CN117086841A - 一种人机协同自适应配网带电作业机器人系统及作业方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人机协同自适应配网带电作业机器人系统及作业方法，该系统包含绝缘斗臂车、配网带电作业平台、作业平台能源供给装置、系统监控平台、三维全景视觉辅助系统和电力金具，基于物理性人机协同交互控制技术，操作人员通过系统监控平台控制机器人系统完成绝缘子更换、并沟线夹更换等高压配网带电作业。电力金具中的一种并沟线夹，能够适应高效自动化配网带电作业，解决传统并沟线夹无法适应机器人作业的缺点。本专利解决传统作业机器人系统作业效率低、自动化、智能化程度低等缺点，提高配网带电作业机器人系统的易用性和友好性，通过视觉系统、环境感知集成实现高安全、高效率的高压配网带电作业。
Description
技术领域
本发明属于特种电力机器人技术领域，具体涉及一种人机协同自适应配网带电作业机器人系统及作业方法。
背景技术
随着社会对供电持续可靠性要求的不断提高，配网带电作业量随之增长，高压带电作业项目主要包括带电拆引线、带电接引线、更换绝缘子、更换避雷器、装拆线路故障指示器、异物清理及更换跌落保险等。针对高压配网带电作业的危险性高、劳动强度大、作业效率低、无法全天候作业、绝缘负荷重等问题，1984年，九州电力株式会社和安川机器人公司开始研制带电作业机器人，目前已迭代升级三代产品，实际使用超过180台机器人。所研制的Phase II带电作业机器人系统具有机器视觉系统、自动换工具装置、人机交互界面等功能，操作者位于地面的控制室中，通过主从控制的方式完成带电作业，提高了工作效率和带电作业人员的安全性，杜绝了人为误操作造成的重大事故，但系统自动化水平较低、灵活性较差，无法满足灵巧、狭小作业任务要求。随后西班牙ROBTET、魁北克水电公司均推出了自主研发的带电作业机器人系统，通过主从控制方式操作机械臂，工作效率大约是人工作业效率的70％，为提高作业效率操作人员还佩戴立体眼镜增强现场感。国网山东省电力公司电力科学研究院鲁守银等(李健,鲁守银,王振利,赵玉良.220kV变电站带电作业机器人的研制[J].制造业自动化,2013,35(17):76-79.)基于传统工业机器人、液压机械臂设计了多款带电作业机器人系统，其研发的第四代带电作业机器人系统集成的两台六自由度工业机械臂带力反馈功能，通过主从控制与视觉自主控制结合完成带电作业任务。而适应于配网带电作业机器人的专用电力金具较少，一些复杂的配网带电作业不能开展。国网湖南省电力有限公严宇等(严宇，雷云飞，周展帆，刘卫东，潘志敏，牛捷，毛文奇，孙杨.一种配网带电断、接引流线的作业机器人系统[P].中国：CN210838698U，2020-06-23.)采用与国网山东省电力公司第四代带电作业机器人系统相同技术方案，公开了一种配网带电断、接引流线的作业机器人系统，作业平台包括控制箱和安装于其侧壁的抓取机械手、剥皮机械手和安装机械手。基于六自由度协作机器人，严宇等(严宇，雷云飞，周展帆，刘卫东，潘志敏，牛捷，毛文奇，孙杨.一种配网带电断、接引流线的作业机器人系统及作业方法[P].中国：CN110601079A，2019-12-20.)、国网湖北省电力有限公司电力科学研究院简旭等(简旭，李劲彬，汪涛，陈隽，陈鑫，贺文朋，梅义胜，吴传奇，文雅钦，孙双学，李胜祖，彭欣，朱啸林，吴鑫，张亮.用于狭小复杂工况的带电作业机器人接引线系统及其作业方法[P].中国：CN114614318A，2022-06-10.)分别公开了一种带电作业机器人系统，作业平台上侧壁安装有两台六自由度协作机器人，但仅能完成剥皮、剪短等轻负载作业。
