一種輸電線路螺栓緊固機器人及位姿控制方法技術

本發明專利技術提供一種架空高壓輸電線路耐張線夾引流板螺栓緊固機器人及位姿控制方法，包括移動機器人平臺、兩個作業機械臂、螺栓擰緊末端及布置其上的兩個微型攝像機、螺栓固定末端及布置其上的兩個微型攝像機。兩個作業機械臂協調工作，攜帶相應末端到達指定工作位。四個微型攝像機兩兩組合，分別形成十字坐標系布局，以輔助螺栓擰緊末端、螺栓固定末端精定位。本發明專利技術所提供的一種擰螺栓作業機器人位姿控制方法為通過雙作業臂同時協調控制。因此本發明專利技術中整個機器人結構可靠，位姿控制方法簡單，實用價值較高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及，尤其是一種架空高壓輸電線路耐張線夾引流板螺栓緊固機器人及其位姿控制方法。
技術介紹
架空高壓輸電線路的工作環境比較惡劣，由于常年暴露在野外，非常容易受到環境和地理因素的影響。一些諸如覆冰、微風振動等因素就會導致導線振動，進而導致耐張線夾引流板螺栓松動。這樣就會因為接觸不實而出現電阻增大的情況，一旦電阻增加，引流板溫度就會隨之上升，而接觸面的氧化作用就會加強，隨著溫度不斷增加，就會發生燒毀引流板的情況，發生斷線事故，對于電網的安全穩定運行會造成極大的影響。目前處理此種缺陷主要是由人工在地電位或等電位帶電作業，但是受到帶電作業距離的限制，作業人員難以動作，導致螺栓緊固的扭矩未能達到要求，不能緊固。而且等電位帶電作業需要得到調度部門的批準才能進行，松動的螺栓得不到及時的緊固。為了保證供電的連續性及可靠性以及作業的安全性，將機器人技術引入帶電檢修作業之中，研制一種可以緊固耐張線夾引流板螺栓的機器人，將會進一步提升電力技術自動化水平。目前，針對高壓輸電線路帶電維修作業機器人進行的研究并不多見。比較典型的是加拿大魁北克水電研究院，研制成功了具有越障功能的檢修維護作業機器人，該作業機器人通過單作業機械臂攜帶螺栓緊固裝置進行維修作業，該螺栓緊固裝置與螺栓的對接主要依靠關節型作業機械臂進行調節，裝置本身的自適應性并不突出，因此該螺栓緊固機器人的實用化方面有一定的局限性。
技術實現思路
本專利技術主要是解決現有技術所存在的技術問題；提供了一種基于帶電檢修機器人平臺，通過雙作業機械臂協調控制末端位姿的一種用于架空高壓輸電線路的螺栓緊固機器人。本專利技術還有一目的是解決現有技術所存在的技術問題；提供了一種用來觀測作業環境和擰螺栓末端/固螺栓末端位姿狀態的4臺微型攝像機的布置方法。本專利技術再有一目的是解決現有技術所存在的技術問題；提供了高效、可靠、安全、操作簡單的一種架空高壓輸電線路耐張線夾引流板螺栓緊固機器人位姿控制方法。本專利技術主要是通過下述技術方案得以解決的: 一種架空高壓輸電線路耐張線夾引流板螺栓緊固機器人，其特征在于，包括: 移動機器人平臺、兩個作業機械臂、螺栓擰緊末端及布置其上的兩個微型攝像機、螺栓固定末端及布置其上的兩個微型攝像機。上述的兩個作業機械臂，所述作業機械臂布置于機體前端的兩側，分別為3-D0F、4-D0F，并且3-D0F機械臂連接螺栓固定末端，4-D0F機械臂連接螺栓擰緊末端。上述的布置在螺栓擰緊末端上的兩個微型攝像機，所述微型攝像機分別通過攝像機固定板固接于螺栓擰緊末端兩個垂直的端面，形成十字坐標系布局，即兩個攝像機分別布置于所在平面直角坐標系的X軸和Y軸上，在螺栓擰緊末端到達耐張線夾引流板螺栓附近后，共同觀測螺栓擰緊末端上內六角套筒與耐張線夾引流板上螺母的相對位置，以輔助螺栓抒緊末端精定位。上述的布置在螺栓固定末端上的兩個微型攝像機，所述微型攝像機分別通過攝像機固定板固接于螺栓固定末端兩個垂直的端面，形成十字坐標系布局，即兩個攝像機布置于所在平面直角坐標系的X軸和Y軸上，在螺栓固定末端到達耐張線夾引流板螺栓附近后，共同觀測螺栓固定末端上的內六角套筒與耐張線夾引流板上螺栓頭的相對位置，以輔助螺栓固定末端精定位。