，简化了作业步骤。

Wire repairing method based on high-voltage live working robot

The invention provides a wire repairing method for live working robot. The manipulator in response to the control data, carry gasoline brush, wire brush, cotton conductive paste painting brush and preformed repair rods are moving and operating around the wire to the sides, along the direction from the center of the outer stranded wire, tightly wound preformed repair rods to flat; the first mechanical arm and the second arm use the clamping tool line edge on preformed repair rods at both ends of the place. In the invention, by way of rolling operation or independent operation of the mechanical arm live robot to repair the wire, to avoid the dangerous work brought near live high voltage line, simplifying the operation steps.

【技术实现步骤摘要】
一种基于高压带电作业机器人的导线修补方法
本专利技术属于电力
，具体涉及一种带电作业机器人导线修补方法。
技术介绍
由于外力破坏和金具磨损等原因，输电架空线路可能会出现损伤，当导线的损伤较小时，可以使用缠绕法修补导线。通常做法是停电修补，若停电面积较大，会造成无法估量的损失，严重影响供电企业的经济效益和社会效益。现在广大研究人员也在积极研究带电作业修补导线的方法。但是人工的架空线路带电修补，作业人员将在高压带电线路附近作业，具有一定的安全隐患。配电线路中带电作业主要采用绝缘手套作业法，当架空线路上的导线需要带电修补时，作业人员将在高压带电线路附近作业，具有一定的安全隐患。在更换过程中需要对导线进行拆接，也会有触电的危险；作业人员在绝缘斗臂车上的绝缘斗上作业，有高处坠落的风险。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是，提出一种带电作业机器人带电修补10kv配电线路中架空线路导线作业方法。该方法能够在不断电的情况下通过带电作业机器人的机械臂对架空线路进行带电修补，避免了作业人员在带电高压线路附近作业带来的危险，相对于人工的带电作业简化了作业步骤。为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种带电作业机器人导线修补方法，带电作业机器人具有设置在机器人平台上的机械臂，包括第一机械臂、第二机械臂以及辅助机械臂，第一机械臂、第二机械臂以及辅助机械臂响应于控制数据完成以下工作：第一机械臂和第二机械臂分别安装带汽油棉布刷和钢丝刷；辅助机械臂安装夹持工具；辅助机械臂使用夹持工具夹持修补范围内的导线，第一机械臂带动带汽油棉布刷在待修补导线处来回移动，以清洁导线；第二机械臂带动钢丝刷在待修补导线处来回移动，以清除导线补强范围内的氧化物；第一机械臂和第二机械臂换装导电膏涂抹刷，使用导电膏涂抹刷在补强范围内的导线表面涂抹导电膏；第一机械臂和第二机械臂换装夹持工具，第一机械臂夹持预绞丝修补条至待修补导线位置，使预绞丝修补条中心点与修补范围内导线中心位置重合；辅助机械臂移动到预绞丝修补条中点同时夹持预绞丝修补条和导线；第一机械臂和第二机械臂分别使用夹持工具从中心向两侧、顺着外层导线的绞合方向，紧密缠绕预绞丝修补条至平整；第一机械臂和第二机械臂使用夹持工具将预绞丝修补条两端的线条边缘紧扣到位。