CN116512216B - 双臂机器人接引线作业方法及带电作业系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双臂机器人接引线作业方法及带电作业系统，该方法包括：机器人系统识别引线抓线位置，基于识别出的引线抓线位置控制右臂移动，并控制剥线工具将引线锁住；控制右臂将引线举起至水平状态，并通过剥线工具抱紧引线；对引线进行引线末端位置识别，基于识别出的引线末端位置控制左臂移动，并控制并沟线夹锁紧引线；控制剥线工具放开引线，控制左臂和右臂反向移动；进行行线搭接位置的三维建模识别，基于识别出的行线搭接位置控制右臂通过剥线工具对行线进行剥线，并当确认剥线完成后控制右臂离开；控制左臂通过接线工具完成行线与引线的搭接导通。如此实现了全自主带电作业，从而减少了作业人员数量，提高了作业安全性和作业效率。

Description

双臂机器人接引线作业方法及带电作业系统

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其是涉及一种双臂机器人接引线作业方法及带电作业系统。

背景技术

目前带电接引线作业方式可以包括由作业人员单独实现或者由作业人员与机器人协作实现等两种方式。

第一种方式是作业人员被载人装置（如工作斗）送到高空，直接接触带电导线，这种方式不仅风险系数高、作业强度大，而且程序复杂，厚重的绝缘衣干扰着作业人员整个作业操作，操作难度高；一次作业至少需要5个人，时间在一个半小时左右；作业环境常常伴随在极热、极寒天气条件。高危险、高强度、长时间疲劳作业严重威胁作业人员安全。

第二种方式是载人装置内的作业人员与单臂机器人协作，作业人员无需直接接触带电导线，但仍需要穿上厚重绝缘衣并且靠近带电体；并且，机器人作业仍需4个人，同样花费一小时才能完成，作业安全性没有根本解决，并且需要人工协助，无法实现全自主带电作业。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双臂机器人接引线作业方法及带电作业系统，以实现全自主带电作业，从而减少作业人员数量，提高作业安全性和作业效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种双臂机器人接引线作业方法，应用于带电作业系统，所述带电作业系统包括绝缘斗臂车、双臂机器人和移动终端，所述双臂机器人设置在所述绝缘斗臂车上，所述双臂机器人包括左臂、右臂和机器人系统，所述左臂的末端安装有接线工具，所述接线工具内预先放置有并沟线夹，所述右臂的末端安装有剥线工具；所述双臂机器人接引线作业方法包括：

作业前，通过测距控制所述绝缘斗臂车将所述双臂机器人移动至作业位置，所述作业位置为处于下垂状态的引线的预设距离范围内；

所述机器人系统接收到所述移动终端发送的启动命令后，控制所述左臂和所述右臂复位，同时识别引线抓线位置，基于识别出的引线抓线位置控制所述右臂移动，使得所述引线进入所述右臂的剥线工具内，并控制所述剥线工具将所述引线锁住；

所述机器人系统控制所述右臂将所述引线举起至水平状态，并通过所述剥线工具抱紧所述引线；

所述机器人系统对所述引线进行引线末端位置识别，基于识别出的引线末端位置控制所述左臂移动，使得所述引线穿过所述左臂的接线工具内的并沟线夹，并控制所述并沟线夹锁紧所述引线；

所述机器人系统控制所述剥线工具放开所述引线，控制所述左臂和所述右臂反向移动，以为所述右臂腾出剥线所需空间；

所述机器人系统进行行线搭接位置的三维建模识别，基于识别出的行线搭接位置控制所述右臂通过所述剥线工具对行线进行剥线，并当确认剥线完成后控制所述右臂离开；

所述机器人系统控制所述左臂通过所述接线工具完成所述行线与所述引线的搭接导通。

进一步地，所述通过测距控制所述绝缘斗臂车将所述双臂机器人移动至作业位置包括：

所述移动终端通过激光雷达传感器进行作业位置测距，基于测距得到的点云数据进行三维建模，并基于得到的第一建模信息控制所述绝缘斗臂车将所述双臂机器人移动至作业位置。

进一步地，所述剥线工具安装在所述右臂末端的第一力传感器上，所述剥线工具包括第一导向机构、旋转机构和旋转机构侧观察相机；所述识别引线抓线位置，基于识别出的引线抓线位置控制所述右臂移动，使得所述引线进入所述右臂的剥线工具内，并控制所述剥线工具将所述引线锁住，包括：

调用多视觉传感器融合识别设备执行引线位置的三维建模，并基于得到的第二建模信息进行引线抓线位置识别；其中，所述多视觉传感器融合识别设备包括深度相机、激光雷达传感器和双目传感器中的多种；