一種擰螺栓作業機器人雙作業機械臂協調控制位姿的方法，其特征在于，包括:機器人行走至工作位后，在擰螺栓作業前，首先通過地面基站控制3-D0F作業機械臂旋轉、伸縮關節，作業機械臂所攜帶的螺栓固定末端內六角套筒初對準耐張線夾引流板螺栓頭，再調整縱移關節，使得螺栓固定末端的內六角套筒將耐張線夾引流板螺栓頭包裹壓緊，其次控制4-D0F作業機械臂橫移、旋轉、伸縮關節，作業機械臂所攜帶的螺栓擰緊末端內六角套筒初對準耐張線夾引流板螺母，再調整縱移關節，使得螺栓擰緊末端的內六角套筒將耐張線夾引流板螺母包裹。在擰螺栓作業完成后，首先螺栓擰緊末端的內六角套筒小角度回轉，以減小套筒與螺母的摩擦，之后4-D0F作業機械臂縱移使螺栓擰緊末端退出工作位，其次3-D0F作業機械臂由于自身魯棒性，帶動螺栓固定末端退出工作位。因此，本專利技術具有如下優點:1.于螺栓固定末端上布置兩個相互垂直的攝像機，便于地面基站有效定位耐張線夾引流板螺栓頭中心線，進一步確定螺栓固定末端內六角套筒與螺栓頭的位姿關系，并通過3-D0F作業機械臂微調以對準；2.于螺栓擰緊末端上布置兩個相互垂直的攝像機，便于地面基站實時有效定位耐張線夾引流板螺母中心線，進一步確定螺栓擰緊末端內六角套筒與螺母的位姿關系，并通過4-D0F作業機械臂調整以對準；3.雙作業機械臂同時協調工作，快速準確攜帶兩末端至工作位；4.通過控制作業機械臂運動和螺栓固定末端緩沖對接機構使螺栓固定末端到達工作位并壓緊螺栓頭，作業完成后，于螺栓抒緊末端退出后依靠機器人自身魯棒性退出，無需在螺栓固定末端多加旋轉自由度；5.整個機器人結構可靠，位姿控制方法簡單，實用價值較高。【附圖說明】圖1是螺栓緊固機器人整體結構圖。圖2是螺栓擰緊末端攝像機布置圖。圖3是螺栓固定末端攝像機布置圖。圖4、圖5、圖6是螺栓緊固作業機器人作業過程圖。【具體實施方式】下面通過實施例，并結合附圖，對本專利技術的技術方案作進一步具體的說明。圖中，螺栓擰緊末端1、螺栓擰緊末端第一攝像機2、螺栓擰緊末端第二攝像機3、螺栓固定末端4、螺栓固定末端第一攝像機5、螺栓固定末端第二攝像機6、作業機械臂7、作業機械臂8、移動機器人平臺9、螺栓擰緊末端第一攝像機固定板10、螺栓擰緊末端第二攝像機固定板11、螺栓固定末端第一攝像機固定板12、螺栓固定末端第二攝像機固定板13、螺栓抒緊末端內六角套筒14、螺栓固定末端內六角套筒15、3-DOF作業機械臂旋轉關節16、3-DOF作業機械臂伸縮關節17、3-DOF作業機械臂縱移關節18、4-D0F作業機械臂伸縮關節19、4_D0F作業機械臂旋轉關節20、4-D0F作業機械臂橫移關節2U4-DOF作業機械臂縱移關節22、螺母23、螺栓24、夾爪25。實施例: 一、首先介紹一下本專利技術的結構:本專利技術主要包括: 如圖1、圖2、圖3，本專利技術包括移動機器人平臺9、兩個作業機械臂7和8、螺栓擰緊末端1及其上的兩個微型攝像機2和3、螺栓固定末端置4及其上的兩個微型攝像機5和6、四個攝像機固定板10、11、12、13。螺栓擰緊末端1連接于作業機械臂8上，螺栓擰緊末端第一攝像機2、螺栓擰緊末端第二攝像機3分別通過螺栓擰緊末端第一攝像機固定板10、螺栓擰緊末端第二攝像機固定板11固定于螺栓抒緊末端1。螺栓固定末端4連接于作業機械臂7上，螺栓固定末端第一攝像機5、螺栓固定末端當前第1頁1 2 本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種輸電線路螺栓緊固機器人及位姿控制方法，其特征在于，包括：螺栓擰緊末端(1)及布置其上的兩個微型攝像機(2、3)、螺栓固定末端(4)置其上的兩個微型攝像機(5、6)兩個作業機械臂(7、8)、移動機器人平臺(9)。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳功平，江維，肖華，張頡，楊智勇，
申請(專利權)人：廣東科凱達智能機器人有限公司，武漢大學，
類型：發明
國別省市：廣東;44