进一步，在作业前，第一机械臂和第二机械臂端部安装夹持工具，用夹持工具夹持绝缘遮蔽材料对标记的带电体进行绝缘遮蔽；在作业完毕后，第一机械臂和第二机械臂端部安装夹持工具，用夹持工具清除覆盖在带电体上的绝缘遮蔽材料。进一步，所述控制数据为各机械臂关节运动的角度期望值，该角度期望值由带电作业机器人数据处理和控制系统根据设置于绝缘斗臂车内的主操作手各关节角度变化数据解算获得；主操作手包括第一主操作手、第二主操作手和辅助主操作手；第一主操作手、第二主操作手和辅助主操作手分别与第一机械臂、第二机械臂和辅助机械臂对应，构成主从操作关系。进一步，所述绝缘斗臂车上设置有控制室，所述数据处理和控制系统包括第一工控机、第二工控机、显示屏和主操作手，第二工控机内置图像处理器，显示屏和主操作手位于控制室内；所述摄像机采集的作业场景图像发送给第二工控机，图像处理器对作业场景图像进行处理后获的3D虚拟作业场景，并送显示器显示。进一步，所述控制数据为各机械臂关节运动的角度期望值；带电作业机器人数据处理和控制系统根据各机械臂与作业对象的相对位置以及作业任务动作序列，使用笛卡尔空间路径规划方法规划出各机械臂的空间路径，然后根据空间路径解算出各机械臂关节运动的角度期望值。进一步，所述带电作业机器人，包括绝缘斗臂车，搭载在绝缘斗臂车上的机器人平台，安装在机器人平台上的机械臂；所述机械臂包括第一机械臂、第二机械臂和辅助机械臂，所述摄像机包括双目摄像头，所述第一机械臂、第二机械臂和辅助机械臂上均搭载有双目摄像头，所述第一机械臂、第二机械臂和辅助机械臂配合完成带电作业，其中，辅助机械臂用于夹持作业对象，第一机械臂和第二机械臂使用作业工具进行作业操作；所述数据处理和控制系统包括第一工控机、第二工控机，第二工控机内置图像处理器和带电作业动作序列库，所述带电作业动作序列库中预先存储有各项带电作业对应的动作序列数据；所述摄像机采集的作业场景图像发送给第二工控机，图像处理器对作业场景图像进行处理后获的机械臂与作业对象之间的相对位置关系，第二工控机根据所述相对位置关系以及具体带电作业所对应的动作序列规划机械臂的空间路径，并将所述机械臂的空间路径数据发送给第一工控机；第一工控机根据所述机械臂的空间路径解算出所述控制数据。进一步，所述机械臂或者主操作手为六自由度机构，包括基座，旋转轴方向与基座平面垂直的腰关节，与腰关节连接的肩关节，与肩关节连接的大臂，与大臂连接的肘关节，与肘关节连接的小臂，与小臂连接的腕关节，腕关节由三个旋转关节组成，分别为腕俯仰关节、腕摇摆关节和腕旋转关节；所述六自由度机构中各个关节均具有相应的正交旋转编码器和伺服驱动电机，正交旋转编码器用于采集各个关节的角度数据，伺服驱动电机用于控制各关节的运动；第一工控机根据机械臂各关节角度的期望值，通过控制伺服驱动电机控制按机械臂各关节运动本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：(1)本专利技术能够在不断电不带负荷的情况下通过带电作业机器人的机械臂对导线进行带电修补，避免了停电带来的负面影响，大幅度减少停电时间，提高供电可靠率，缓解用电投诉矛盾；(2)本专利技术使用带电作业机器人相比于绝缘手套作业法能免于考虑电弧产生时对人体的灼伤和触电危险、高空坠落问题；(3)本专利技术使用带电作业机器人由操作人员摇杆控制，对于作业人员劳动强度要求小，减少了由于作业强度大出现人为失误的情况，大大提高了作业过程中的安全性，从一定程度上可以减少事故的发生。附图说明图1为本专利技术带电作业机器人一种实施例的整体结构示意图。图2为本专利技术中绝缘斗臂车的系统组成框图。图3为本专利技术中机器人平台的结构示意图。图4为本专利技术中机械臂的结构示意图。图5是本专利技术方法流程图。具体实施方式容易理解，依据本专利技术的技术方案，在不变更本专利技术的实质精神的情况下，本领域的一般技术人员可以想象出本专利技术带电作业机器人导线修补方法的多种实施方式。因此，以下具体实施方式和附图仅是对本专利技术的技术方案的示例性说明，而不应当视为本专利技术的全部或者视为对本专利技术技术方案的限制或限定。结合附图，带电作业机器人包括绝缘斗臂车1、控制室2、伸缩臂3、机器人平台4。其中，绝缘斗臂车1上架设控制室2和伸缩臂3，伸缩臂3末端连接机器人平台4，机器人平台4与控制室2之间采用光纤以太网通信或者无线网络通信。