控制所述右臂携带所述剥线工具移动到识别出的引线抓线位置；

根据所述第一力传感器对所述剥线工具受力情况的六维数据感知，实时调整所述剥线工具的位置，使得所述引线落入所述剥线工具的第一导向机构凹槽内，同时控制所述旋转机构侧观察相机拍摄的实时图像显示在所述移动终端，以供作业人员观察抓线是否到位；

控制所述旋转机构将所述引线锁住。

进一步地，所述剥线工具还包括抱紧机构和抱紧机构侧观察相机；所述机器人系统控制所述右臂将所述引线举起至水平状态，并通过所述剥线工具抱紧所述引线，包括：

所述机器人系统根据所述第一力传感器对所述剥线工具受力情况的六维数据感知，实时调整所述剥线工具的位置，通过所述剥线工具将所述引线举起至水平状态；

控制所述抱紧机构抱紧所述引线，同时控制所述抱紧机构侧观察相机拍摄的实时图像显示在所述移动终端，以供所述作业人员观察抱紧是否到位。

进一步地，所述接线工具安装在所述左臂末端的第二力传感器上，所述接线工具包括喇叭口、喇叭口侧观察相机、第二导向机构、光电传感器和线夹上方观察相机，所述光电传感器设置在所述第二导向机构的凹槽内；所述机器人系统对所述引线进行引线末端位置识别，基于识别出的引线末端位置控制所述左臂移动，使得所述引线穿过所述左臂的接线工具内的并沟线夹，并控制所述并沟线夹锁紧所述引线，包括：

所述机器人系统基于所述第二建模信息进行引线末端位置识别；

控制所述左臂携带所述接线工具移动到识别出的引线末端位置，并控制所述喇叭口侧观察相机拍摄的实时图像显示在所述移动终端，以供所述作业人员观察引线末端是否正对所述喇叭口；

根据所述第二力传感器对所述接线工具受力情况的六维数据感知，实时调整所述左臂的位置，直至所述光电传感器感应到所述引线末端，同时控制所述线夹上方观察相机拍摄的实时图像显示在所述移动终端，以供所述作业人员观察所述引线末端是否对准所述并沟线夹；

控制所述并沟线夹锁紧所述引线。

进一步地，所述机器人系统进行行线搭接位置的三维建模识别，基于识别出的行线搭接位置控制所述右臂通过所述剥线工具对行线进行剥线，并当确认剥线完成后控制所述右臂离开，包括：

所述机器人系统调用多视觉传感器融合识别设备执行行线位置的三维建模，并基于得到的第三建模信息进行行线搭接位置识别；

控制所述右臂携带所述剥线工具移动至识别出的行线搭接位置；

根据所述第一力传感器对所述剥线工具受力情况的六维数据感知，实时调整所述右臂的位置，使得行线顺着所述剥线工具的第一导向机构落入凹槽内并紧紧贴合，同时控制所述抱紧机构侧观察相机拍摄的实时图像显示在所述移动终端，以供所述作业人员观察所述行线是否贴合；

控制所述剥线工具通过所述抱紧机构将所述行线抱紧，并控制所述旋转机构将所述行线的绝缘皮剥下，同时控制所述旋转机构侧观察相机拍摄的实时图像显示在所述移动终端，以供所述作业人员观察剥皮过程；

当确认所述行线的绝缘皮剥除后，控制所述右臂携带所述剥线工具离开当前位置。

进一步地，所述机器人系统控制所述左臂通过所述接线工具完成所述行线与所述引线的搭接导通，包括：

所述机器人系统控制所述左臂携带所述接线工具及其夹紧的引线移动至所述行线的剥线位置下方；

根据所述第二力传感器对所述接线工具受力情况的六维数据感知，实时调整所述接线工具的位置，使得所述行线的金属裸露部分顺着所述第二导向机构落入所述并沟线夹；同时控制所述线夹上方观察相机拍摄的实时图像显示在所述移动终端，以供所述作业人员观察所述行线的金属裸露部分是否落入所述并沟线夹；

通过所述接线工具控制所述并沟线夹夹紧，以完成所述行线与所述引线的搭接导通。

第二方面，本发明实施例还提供了一种带电作业系统，所述带电作业系统包括绝缘斗臂车、双臂机器人和移动终端，所述双臂机器人设置在所述绝缘斗臂车上，所述双臂机器人包括左臂、右臂和机器人系统，所述左臂的末端安装有接线工具，所述接线工具内预先放置有并沟线夹，所述右臂的末端安装有剥线工具；

所述移动终端用于发送启动命令到所述机器人系统；所述机器人系统用于接收到所述启动命令后，控制所述左臂和所述右臂进行工作，以实现第一方面所述的双臂机器人接引线作业方法。