虽然配网带电作业机器人系统解决了人工作业存在的部分问题，使操作人员脱离了高压、高电磁和高空作业环境，但由于智能化、自动化程度较低，主从控制方式存在自主性、临场感差，操作人员无法感知机器人作业过程中的接触力或碰撞力，导致带电作业时间与人工相当，甚至低于人工作业时间，机器人作业经济性是一个非常大的问题，操控智能化、工具专用化和作业标准化是配网带电作业机器人系统未来发展的主要趋势。
综上所述，配网带电作业受线路架构、安全距离等环境条件限制，作业空间狭窄且作业任务精细复杂，现有配网带电作业机器人系统在灵巧性、操控性和柔顺性等方面都无法满足作业要求，智能性、自主性有待提升。亟需通过集成协作机器人、多传感器、智能控制方法等技术提高机器人系统的智能性、自主性、易用性和友好性，使操作人员远离危险环境，保障人员安全，减轻操作人员劳动强度，提高带电作业工作效率。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种人机协同自适应配网带电作业机器人系统及作业方法，通过协作机器人、视觉系统、环境感知传感器的集成解决传统作业机器人系统作业效率低，自动化、智能化程度低等缺点，提高配网带电作业机器人系统的易用性和友好性，实现高安全、高效率的高压配网带电作业；通过提出的并沟线夹满足配网带电作业机器人系统无人化作业流程和特点，解决传统并沟线夹无法适应机器人作业的缺点。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种人机协同自适应配网带电作业机器人系统包含绝缘斗臂车、配网带电作业平台、作业平台能源供给装置、系统监控平台、三维全景视觉辅助系统、电力金具；其中，配网带电作业平台、作业平台能源供给装置和系统监控平台安装在绝缘斗臂车上，绝缘斗臂车能够携带配网带电作业平台到达指定位置，完成配网带电作业；三维全景视觉辅助系统安装在配网带电作业平台上，能够实现作业平台的全局环境感知和作业平台的初始定位；系统监控平台与配网带电作业平台采用无线通信方式，实现带电作业的电磁兼容与绝缘防护；
所述系统监控平台包括监控平台箱体、监控操作台、监控平台能源箱，监控操作台安装在监控平台箱体内，监控平台能源箱安装在监控平台箱体一侧，为监控操作台供电；监控操作台安装有第一遥操作主手和第二遥操作主手，监控操作台集成工业计算机，负责配网带电作业机器人系统控制与监控；
进一步地，所述配网带电作业平台包括协作机器人、T型槽平台、局部视觉系统和辅助提升系统，协作机器人、辅助提升系统通过绝缘支撑机构安装在T型槽平台上，协作机器人具有外力感知能力，通过柔顺控制功能实现物理时空约束下配网带电作业；局部视觉系统通过绝缘支撑机构与协作机器人固连，实现高精度手眼标定；辅助提升系统配合协作机器人完成作业，所述绝缘支撑机构安装在T型槽内，通过T型槽进行位置调节。
进一步地，所述外力感知能力依靠内嵌协作机器人的力矩传感器实现，所述柔顺控制功能通过基于笛卡尔空间的导纳控制方法实现；
进一步地，所述作业平台能源供给装置通过变压器向配网带电作业平台上的各类设备供电；所述作业平台能源供给装置具有标准化接口，具备拆卸更换功能；
进一步地，所述三维全景视觉辅助系统包括视觉云台和立柱机构，视觉云台通过螺钉安装于立柱机构，立柱机构通过绝缘支撑机构安装于T型槽平台上；所述三维全景视觉辅助系统通过图像拼接、融合、图像增强、三维模型建立、纹理映射实现机器人系统作业环境的重构；
进一步地，所述电力金具包括金具放置机构、绝缘支柱、耐张线夹、并沟线夹、绝缘罩；所述电力金具满足配网带电作业机器人系统无人化作业流程和特点；
进一步地，所述并沟线夹包括开口销、并沟底板、异形弹簧、并沟挡板、尾部打孔螺钉；并沟底板对称分布两个并沟结构，并沟结构上有两个平行的沟槽，一个沟槽用来放置引流线，另一个沟槽用来放置导线，两个沟槽之间的凸起部分等列分布多个螺纹孔；并沟挡板通过异形弹簧和尾部打孔螺钉对称分布安装在并沟结构上，开口销安装在尾部打孔螺钉上，防止螺钉掉落；异形弹簧能够保证尾部打孔螺钉拧松时在稳定状态，便于导线和引流线放入及安装；