绝缘斗臂车1可供操作人员驾驶，从而将机器人平台4运输到作业现场。绝缘斗臂车1上装有支撑腿，支撑腿可以展开，从而将绝缘斗臂车1与地面稳固支撑。绝缘斗臂车1上装有发电机，从而给控制室2及伸缩臂3供电。伸缩臂3设有沿伸缩方向的驱动装置，操作人员可以通过控制驱动装置，从而将机器人平台4升降到作业高度。该伸缩臂3由绝缘材料制成，用于实现机器人平台4与控制室2的绝缘。在本专利技术中，伸缩臂3可有由剪叉式升降机构或其他机构代替。作为一种实施方式，控制室2中设置有第二工控机、显示屏、第一主操作手、第二主操作手、辅助主操作手以及通信模块等。作为一种实施方式，机器人平台4包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带电作业机器人导线修补方法，其特征在于，带电作业机器人具有设置在机器人平台上的机械臂，包括第一机械臂、第二机械臂以及辅助机械臂，第一机械臂、第二机械臂以及辅助机械臂响应于控制数据完成以下工作：第一机械臂和第二机械臂分别安装带汽油棉布刷和钢丝刷；辅助机械臂安装夹持工具；辅助机械臂使用夹持工具夹持修补范围内的导线，第一机械臂带动带汽油棉布刷在待修补导线处来回移动，以清洁导线；第二机械臂带动钢丝刷在待修补导线处来回移动，以清除导线补强范围内的氧化物；第一机械臂和第二机械臂换装导电膏涂抹刷，使用导电膏涂抹刷在补强范围内的导线表面涂抹导电膏；第一机械臂和第二机械臂换装夹持工具，第一机械臂夹持预绞丝修补条至待修补导线位置，使预绞丝修补条中心点与修补范围内导线中心位置重合；辅助机械臂移动到预绞丝修补条中点同时夹持预绞丝修补条和导线；第一机械臂和第二机械臂分别使用夹持工具从中心向两侧、顺着外层导线的绞合方向，紧密缠绕预绞丝修补条至平整；第一机械臂和第二机械臂使用夹持工具将预绞丝修补条两端的线条边缘紧扣到位。

【技术特征摘要】
1.一种带电作业机器人导线修补方法，其特征在于，带电作业机器人具有设置在机器人平台上的机械臂，包括第一机械臂、第二机械臂以及辅助机械臂，第一机械臂、第二机械臂以及辅助机械臂响应于控制数据完成以下工作：第一机械臂和第二机械臂分别安装带汽油棉布刷和钢丝刷；辅助机械臂安装夹持工具；辅助机械臂使用夹持工具夹持修补范围内的导线，第一机械臂带动带汽油棉布刷在待修补导线处来回移动，以清洁导线；第二机械臂带动钢丝刷在待修补导线处来回移动，以清除导线补强范围内的氧化物；第一机械臂和第二机械臂换装导电膏涂抹刷，使用导电膏涂抹刷在补强范围内的导线表面涂抹导电膏；第一机械臂和第二机械臂换装夹持工具，第一机械臂夹持预绞丝修补条至待修补导线位置，使预绞丝修补条中心点与修补范围内导线中心位置重合；辅助机械臂移动到预绞丝修补条中点同时夹持预绞丝修补条和导线；第一机械臂和第二机械臂分别使用夹持工具从中心向两侧、顺着外层导线的绞合方向，紧密缠绕预绞丝修补条至平整；第一机械臂和第二机械臂使用夹持工具将预绞丝修补条两端的线条边缘紧扣到位。2.如权利要求1所述导线修补方法，其特征在于，在作业前，第一机械臂和第二机械臂端部安装夹持工具，用夹持工具夹持绝缘遮蔽材料对标记的带电体进行绝缘遮蔽；在作业完毕后，第一机械臂和第二机械臂端部安装夹持工具，用夹持工具清除覆盖在带电体上的绝缘遮蔽材料。3.如权利要求1所述导线修补方法，其特征在于，所述控制数据为各机械臂关节运动的角度期望值，该角度期望值由带电作业机器人数据处理和控制系统根据设置于绝缘斗臂车内的主操作手各关节角度变化数据解算获得；主操作手包括第一主操作手、第二主操作手和辅助主操作手；第一主操作手、第二主操作手和辅助主操作手分别与第一机械臂、第二机械臂和辅助机械臂对应，构成主从操作关系。4.如权利要求3所述导线修补方法，其特征在于，所述绝缘斗臂车上设置有控制室，所述数据处理和控制系统包括第一工控机、第二工控机、显示屏和主操作手，第二工控机内置图像处理器，显示屏和主操作手位于控制室内；所述摄像机采集的作业场景图像发送给第二工控机，图...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭健，林立斌，郭毓，汤冯炜，韩昊一，吴禹均，苏鹏飞，吴巍，李光彦，黄颖，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32