进一步地，所述剥线工具安装在所述右臂末端的第一力传感器上，所述接线工具安装在所述左臂末端的第二力传感器上。

进一步地，所述双臂机器人还包括工具台，所述工具台用于放置多个并沟线夹。

本发明实施例提供的双臂机器人接引线作业方法及带电作业系统，在接引线作业前，通过测距控制绝缘斗臂车将双臂机器人移动至作业位置，作业位置为处于下垂状态的引线的预设距离范围内；在接引线作业时，机器人系统接收到移动终端发送的启动命令后，控制左臂和右臂复位，同时识别引线抓线位置，基于识别出的引线抓线位置控制右臂移动，使得引线进入右臂的剥线工具内，并控制剥线工具将引线锁住；之后，机器人系统控制右臂将引线举起至水平状态，并通过剥线工具抱紧引线；之后，机器人系统对引线进行引线末端位置识别，基于识别出的引线末端位置控制左臂移动，使得引线穿过左臂的接线工具内的并沟线夹，并控制并沟线夹锁紧引线；之后，机器人系统控制剥线工具放开引线，控制左臂和右臂反向移动，以为右臂腾出剥线所需空间；之后，机器人系统进行行线搭接位置的三维建模识别，基于识别出的行线搭接位置控制右臂通过剥线工具对行线进行剥线，并当确认剥线完成后控制右臂离开；最后，机器人系统控制左臂通过接线工具完成行线与引线的搭接导通。如此实现了全自主带电作业，从而减少了作业人员数量（作业人员可减少至两人），提高了作业安全性和作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种带电作业系统的模块组成示意图；

图2为本发明实施例提供的一种接引线作业的场景示意图；

图3为本发明实施例提供的一种双臂机器人接引线作业方法的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种剥线工具的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种接线工具的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种双臂机器人接引线作业方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前基于作业人员与单臂机器人协作的带电接引线作业方法存在如下问题：

1）机器人应对户外场景复杂性，灵活性差，无法实现机器人全自主作业；

2）机器人所携带视觉传感器对环境的使用特性要求很高，阳光直射、光线亮暗等都是干扰源，视觉传感器特别容易受到噪声干扰，导致无法对作业点准确识别；

3）协作机械臂的灵活性和安全性，导致牺牲了其负载能力，在作业过程中无法自适应实时调整姿态、释放外力，使得机械臂频频发生保护，影响作业流畅度、作业时长及作业体验；

4）高空作业时，作业人员无法观察作业细节，需要借助望远镜、鱼眼相机进行观察，但观察的物体形变受到视角、焦距限制，无法全面观察到作业细节情况；

5）引线头很难穿过并沟线夹，不易观察，机械臂容易保护，不易顺利穿过线夹，并且引线裸露部分不易准确对准线夹，导致最后无法进行搭火导通；

6）抗干扰性、绝缘性、稳定性、环境复杂性问题；

7）作业流程中需要作业人员最后的观察确认的操作，必须要人工操作，不可自主执行。

基于此，本发明实施例提供的一种双臂机器人接引线作业方法及带电作业系统，主要采用了如下技术方案：

1)设计同时适应三角排列、水平排列的顺线路场景作业流程动作，主要包含不同机械臂需要执行的特定动作，配合其它执行器完成全自主带电作业；

2)使用多视觉传感器融合感知（根据不同作业环节的差异性自适应选择使用RealSense（深度相机）、激光雷达传感器和双目传感器中的多种）进行三维建模，多传感器融合感知具备应对户外场景复杂性，灵活性等特点，精准找到线缆抓取点、穿线引线头、搭接点等目标位置；

3)通过接入力传感器，准确感知在环境中受力情况并及时做出决策（即柔性力控），使得机械臂不断调整位置，解决在抓取引线、举起引线等环节，机械臂因受力不均导致的保护问题，以及在抓取线缆、引线头穿过并沟线夹、导线绝缘皮剥除和搭伙接线等过程中，机械臂受力保护和线缆无法完全与工具贴合问题；

4)剥线工具、接线工具的关键部位均配备观察相机，可在作业过程所有环节对作业细节进行自我观察和工具间对向观察，并且在特定环节自动切换打开对应观察相机、观察确认结束自动关闭相机画面，减少网络带宽占用；

5)机器人整体设备均通过型式实验，满足10kV带电作业条件；

6)接线工具配备光电传感器，在引线穿过并沟线夹过程，能准确对引线头穿过后是否对准并沟线夹进行判断；

7)将各工具的电机动作、左右机械臂不同位置控制、三维建模、柔性力控策略、相机画面切换等控制转换成统一指令，并且动作执行均设定完成标志，动作完成后自动判定，将所有动作指令进行高效的排列组合，实现全自主作业。