进一步地，所述配网带电作业机器人系统无人化作业流程主要包括；
步骤一：操作人员根据作业任务操作绝缘斗臂车携带配网带电作业平台到达指定高度，操作人员初始化配网带电作业平台；
步骤二：操作人员根据三维全景视觉辅助系统提供的作业目标信息和环境信息，操作绝缘斗臂车到达作业位置，实现作业平台的初始定位；
步骤三：操作人员根据局部视觉系统提供的作业目标信息，精细化调整操作绝缘斗臂车，实现作业平台的高精度定位；
步骤四：操作人员控制辅助提升系统；根据作业任务，辅助提升系统抓取操作人员提供的电力金具；将电力金具提升至作业平台；
步骤五：操作人员根据作业任务，协作机器人自主更换末端执行器，抓取辅助提升系统提升的电力金具；通过手眼定位系统，采用遥操作结合局部自主控制方法完成配网带电作业；
步骤六：操作人员控制作业平台归位，操作绝缘斗臂车归位；
进一步地，所述并沟线夹安装步骤在于：
步骤一：操作人员将引流线放置在并沟底板沟槽内，手动拧紧引流线一侧的尾部打孔螺钉，完成引流线的固定；
步骤二：根据高压配网带电作业规范，作业平台将固定有引流线的并沟线夹提升至导线引流处；
步骤三：协作机器人移动并沟线夹，使导线位于并沟底板沟槽内，协作机器人自主更换末端执行器拧紧尾部打孔螺钉，实现导线的固定，完成并沟线夹安装；
进一步地，所述并沟线夹拆卸步骤在于：
步骤一：协作机器人携带末端执行器拧松导线一侧的尾部打孔螺钉，使导线从并沟底板沟槽内脱出；
步骤二：根据高压配网带电作业规范，作业平台将固定有引流线的并沟线夹下放至地面；
步骤三：操作人员人工拧松引流线一侧的尾部打孔螺钉，实现引流线的拆除，完成并沟线夹拆除；
进一步地，所述遥操作结合局部自主控制方法为操作人员通过第一遥操作主手和第二遥操作主手遥操作控制协作机器人完成配网带电作业，协作机器人依靠局部视觉系统和自身手眼定位系统实现高精度配电线路目标识别与定位功能，依据三维全景视觉辅助系统和局部视觉系统提供的三维作业场景进行反应式行为规划，具备非结构动态作业环境下的避障绕障功能；所述协作机器人无需人工干预，自主完成末端执行器更换和简单作业任务；
与现有技术相比，本发明的优点和有益效果是：
(1)本专利提供的三维全景视觉辅助系统能够实现机器人系统作业环境的高精度重构，为操作人员提供可视化作业环境，提高作业平台的易用性和友好性，有效减少刮蹭、碰撞等事故的发生，提高作业的安全性和操作的灵活性；
(2)本专利提供的遥操作结合局部自主控制方法，能够有效提升带电作业效率、可靠性、安全性，缩短带电作业时间；遥操作控制通过视觉、力觉反馈和感知增强技术，使操作人员可以在远端体验到操作臂的作业视角和接触力的大小，操控临场感好，利于精细作业；
(3)本专利提供的协作机器人具有外力感知和柔顺控制功能，能够高精度感知机器人作业时的外部接触力，实现精准力控制；同时外力信息反馈到遥操作主手，有效提高了操作人员的临场感，实现安全的物理性人机交互作业；
(4)本专利提供的一种并沟线夹能够实现高效自动化配网带电作业，解决传统并沟线夹无法适应机器人作业的缺点。
附图说明
图1为本发明所涉及的人机协同自适应配网带电作业机器人系统结构及环境示意图。
图2为本发明所涉及的系统监控平台结构示意图。
图3为本发明所涉及的监控操作台结构示意图。
图4为本发明所涉及的配网带电作业平台结构示意图。
图5为本发明所涉及的基于笛卡尔空间的导纳控制框图。
图6为本发明所涉及的电力金具结构示意图。
图7为本发明所涉及的并沟线夹结构示意图。
图8为本发明所涉及的并沟线夹剖视结构示意图。
图9为本发明所涉及的并沟线夹并沟底板结构示意图。
图10为本发明所涉及的配网带电作业机器人系统无人化作业流程图。
图11为本发明所涉及的配网带电作业机器人系统无人化作业示意图。
图12为本发明所涉及并沟线夹安装示意图。
图13为本发明所涉及的配网带电安装并沟线夹流程示意图。
图14为本发明所涉及的遥操作控制示意图。
