[发明专利]一种爬杆机器人及其轨迹纠偏方法

说明书

本发明公开了一种爬杆机器人及其轨迹纠偏方法，爬杆机器人包括作业平台和设于作业平台下侧的纵向导轨，作业平台上设有摄像机，纵向导轨上设有上、下两个抱杆单元，且两个抱杆单元之间设有电动推杆，每一个抱杆单元包括左、右两个夹爪，夹爪上设有纠偏装置；轨迹纠偏方法包括获取实际偏差角，结合不同工作模式获取对应的控制量θ，根据预设的映射关系模型获取控制量θ对应的进给量S并控制纠偏装置。本发明的爬杆机器人攀爬灵活、可适用不同杆径、可自主轨迹纠偏、可自主绕杆旋转攀爬、可远程操控、运行时间长并且能够完成对输电线路作业任务，并且轨迹纠偏方法具有能够防止爬杆机器人轨迹偏移、确保轨迹稳定可靠、简单易行、快捷可靠的优点。

技术领域

本发明主要涉及到电力系统输电线路作业自动化领域的爬杆机器人及其控制方法，具体涉及一种爬杆机器人及其轨迹纠偏方法。

背景技术

随着城市电网改造工作的开展，越来越多的输电线路需要进行人工巡检和作业。理论上，输电线路受到的外界因素影响较小，安全运行可靠性较高。但是在现实情况中，输电线路在运行一段时间后会有泥土、鸟粪等污垢的附着，酸雨等其他物质也会腐蚀输电导线。这些问题最终都会导致输电线路故障率的上升，导致停电事故的频发。国内输电线路的故障监测任务多由人工完成，工作人员通过攀爬杆柱观测输电线路是否存在绝缘子积污、温度异常、污垢附着、导线断股等故障。这种工作方式的工作效率低下，工作人员的人身安全系数也比较低，无法精确完成对输电线路的监测工作，漏检误检经常发生。因此为了保证输电线路巡检工作人员的安全，提到输电线路故障诊断工作的准确性，由机器人代替工作人员攀爬电线杆柱并完成相关作业监测任务显得越来越重要。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种攀爬灵活、可适用不同杆径、可自主轨迹纠偏、可自主绕杆旋转攀爬、可远程操控、运行时间长并且能够完成对输电线路作业任务的爬杆机器人，并且进一步提供了一种能够防止爬杆机器人轨迹偏移、确保轨迹稳定可靠、简单易行、快捷可靠的应用于该爬杆机器人的轨迹纠偏方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一方面，本发明提供一种爬杆机器人，包括作业平台和设于作业平台下侧的纵向导轨，所述作业平台上设有摄像机，所述纵向导轨上设有上、下两个抱杆单元，且两个抱杆单元之间设有电动推杆，每一个抱杆单元包括左、右两个夹爪，所述夹爪上设有纠偏装置，所述纠偏装置包括纠偏电机和纠偏丝杆，所述纠偏电机固定布置于抱杆单元上且输出端与纠偏丝杆相连，所述夹爪滑动布置于抱杆单元的前端，且所述纠偏丝杆和夹爪之间螺纹连接。

优选地，所述抱杆单元包括底板、滚轮和两个抱杆臂，所述底板套设在纵向导轨上，所述底板上设有手臂驱动电机和两个直线导轨，所述滚轮设于底板的前端，两个抱杆臂中部通过转轴铰接固定于底板上，所述两个抱杆臂一端设有夹爪、另一端分别和直线导轨中的水平滑块相连，两个直线导轨的水平滑块分别通过一连杆与同一个丝杆滑台相连，所述手臂驱动电机的前端连接有手臂驱动丝杆，所述手臂驱动丝杆与丝杆滑台之间螺纹连接。

优选地，所述夹爪的夹持面为弧形面。

另一方面，本发明还提供一种前述爬杆机器人的轨迹纠偏方法，步骤包括：

1）在爬杆机器人沿着电线杆爬杆过程中，通过爬杆机器人的摄像机采集电线杆上侧的绝缘子图像，获取电线杆上最外侧两条线路的绝缘子A和绝缘子B的坐标，计算绝缘子A和绝缘子B之间的中心点C的坐标值，根据当前的中心点C的坐标值和预设的攀爬基准中心点坐标计算出爬杆机器人当前的实际偏差角；

2）检测爬杆机器人的工作模式，如果爬杆机器人的工作模式为纠偏模式，则跳转执行步骤3）；如果爬杆机器人的工作模式为绕杆旋转模式，则跳转执行步骤4）；

3）将实际偏差角作为控制量θ，跳转执行步骤5）；

4）将实际偏差角和预设的绕杆旋转偏移角取差值作为控制量θ，跳转执行步骤5）；