本发明实施例提供了一种带电作业系统，参见图1所示的一种带电作业系统的模块组成示意图，该带电作业系统100包括绝缘斗臂车110、双臂机器人120和移动终端130，双臂机器人120设置在绝缘斗臂车110上，双臂机器人120包括左臂、右臂和机器人系统，左臂的末端安装有接线工具，接线工具内预先放置有并沟线夹，右臂的末端安装有剥线工具。移动终端130用于发送启动命令到机器人系统；机器人系统用于接收到启动命令后，控制左臂和右臂进行工作，以实现双臂机器人接引线作业方法。

其中，上述机器人系统可以但不限于为工控机。移动终端130可以但不限于为平板电脑。

可选地，为了实现柔性力控功能，上述剥线工具安装在右臂末端的第一力传感器上，接线工具安装在左臂末端的第二力传感器上。

可选地，为了方便接多相的引线，上述双臂机器人还包括工具台，工具台用于放置多个并沟线夹，如接三相的引线时，工具台可以放置2个并沟线夹。左臂可以自动完成取并沟线夹动作，将工具台内的并沟线夹放置到接线工具内。

为便于理解，下面参照图2所示的接引线作业的场景示意图，对双臂机器人接引线作业方法中的接引线动作进行简述，如下：作业前，作业人员203携带横担205和引线202，通过绝缘斗臂车110送至行线横担下方诸如1.5m附近，将横担205固定在行线横担下方诸如1m处，固定后再将引线202固定在此横担205上；之后绝缘斗臂车110降至地面，下降过程需要大致将引线202进行处理，使得引线202下垂；之后作业人员203控制平板电脑204进行作业位置测距，将绝缘斗臂车110送至作业位置（如距离下垂引线202的一米范围内）；开始作业后，双臂机器人120就位，接着识别引线抓线位置，然后将这个位置传递给右臂207，由右臂207携带剥线工具206进行移动，通过柔性力控感知剥线工具受力情况，使得引线202（引线202在最开始的时候已经通过人工或者右臂207的剥线工具206进行剥线裸露出金属，形成引线金属裸露位置）进入右臂207的剥线工具206内，右臂207的剥线工具206将引线202锁住，右臂207的剥线工具206携带引线202将引线202举起大致水平；接着进行引线头识别并转换至左臂坐标系，左臂末端上有一个接线工具209，并沟线夹208固定在该接线工具209中，由左臂携带接线工具209进行移动，通过柔性力控感知调整使得引线头刚好穿过位于左臂末端接线工具209内的并沟线夹208并锁紧引线202，然后右臂207的剥线工具206放开引线202，引线202此时固定在左臂上的并沟线夹208中，然后双臂移动达到避让位置，之后进行行线搭接位置三维建模识别并通过算法转换模块转至右臂207，右臂207携带剥线工具206到位后对行线201进行剥线，剥皮后形成行线金属裸露（该行线金属裸露位置可以是右臂207的剥线工具206直接选择位置进行剥线，也可以是左臂带着引线202到行线201某个位置下方确认该位置为搭接位置，右臂207的剥线工具206直接移动到该搭接位置对行线201进行剥线，来保证引线202适当的松紧度，不至于因行线201的金属裸露位置过远或过近导致够不到或者弯曲力太大），之后左臂携带引线202来到行线201下方，此时，引线金属裸露位置与行线金属裸露位置自动对正，左臂上移使得行线201进入接线工具209的并沟线夹208中用于放置行线的位置，然后左臂上的接线工具209动作使得并沟线夹208夹合，完成行线201与引线202的搭接导通。

为了便于理解上述双臂机器人接引线作业方法的实现过程，下面对本发明实施例所公开的一种双臂机器人接引线作业方法进行详细介绍。

本发明实施例提供了一种双臂机器人接引线作业方法，该方法应用于上述的带电作业系统。参见图3所示的一种双臂机器人接引线作业方法的流程示意图，该方法主要包括如下步骤：

步骤S301，作业前，通过测距控制绝缘斗臂车将双臂机器人移动至作业位置，作业位置为处于下垂状态的引线的预设距离范围内。

具体实现时，移动终端可以通过激光雷达传感器进行作业位置测距，基于测距得到的点云数据进行三维建模，并基于得到的第一建模信息控制绝缘斗臂车将双臂机器人移动至作业位置。

步骤S302，机器人系统接收到移动终端发送的启动命令后，控制左臂和右臂复位，同时识别引线抓线位置，基于识别出的引线抓线位置控制右臂移动，使得引线进入右臂的剥线工具内，并控制剥线工具将引线锁住。

