[发明专利]一种基于力反馈主从控制的带电作业机器人避雷器更换方法

说明书

本发明提出一种基于力反馈主从控制的带电作业机器人避雷器更换方法。机械臂、主操作手以及工控机构成力反馈主从控制系统，工控机根据机械臂末端受力数据，计算出主操作手各个关节的扭矩数据，通过主操作手的控制接口，控制主操作手各关节输出扭矩，使主操作手反馈受力，操作人员根据主操作手的反馈受力确认机械臂的力度；操作人员改变主操作末端位姿，工控机根据主操作手各旋转关节的角度数据，计算出机械臂末端速度矢量的期望值，通过机械臂的控制接口，按照所述期望值控制机械臂运动，以改变机械臂的力度。本发明提高了作业临场感，可以更加精准地判断各项操作是否精准到位。

技术领域

本发明属于电力技术领域，具体涉及一种基于力反馈主从控制技术的带电作业机器人避雷器更换方法。

背景技术

避雷器在当今电力系统输配电线路中广泛使用，成为电力系统中过电压防护的主要设备。

随着配电网的长期运行，避雷器可能出现螺母松动，瓷套破裂，橡胶圈老化种种问题，需要更换。通常做法是停电更换，若停电面积较大，会造成无法估量的损失，严重影响供电企业的经济效益和社会效益。现在广大研究人员也在积极研究带电作业更换避雷器的方法。但是人工的更换和维护，作业人员将在高压带电线路附近作业，具有一定的安全隐患。

配电线路中带电作业更换避雷器主要采用绝缘手套作业法，绝缘手套作业法中作业人员穿戴全套绝缘防护用具，通过绝缘手套进行带电作业。还需要对人体可能触及到的带电体和接地体进行绝缘遮蔽。更换过程中往往产生电弧，极易对作业人员造成灼伤；在更换过程中需要对上下引线进行拆接，也会有触电的危险；作业人员在绝缘斗臂车上的绝缘斗上作业，有高处坠落的风险；在作业过程中，可能会由于人为操作的失误，客观上相间引线间距小，可能造成相间短路事件，给人民财产，人身安全造成威胁。

此前，作业人员可以通过主操作手远程遥控机器人的带电作业机器人，可保证作业人员与高压电场隔离；远程遥控操作时，操作人员根据作业场景监控系统监控作业过程，对机器臂与作业对象之间、机械臂之间、作业对象与作业环境之间的相对位置的判断更精确，且不会存在视觉死角，操作精度更高，可以防止碰撞发生，提高了作业安全性。但是，在使用前述带电作业机器人进行精确定位的带电操作时，例如拆接隔离刀闸、跌落式熔断器及避雷器两端导线等，主要通过观察作业环境图像(包括实时图像和3D建模图像)来判断机械臂是否操作到位，对于机械臂与操作对象之间以及机械臂与机械臂之间接触力度大小并无感知，难以判断操作精度是否符合操作要求。如果操作人员或者控制系统能够感知机械臂与操作对象之间以及机械臂与机械臂之间接触力度大小，则可以更加精准地判断各项操作是否精准到位。

由于力反馈主手能够同时实现多个自由度的位置控制与力反馈，把力反馈主手应用到带电作业机器人主从控制的需求非常强烈。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提出一种基于力反馈主从控制技术的带电作业机器人避雷器更换方法，提高了作业临场感，可以更加精准地判断各项操作是否精准到位。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于力反馈主从控制的带电作业机器人避雷器更换方法，带电作业机器人具有设置在机器人平台上的机械臂，包括第一机械臂、第二机械臂以及辅助机械臂，第一机械臂、第二机械臂以及辅助机械臂完成以下工作：

第一机械臂、第二机械臂以及辅助机械臂端部安装夹持工具，用夹持工具夹持绝缘遮蔽材料对标记的带电体进行绝缘遮蔽；然后第一机械臂和第二机械臂末端换装螺栓拆装工具；

辅助机械臂夹持引线固定装置移动到横担附近并将引线固定装置的固定孔与横担上固有的固定孔对齐；第一机械臂和第二机械臂使用螺栓拆装工具安装用于固定引线固定装置的螺栓，将固定引线固定装置固定在横担上；