图中：1为绝缘斗臂车，2为配网带电作业平台，201为协作机器人，202为T型槽平台，203为局部视觉系统，204为提升装置，205为电动三指抓手，3为作业平台能源供给装置，4为系统监控平台，401为监控平台箱体，402为监控操作台，4021为第一遥操作主手，4022为第二遥操作主手，403为监控平台能源箱，5为三维全景视觉辅助系统，501为视觉云台，502为立柱机构，503为绝缘支撑机构，6为电力金具，601为金具放置机构，602为绝缘支柱，603为耐张线夹，604为并沟线夹，6041为开口销、6042为并沟底板、6043为异形弹簧、6044为并沟挡板、6045为尾部打孔螺钉，6046为并沟结构，605为绝缘罩，7为导线，8为引流线。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。
结合图1-3，本实施例的一种人机协同自适应配网带电作业机器人系统，包含绝缘斗臂车1、配网带电作业平台2、作业平台能源供给装置3、系统监控平台4、三维全景视觉辅助系统5、电力金具6；其中，配网带电作业平台2、作业平台能源供给装置3和系统监控平台4安装在绝缘斗臂车1上，绝缘斗臂车1能够携带配网带电作业平台2到达指定位置，完成配网带电作业；三维全景视觉辅助系统5安装在配网带电作业平台2上，能够实现作业平台的全局环境感知和作业平台的初始定位；系统监控平台4与配网带电作业平台2采用无线通信方式，实现带电作业的电磁兼容与绝缘防护；
所述系统监控平台4包括监控平台箱体401、监控操作台402、监控平台能源箱403；监控操作台402安装在监控平台箱体401内，监控平台能源箱403安装在监控平台箱体401一侧，为监控操作台402供电；监控操作台402安装有第一遥操作主手4021和第二遥操作主手4022，监控操作台402集成工业计算机，负责配网带电作业机器人系统控制与监控；操作人员通过监控操作台402控制配网带电作业机器人系统完成配网带电作业和监控系统运行状态；
结合图4，在本发明的实施例中，所述配网带电作业平台2包括协作机器人201、T型槽平台202、局部视觉系统203和辅助提升系统，协作机器人201通过绝缘支撑机构(503)安装在T型槽平台202上，协作机器人201具有外力感知能力，通过柔顺控制功能实现物理时空约束下配网带电作业；局部视觉系统203通过绝缘支撑机构(503)与协作机器人201固连，实现高精度手眼标定；所述协作机器人201和绝缘支撑机构(503)均安装在T型槽内，通过T型槽进行位置调节。辅助提升系统可采用公开的结构，在此不再累述。
结合图5，在本发明的实施例中，所述物理时空约束下配网带电作业需要协作机器人201具备外力感知和柔顺控制功能，实现类似人类手臂的外力感知和柔顺作业能力，模仿人类配网带电作业的动作和方式，提高系统的灵活性和适应性；所述外力感知能力依靠内嵌协作机器人201的力矩传感器实现，外力感知能力能够使协作机器人201高精度实时感知外部作用力，获得机器人末端六维力信息，为机器人柔顺控制功能提供外部力信息输入；所述柔顺控制功能通过基于笛卡尔空间的导纳控制方法实现，导纳控制公式为：
式中Fe为机器人末端力矢量，ΔX为位置修正量，Mc、Bc、Kc分别为导纳控制在笛卡尔空间的惯量、阻尼和刚度系数。
基于笛卡尔空间的导纳控制使用关节扭矩传感器来获取外力信息。关节扭矩传感器测量机械臂各关节力矩信息，通过公式(2)实现关节力矩向末端力矢量的映射。
Fe＝J-Tτ (2)
其中Fe为机器人末端力矢量，J为机器人雅克比矩阵，τ为关节力矩矢量。
然后将机器人末端六维力信息输入到协作机器人201控制器内嵌的导纳控制器中，由导纳控制器生成笛卡尔空间的位置修正量，再与期望运动轨迹叠加，在经过逆运动学转换为各个关节的运动信息，通过内环位置控制实现柔顺控制。