可选地，剥线工具安装在右臂末端的第一力传感器上，如图4所示，剥线工具包括第一导向机构402、旋转机构405和旋转机构侧观察相机404，线缆406可以是引线或行线；基于此，上述步骤S302可以通过如下过程实现：机器人系统收到启动命令后，接线工具与剥线工具自动执行复位（确保作业过程工具动作正常执行），与此同时，机器人系统调用多视觉传感器融合识别设备执行引线位置的三维建模，并基于得到的第二建模信息进行引线抓线位置识别；其中，多视觉传感器融合识别设备包括深度相机、激光雷达传感器和双目传感器中的多种；控制右臂携带剥线工具移动到识别出的引线抓线位置；根据第一力传感器对剥线工具受力情况的六维数据感知，实时调整剥线工具的位置，使得引线落入剥线工具的第一导向机构402凹槽内，同时控制旋转机构侧观察相机404拍摄的实时图像显示在移动终端，以供作业人员观察抓线是否到位；控制旋转机构405将引线锁住。

步骤S303，机器人系统控制右臂将引线举起至水平状态，并通过剥线工具抱紧引线。

可选地，如图4所示，剥线工具还包括抱紧机构401和抱紧机构侧观察相机403；基于此，上述步骤S303可以通过如下过程实现：机器人系统根据第一力传感器对剥线工具受力情况的六维数据感知，实时调整剥线工具的位置，通过剥线工具将引线举起至水平状态；控制抱紧机构401抱紧引线，同时控制抱紧机构侧观察相机403拍摄的实时图像显示在移动终端，以供作业人员观察抱紧是否到位。

步骤S304，机器人系统对引线进行引线末端位置识别，基于识别出的引线末端位置控制左臂移动，使得引线穿过左臂的接线工具内的并沟线夹，并控制并沟线夹锁紧引线。

可选地，接线工具安装在左臂末端的第二力传感器上，如图5所示，接线工具包括喇叭口501、喇叭口侧观察相机502、第二导向机构504、光电传感器505和线夹上方观察相机503，光电传感器505设置在第二导向机构504的凹槽内（位于远离喇叭口501的一端），图5中的引线202所指示的箭头方向为其穿线走向，并沟线夹208位于第二导向机构504的凹槽内（位于中心位置）；基于此，上述步骤S304可以通过如下过程实现：机器人系统基于第二建模信息进行引线末端位置识别；控制左臂携带接线工具移动到识别出的引线末端位置，并控制喇叭口侧观察相机502拍摄的实时图像显示在移动终端，以供作业人员观察引线末端是否正对喇叭口501；根据第二力传感器对接线工具受力情况的六维数据感知，实时调整左臂的位置，直至光电传感器505感应到引线末端，同时控制线夹上方观察相机503拍摄的实时图像显示在移动终端，以供作业人员观察引线末端是否对准并沟线夹208；控制并沟线夹208锁紧引线202。

步骤S305，机器人系统控制剥线工具放开引线，控制左臂和右臂反向移动，以为右臂腾出剥线所需空间。

机器人系统控制剥线工具松开引线后，可以控制右臂向下、左臂向上移动，使得右臂携带剥线工具脱离引线并避让开左臂，左臂的接线工具携带引线调整位置，腾出右臂剥线过程需要占用的空间。

步骤S306，机器人系统进行行线搭接位置的三维建模识别，基于识别出的行线搭接位置控制右臂通过剥线工具对行线进行剥线，并当确认剥线完成后控制右臂离开。

在一些可能的实施例中，上述步骤S306可以通过如下过程实现：机器人系统调用多视觉传感器融合识别设备执行行线位置的三维建模，并基于得到的第三建模信息进行行线搭接位置识别；控制右臂携带剥线工具移动至识别出的行线搭接位置；根据第一力传感器对剥线工具受力情况的六维数据感知，实时调整右臂的位置，使得行线顺着剥线工具的第一导向机构落入凹槽内并紧紧贴合，同时控制抱紧机构侧观察相机拍摄的实时图像显示在移动终端，以供作业人员观察行线是否贴合；控制剥线工具通过抱紧机构将行线抱紧，并控制旋转机构将行线的绝缘皮剥下，同时控制旋转机构侧观察相机拍摄的实时图像显示在移动终端，以供作业人员观察剥皮过程；当确认行线的绝缘皮剥除后，控制右臂携带剥线工具离开当前位置。

步骤S307，机器人系统控制左臂通过接线工具完成行线与引线的搭接导通。

在一些可能的实施例中，上述步骤S306可以通过如下过程实现：机器人系统控制左臂携带接线工具及其夹紧的引线移动至行线的剥线位置下方；根据第二力传感器对接线工具受力情况的六维数据感知，实时调整接线工具的位置，使得行线的金属裸露部分顺着第二导向机构落入并沟线夹；同时控制线夹上方观察相机拍摄的实时图像显示在移动终端，以供作业人员观察行线的金属裸露部分是否落入并沟线夹；通过接线工具控制并沟线夹夹紧，以完成行线与引线的搭接导通。

