[发明专利]一种用于树障清理空中机器人的双锯刀具结构和控制方法

说明书

本发明公开了一种用于树障清理空中机器人的双锯刀具结构和控制方法，包括Y型刀具架、安装于刀具架前部末端的两个刀具电机、由两个刀具电机分别驱动且位于刀具架下方的两片圆盘锯。本发明提出双锯刀具结构，在作业向前推进的同时，利用双锯向内相向同速旋转，双锯刀具结构具有一定的自动聚拢树枝和切割导向作用，使树枝自动进入双锯共同切割区域，从而有效降低作用于空中机器人上的水平不平衡力与力矩，避免刀具与树枝之间的打滑，提高树障清理的效率。

技术领域

本发明涉及一种用于树障清理空中机器人的双锯刀具结构和控制方法，属于输电线路树障清理装置技术领域。

背景技术

空中机器人在对电力线路通道树障进行清理时，所用刀具应能快速切割树枝，同时又能避免对空中机器人本体姿态的影响，并且具有防卡阻等安全保护措施。

目前园林修剪树枝多采用单锯类型的清理刀具，若将该类刀具直接安装于空中机器人上进行树障清理，刀具的水平受力不对称，易给空中机器人带来航向推斥力矩，一方面影响空中机器人力与力矩的平衡，另一方面造成刀具与树枝之间的打滑，导致切割效率不高。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种用于树障清理空中机器人的双锯刀具结构和控制方法，以解决现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种用于树障清理空中机器人的双锯刀具结构，包括Y型刀具架、安装于刀具架前部末端的两个刀具电机、由两个刀具电机分别驱动且位于刀具架下方的两片圆盘锯。

优选的，上述一种用于树障清理空中机器人的双锯刀具结构，还包括固定于或内置于刀具架的刀具控制器。

优选的，上述一种用于树障清理空中机器人的双锯刀具结构，还包括位于刀具架后部并与空中机器人机械臂连接的接头。

优选的，上述圆盘锯为金属、陶瓷或复合材料材质的薄片状圆盘锯。

优选的，上述双锯刀具结构的外侧设有防止枝叶飞溅或锯片碎裂后飞射的安全保护罩。

优选的，上述刀具架上安装有温度传感器，温度传感器的探头正对圆盘锯的边缘，刀具电机内置感知圆盘锯转速的转速传感器。

优选的，上述温度传感器和转速传感器连接到刀具控制器，刀具控制器内置有检测刀具电机工作电流的电流传感器，刀具控制器连接到空中机器人的飞行控制器。

一种用于树障清理空中机器人的双锯刀具结构的控制方法，该方法为：刀具控制器通过采集刀具电机的转速与电流以及圆盘锯的温度，①实时评估圆盘锯的过载、卡阻及损伤状态，一旦评估值超过预定门限，即向刀具电机输出刹车指令，然后驱动两片圆盘锯同时反转，以使被清理树枝退出刀具，同时向空中机器人的飞行控制器发送回退指令，从而对空中机器人及刀具实施保护性退避；②对双刀具的平衡作业状态进行检测并实施补偿保护。

优选的，上述评估圆盘锯运行状态的方法采用多传感器数据门限判定算法，算法如下：

1)若当前圆盘锯转速N≤其过载阈值N_overload，或电机电流I≥其过载阈值I_overload，或锯片温度T≥其过载阈值T_overload，判定圆盘锯处于过载状态，刀具控制器据此做出反旋回退控制；

2)若当前圆盘锯转速N≤其卡阻阈值N_blocking，且电机电流I≥其卡阻阈值I_blocking，判定圆盘锯处于卡阻状态，其中，N_blocking<N_overload，I_blocking≥I_overload，刀具控制器据此做出反旋回退控制；