结合图1，在本发明的实施例中，所述作业平台能源供给装置3通过变压器向配网带电作业平台2上的各类设备供电；所述作业平台能源供给装置3安装有磷酸铁锂电池，具有标准化接口，具备拆卸更换功能，能够克服传统柴油机发电供电导致的系统复杂、稳定性差等缺点；
结合图4，在本发明的实施例中，所述三维全景视觉辅助系统5包括视觉云台501和立柱机构502，视觉云台501通过螺钉安装于立柱机构502，立柱机构502通过绝缘支撑机构(503)安装于T型槽平台202的T型槽上；所述三维全景视觉辅助系统5通过图像拼接、融合、图像增强、三维模型建立、纹理映射实现机器人系统作业环境的重构；
结合图6，在本发明的实施例中，电力金具6包括金具放置机构601、绝缘支柱602、耐张线夹603、并沟线夹604、绝缘罩605；所述电力金具6满足配网带电作业机器人系统无人化作业流程和特点；
结合图7-9，在本发明的实施例中，并沟线夹604包括开口销6041、并沟底板6042、异形弹簧6043、并沟挡板6044、尾部打孔螺钉6045；并沟底板6042对称分布两个并沟结构6046，并沟结构6046上有两个平行的沟槽，一个沟槽用来放置引流线8，另一个沟槽用来放置导线7，两个沟槽之间的凸起部分等列分布四个螺纹孔；并沟挡板6044通过异形弹簧6043和尾部打孔螺钉6045对称分布安装在并沟结构6046上，开口销6041安装在尾部打孔螺钉6045上，防止螺钉掉落；异形弹簧6043能够保证尾部打孔螺钉1105拧松时在稳定状态，便于导线7和引流线8放入及安装；
结合图10-13，在本发明的实施例中，以并沟线夹604安装作业为例，配网带电作业机器人系统无人化作业流程如下：
步骤一：操作人员根据作业任务操作绝缘斗臂车1携带配网带电作业平台2到达指定高度，操作人员初始化配网带电作业平台；
步骤二：局部视觉系统203完成电闸定位，协作机器人依据局部视觉系统203和手眼定位系统自主完成断电闸动作；
步骤三：操作人员根据三维全景视觉辅助系统5提供的作业目标信息和环境信息，操作绝缘斗臂车1到达作业位置，实现作业平台的初始定位；
步骤四：操作人员根据局部视觉系统203提供的作业目标信息，精细化调整操作绝缘斗臂车1，实现作业平台的高精度定位；
步骤五：操作人员控制辅助提升系统的提升装置204，下放辅助提升系统的电动三指抓手205到地面；根据并沟线夹604安装作业任务，电动三指抓手205抓取操作人员提供的固定有引流线的并沟线夹604，提升至作业平台2；
步骤六：协作机器人201自主更换末端执行器，抓取电动三指抓手205提升的并沟线夹604；通过手眼定位系统，采用遥操作结合局部自主控制方法完成并沟线夹安装作业；首先，协作机器人201通过安装引流线挂杆暂时固定并沟线夹604；其次，将固定有引流线8的并沟线夹604提升至导线7引流处；然后，通过安装锁杆将引流线固定在引流处，协作机器人201移动并沟线夹604，使导线7位于并沟底板6042沟槽内，协作机器人201自主更换末端执行器拧紧尾部打孔螺钉6045，实现导线7的固定；最后，拆除锁杆，完成并沟线夹604安装；
步骤七：局部视觉系统203完成电闸定位，协作机器人依据局部视觉系统203和手眼定位系统自主完成关电闸动作；
步骤八：操作人员控制作业平台归位，操作绝缘斗臂车1归位；
结合图3-14，在本发明的实施例中，遥操作结合局部自主控制方法为操作人员通过第一遥操作主手4021和第二遥操作主手4021遥操作控制协作机器人201完成配网带电作业，协作机器人201的控制器依靠局部视觉系统203和自身手眼定位系统位置传感器和力传感器实现高精度配电线路目标识别与定位功能，协作机器人201依据三维全景视觉辅助系统5和局部视觉系统203提供的三维作业场景进行反应式行为规划，具备非结构动态作业环境下的避障绕障功能；所述协作机器人201无需人工干预，自主完成末端执行器更换和简单作业任务；