为了便于理解，下面参照图6对上述双臂机器人接引线作业方法进行示例性介绍：

（1）提前准备3根将要进行搭接的2m长引线，并将引线一头末端线皮剥掉10cm；

（2）现场2名作业人员携带横担和引线，通过绝缘斗臂车送至行线横担下方1.5m附近，将横担固定在行线横担下方1m处，固定后再将引线固定在此横担上，称为引线横担；

（3）作业人员控制绝缘斗臂车降至地面，下降过程需要大致将引线进行处理，使得引线下垂并且引线末端线皮被剥掉的线头一端要保持20cm内基本不弯曲，确保引线末端姿态被准确识别；

（4）作业人员在地面控制斗臂车到达距离绝缘斗臂车最近的引线附近，然后控制平板电脑进行作业位置测距，作业人员根据三维建模信息控制绝缘斗臂车将双臂机器人移动到作业位置；

（5）力传感器安装于两支机械臂末端，作业人员将接线工具（已放置并沟线夹）安装在机器人左侧机械臂（左臂）末端的力传感器上，将剥线工具安装在机器人右侧机械臂（右臂）末端的力传感器上，双臂机器人的工具台上的工装放置2个并沟线夹，双臂机器人开机，平板电脑开机；

（6）在平板电脑点击“开始作业”，机器人系统收到命令后，接线工具与剥线工具自动执行复位（确保作业过程工具动作正常执行），与此同时机器人系统调用多视觉传感器融合识别设备执行三维建模自动识别引线抓取点位置，通过机器人坐标转换模块将识别坐标系数据转换至右臂基坐标系，右臂携带剥线工具移动到识别的引线抓取点位置，接着根据力传感器对剥线工具受力情况的六维数据感知，实时调整右臂末端剥线工具位置使得引线落入剥线工具导向机构（即第一导向机构）凹槽内部，同时机器人系统调用指令自动打开剥线工具旋转机构侧观察相机视频并展现在平板电脑界面，供作业人员观察确认抓线到位，然后剥线工具的旋转机构自动旋转将引线锁住，但引线可以在剥线工具内活动，增加相对运动的空间以减少剥线工具位置变化时受到引线较大的反作用力；

（7）接着为了防止右臂移动举起引线过程保护，根据柔性力控策略对受力感知不断调整机械臂末端剥线工具位置，通过剥线工具将引线举起到大致水平，然后机器人系统控制剥线工具的抱紧机构抱紧引线防止引线滑动，机器人系统并自动打开抱紧机构侧观察相机视频到平板电脑界面供作业人员确认；

（8）三维建模识别引线末端位置，然后左臂携带接线工具移动到引线末端附近，并打开喇叭口侧观察相机视频，此时观察到引线头正对接线工具喇叭口，接着根据柔性力控对受力感知调整机械臂位置，即使过程引线头被并沟线夹内部顶住也会通过力控调整后穿过并沟线夹，当引线头穿过接线工具内的并沟线夹时，接线工具导向机构（即第二导向机构）凹槽内置光电传感器感应到引线头后立即停止力控调整，此时引线剥皮部分正好对准并沟线夹，同时打开接线工具线夹上方观察相机视频，将画面展现到平板电脑，作业人员观察视频画面可以确认是否对准，确认后机器人系统控制接线工具自动锁紧引线；

（9）剥线工具松开引线，机器人左臂与右臂同时向反方向（右臂向下、左臂向上）运动，使得右臂携带剥线工具脱离引线并避让开左臂，左臂接线工具携带引线调整位置，腾出右臂去剥线过程需要占用的空间；

（10）机器人系统调用三维建模识别到行线实时位置并找到搭接位置，右臂携带剥线工具移动到识别位置后，通过柔性力控感知剥线工具受力情况，调整右臂位置，使得行线顺着剥线工具两侧导向机构刚好落入剥线工具凹槽内并紧紧贴合，此时打开剥线工具抱紧机构侧观察相机视频，作业人员从视频画面观察确认贴合，剥线工具执行准备动作将行线抱紧，接着控制旋转机构将行线绝缘皮剥下，于此同时作业人员通过剥线工具旋转机构侧视频观察剥皮过程，最后确认是否完全剥除（金属裸露8cm左右），确认后右臂携带剥线工具撤离给左臂搭接腾出空间；

（11）左臂携带接线工具与夹紧的引线到行线线皮剥除的位置下方，通过柔性力控感知受力，调整接线工具位置，使得行线金属裸露部分刚好顺着导向机构落入并沟线夹，于此同时，作业人员通过平板电脑界面观察接线工具线夹上方观察相机视频查看行线金属裸露部分与线夹的对准情况，确认后接线工具夹合机构控制并沟线夹夹紧，完成行线与引线夹紧导通；

（12）左臂携带接线工具与行线脱离，然后左臂、右臂同时恢复到作业前的位置，剥线工具、接线工具自动复位，动作完成后单相接引线作业完成。

（13）如果要接着进行其它相接引线，在平板电脑上点击“取并沟线夹”，左臂自动完成取线夹动作，将工装内的并沟线夹放置到接线工具内，然后重复（6）~（12）操作即可完成。

综上，本发明实施例提供的双臂机器人接引线作业方法和带电作业系统具有如下有益效果：

1)原本作业需要8名带电作业人员，现在需要司机与不超过2名作业人员（可一名），所需人员明显减少；

2)全自主进行作业，告别人员配合紧密、熟练度要求高、技术难度大的问题；

3)该方法适应多种接引线作业场景，无需区分（三角、平行排列线路、或者引线与行线带小角度）线路场景；

4)自主作业（自主执行动作和到位判断，倒计时自主确认），作业人员无需全程操作，解放作业人员；

5)作业过程动作顺畅，机械臂移动保护少，作业人员易观察，三相接引线时间上比人工快，作业效率明显提高。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种双臂机器人接引线作业方法，其特征在于，应用于带电作业系统，所述带电作业系统包括绝缘斗臂车、双臂机器人和移动终端，所述双臂机器人设置在所述绝缘斗臂车上，所述双臂机器人包括左臂、右臂和机器人系统，所述左臂的末端安装有接线工具，所述接线工具内预先放置有并沟线夹，所述右臂的末端安装有剥线工具；所述双臂机器人接引线作业方法包括：

作业前，通过测距控制所述绝缘斗臂车将所述双臂机器人移动至作业位置，所述作业位置为处于下垂状态的引线的预设距离范围内；

所述机器人系统接收到所述移动终端发送的启动命令后，控制所述左臂和所述右臂复位，同时识别引线抓线位置，基于识别出的引线抓线位置控制所述右臂移动，使得所述引线进入所述右臂的剥线工具内，并控制所述剥线工具将所述引线锁住；

所述机器人系统控制所述右臂将所述引线举起至水平状态，并通过所述剥线工具抱紧所述引线；

所述机器人系统对所述引线进行引线末端位置识别，基于识别出的引线末端位置控制所述左臂移动，使得所述引线穿过所述左臂的接线工具内的并沟线夹，并控制所述并沟线夹锁紧所述引线；

所述机器人系统控制所述剥线工具放开所述引线，控制所述左臂和所述右臂反向移动，以为所述右臂腾出剥线所需空间；

所述机器人系统进行行线搭接位置的三维建模识别，基于识别出的行线搭接位置控制所述右臂通过所述剥线工具对行线进行剥线，并当确认剥线完成后控制所述右臂离开；

所述机器人系统控制所述左臂通过所述接线工具完成所述行线与所述引线的搭接导通。

2.根据权利要求1所述的双臂机器人接引线作业方法，其特征在于，所述通过测距控制所述绝缘斗臂车将所述双臂机器人移动至作业位置包括：

所述移动终端通过激光雷达传感器进行作业位置测距，基于测距得到的点云数据进行三维建模，并基于得到的第一建模信息控制所述绝缘斗臂车将所述双臂机器人移动至作业位置。

3.根据权利要求1所述的双臂机器人接引线作业方法，其特征在于，所述剥线工具安装在所述右臂末端的第一力传感器上，所述剥线工具包括第一导向机构、旋转机构和旋转机构侧观察相机；所述识别引线抓线位置，基于识别出的引线抓线位置控制所述右臂移动，使得所述引线进入所述右臂的剥线工具内，并控制所述剥线工具将所述引线锁住，包括：

调用多视觉传感器融合识别设备执行引线位置的三维建模，并基于得到的第二建模信息进行引线抓线位置识别；其中，所述多视觉传感器融合识别设备包括深度相机、激光雷达传感器和双目传感器中的多种；

控制所述右臂携带所述剥线工具移动到识别出的引线抓线位置；

根据所述第一力传感器对所述剥线工具受力情况的六维数据感知，实时调整所述剥线工具的位置，使得所述引线落入所述剥线工具的第一导向机构凹槽内，同时控制所述旋转机构侧观察相机拍摄的实时图像显示在所述移动终端，以供作业人员观察抓线是否到位；

控制所述旋转机构将所述引线锁住。

4.根据权利要求3所述的双臂机器人接引线作业方法，其特征在于，所述剥线工具还包括抱紧机构和抱紧机构侧观察相机；所述机器人系统控制所述右臂将所述引线举起至水平状态，并通过所述剥线工具抱紧所述引线，包括：