以上所述仅为本发明的实施方式，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进、扩展等，均包含在本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种人机协同自适应配网带电作业机器人系统，其特征在于，包含绝缘斗臂车(1)、配网带电作业平台(2)、作业平台能源供给装置(3)、系统监控平台(4)、三维全景视觉辅助系统(5)和电力金具(6)；其中，配网带电作业平台(2)、作业平台能源供给装置(3)和系统监控平台(4)安装在绝缘斗臂车(1)上，绝缘斗臂车(1)携带配网带电作业平台(2)到达指定位置，完成配网带电作业；三维全景视觉辅助系统(5)安装在配网带电作业平台(2)上，进行作业平台的全局环境感知和作业平台的初始定位；系统监控平台(4)与配网带电作业平台(2)采用无线通信方式，实现带电作业的电磁兼容与绝缘防护；
所述系统监控平台(4)包括监控平台箱体(401)、监控操作台(402)和监控平台能源箱(403)；监控操作台(402)安装在监控平台箱体(401)内，监控平台能源箱(403)安装在监控平台箱体(401)一侧，为监控操作台(402)供电；监控操作台(402)安装有第一遥操作主手(4021)和第二遥操作主手(4022)，监控操作台(402)集成工业计算机，用于配网带电作业机器人系统控制与监控。
2.根据权利要求1所述的人机协同自适应配网带电作业机器人系统，其特征在于，所述配网带电作业平台(2)包括协作机器人(201)、具有T型槽的T型槽平台(202)、局部视觉系统(203)和辅助提升系统，协作机器人(201)和辅助提升系统通过绝缘支撑机构(503)安装在T型槽平台(202)上，协作机器人(201)具有外力感知能力，通过柔顺控制功能实现物理时空约束下配网带电作业；局部视觉系统(203)通过绝缘支撑机构(503)与协作机器人(201)固连，进行手眼标定，辅助提升系统配合协作机器人(201)完成作业，所述绝缘支撑机构(503)安装在T型槽内，通过T型槽进行位置调节。
3.根据权利要求2所述的人机协同自适应配网带电作业机器人系统，其特征在于，所述外力感知能力依靠内嵌协作机器人(201)的力矩传感器实现，所述柔顺控制功能通过基于笛卡尔空间的导纳控制方法实现；导纳控制公式为：
式中，Fe为机器人末端力矢量，ΔX为位置修正量，Mc、Bc、Kc分别为导纳控制在笛卡尔空间的惯量、阻尼和刚度系数，机器人末端力矢量Fe＝J-Tτ，其中J为机器人雅克比矩阵，τ为关节力矩矢量。
4.根据权利要求1所述的人机协同自适应配网带电作业机器人系统，其特征在于，所述作业平台能源供给装置(3)通过变压器向配网带电作业平台(2)上的设备供电，其安装有磷酸铁锂电池和标准化接口。
5.根据权利要求1所述的人机协同自适应配网带电作业机器人系统，其特征在于，所述三维全景视觉辅助系统(5)包括视觉云台(501)和立柱机构(502)，视觉云台(501)通过螺钉安装于立柱机构(502)，立柱机构(502)通过绝缘支撑机构(503)安装于T型槽平台(202)的T型槽上；所述三维全景视觉辅助系统(5)通过图像拼接、融合、图像增强、三维模型建立、纹理映射实现机器人系统作业环境的重构。
6.根据权利要求1所述的人机协同自适应配网带电作业机器人系统，其特征在于，所述电力金具(6)包括金具放置机构(601)、绝缘支柱(602)、耐张线夹(603)、并沟线夹(604)、绝缘罩(605)。
7.根据权利要求6所述的人机协同自适应配网带电作业机器人系统，其特征在于，所述并沟线夹(604)包括开口销(6041)、并沟底板(6042)、异形弹簧(6043)、并沟挡板(6044)、尾部打孔螺钉(6045)；并沟底板(6042)对称分布两个并沟结构(6046)，并沟结构(6046)上有两个平行的沟槽，一个沟槽用来放置引流线(8)，另一个沟槽用来放置导线(7)，两个沟槽之间的凸起部分等列分布多个螺纹孔；并沟挡板(6044)通过异形弹簧(6043)和尾部打孔螺钉(6045)对称分布安装在并沟结构(6046)上，开口销(6041)安装在尾部打孔螺钉(6045)上，防止螺钉掉落；异形弹簧(6043)使尾部打孔螺钉(1105)拧松时在稳定状态。