所述机器人系统根据所述第一力传感器对所述剥线工具受力情况的六维数据感知，实时调整所述剥线工具的位置，通过所述剥线工具将所述引线举起至水平状态；

控制所述抱紧机构抱紧所述引线，同时控制所述抱紧机构侧观察相机拍摄的实时图像显示在所述移动终端，以供所述作业人员观察抱紧是否到位。

5.根据权利要求3所述的双臂机器人接引线作业方法，其特征在于，所述接线工具安装在所述左臂末端的第二力传感器上，所述接线工具包括喇叭口、喇叭口侧观察相机、第二导向机构、光电传感器和线夹上方观察相机，所述光电传感器设置在所述第二导向机构的凹槽内；所述机器人系统对所述引线进行引线末端位置识别，基于识别出的引线末端位置控制所述左臂移动，使得所述引线穿过所述左臂的接线工具内的并沟线夹，并控制所述并沟线夹锁紧所述引线，包括：

所述机器人系统基于所述第二建模信息进行引线末端位置识别；

控制所述左臂携带所述接线工具移动到识别出的引线末端位置，并控制所述喇叭口侧观察相机拍摄的实时图像显示在所述移动终端，以供所述作业人员观察引线末端是否正对所述喇叭口；

根据所述第二力传感器对所述接线工具受力情况的六维数据感知，实时调整所述左臂的位置，直至所述光电传感器感应到所述引线末端，同时控制所述线夹上方观察相机拍摄的实时图像显示在所述移动终端，以供所述作业人员观察所述引线末端是否对准所述并沟线夹；

控制所述并沟线夹锁紧所述引线。

6.根据权利要求4所述的双臂机器人接引线作业方法，其特征在于，所述机器人系统进行行线搭接位置的三维建模识别，基于识别出的行线搭接位置控制所述右臂通过所述剥线工具对行线进行剥线，并当确认剥线完成后控制所述右臂离开，包括：

所述机器人系统调用多视觉传感器融合识别设备执行行线位置的三维建模，并基于得到的第三建模信息进行行线搭接位置识别；

控制所述右臂携带所述剥线工具移动至识别出的行线搭接位置；

根据所述第一力传感器对所述剥线工具受力情况的六维数据感知，实时调整所述右臂的位置，使得行线顺着所述剥线工具的第一导向机构落入凹槽内并紧紧贴合，同时控制所述抱紧机构侧观察相机拍摄的实时图像显示在所述移动终端，以供所述作业人员观察所述行线是否贴合；

控制所述剥线工具通过所述抱紧机构将所述行线抱紧，并控制所述旋转机构将所述行线的绝缘皮剥下，同时控制所述旋转机构侧观察相机拍摄的实时图像显示在所述移动终端，以供所述作业人员观察剥皮过程；

当确认所述行线的绝缘皮剥除后，控制所述右臂携带所述剥线工具离开当前位置。

7.根据权利要求5所述的双臂机器人接引线作业方法，其特征在于，所述机器人系统控制所述左臂通过所述接线工具完成所述行线与所述引线的搭接导通，包括：

所述机器人系统控制所述左臂携带所述接线工具及其夹紧的引线移动至所述行线的剥线位置下方；

根据所述第二力传感器对所述接线工具受力情况的六维数据感知，实时调整所述接线工具的位置，使得所述行线的金属裸露部分顺着所述第二导向机构落入所述并沟线夹；同时控制所述线夹上方观察相机拍摄的实时图像显示在所述移动终端，以供所述作业人员观察所述行线的金属裸露部分是否落入所述并沟线夹；

通过所述接线工具控制所述并沟线夹夹紧，以完成所述行线与所述引线的搭接导通。

8.一种带电作业系统，其特征在于，所述带电作业系统包括绝缘斗臂车、双臂机器人和移动终端，所述双臂机器人设置在所述绝缘斗臂车上，所述双臂机器人包括左臂、右臂和机器人系统，所述左臂的末端安装有接线工具，所述接线工具内预先放置有并沟线夹，所述右臂的末端安装有剥线工具；

所述移动终端用于发送启动命令到所述机器人系统；所述机器人系统用于接收到所述启动命令后，控制所述左臂和所述右臂进行工作，以实现权利要求1-7中任一项所述的双臂机器人接引线作业方法。

9.根据权利要求8所述的带电作业系统，其特征在于，所述剥线工具安装在所述右臂末端的第一力传感器上，所述接线工具安装在所述左臂末端的第二力传感器上。

10.根据权利要求8所述的带电作业系统，其特征在于，所述双臂机器人还包括工具台，所述工具台用于放置多个并沟线夹。