8.一种基于人机协同自适应配网带电作业机器人系统的作业方法，其特征在于，包括步骤：
步骤一：操作人员根据作业任务操作绝缘斗臂车(1)携带配网带电作业平台(2)到达指定高度，操作人员初始化配网带电作业平台；
步骤二：操作人员根据三维全景视觉辅助系统(5)提供的作业目标信息和环境信息，操作绝缘斗臂车(1)到达作业位置，实现作业平台的初始定位；
步骤三：操作人员根据局部视觉系统(203)提供的作业目标信息，精细化调整操作绝缘斗臂车(1)，实现作业平台的高精度定位；
步骤四：操作人员控制辅助提升系统；根据作业任务，辅助提升系统抓取操作人员提供的电力金具(6)；将电力金具(6)提升至作业平台(2)；
步骤五：操作人员根据作业任务，协作机器人(201)自主更换末端执行器，抓取辅助提升系统提升的电力金具(6)；通过手眼定位系统，采用遥操作结合局部自主控制方法完成配网带电作业；
步骤六：操作人员控制作业平台归位，操作绝缘斗臂车(1)归位。
9.根据权利要求8所述的作业方法，其特征在于，所述作业任务为并沟线夹(604)安装/拆卸作业任务，并沟线夹(604)安装作业任务的作业方法包括：
第一步：将引流线(8)放置在并沟底板(6042)沟槽内，手动拧紧引流线(8)一侧的尾部打孔螺钉(6045)，完成引流线(8)的固定；
第二步：根据高压配网带电作业规范，作业平台将固定有引流线(8)的并沟线夹(604)提升至导线(7)引流处；
第三步：协作机器人(201)移动并沟线夹(604)，使导线(7)位于并沟底板(6042)沟槽内，协作机器人(201)自主更换末端执行器拧紧尾部打孔螺钉(6045)，实现导线(7)的固定，完成并沟线夹(604)安装。
所述并沟线夹(604)拆卸作业任务的作业方法包括：
第一步：协作机器人(201)携带末端执行器拧松导线(7)一侧的尾部打孔螺钉(6045)，使导线(7)从并沟底板(6042)沟槽内脱出；
第二步：根据高压配网带电作业规范，作业平台将固定有引流线(8)的并沟线夹(604)下放至地面；
第三步：操作人员人工拧松引流线(8)一侧的尾部打孔螺钉(6045)，实现引流线(8)的拆除，完成并沟线夹(604)拆除。
10.根据权利要求8所述的遥操作结合局部自主控制方法，其特征在于，所述步骤五中采用遥操作结合局部自主控制完成配网带电作业具体包括：操作人员通过第一遥操作主手(4021)和第二遥操作主手(4021)遥操作控制协作机器人(201)完成配网带电作业，协作机器人(201)依靠局部视觉系统(203)和自身手眼定位系统实现高精度配电线路目标识别与定位功能，协作机器人(201)依据三维全景视觉辅助系统(5)和局部视觉系统(203)提供的三维作业场景进行反应式行为规划，完成非结构动态作业环境下的避障绕障，自主完成末端执行器更换和作业任务。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117621024A (zh) * | 2024-01-25 | 2024-03-01 | 国网瑞嘉(天津)智能机器人有限公司 | 机器人带电更换绝缘子的方法、装置和电子设备 |
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2023
- 2023-08-10 CN CN202311011193.6A patent/CN117086841A/zh active Pending
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