[发明专利]一种巡检机器人关节运动控制方法及巡检机器人

说明书

本发明属于机器人控制技术领域，尤其涉及一种巡检机器人关节运动控制方法及巡检机器人。巡检机器人关节运动控制方法包括以下步骤：机器人巡检之前，对给定的关节运行参数进行优化计算，获得关节的理论控制力矩；在机器人巡检过程中，通过理论控制力矩控制关节的运行，并对关节的实际运行参数进行检测；将实际运行参数与理论控制力矩相对应的期望参数相比较，得到最优的实际运行参数，通过最优的实际运行参数获得实际控制力矩。对机器人的关节的控制过程中，对控制力矩进行了多次优化，提高了机器人关节控制的精确性。

技术领域

本发明属于机器人控制技术领域，尤其涉及一种巡检机器人关节运动控 制方法及巡检机器人。

背景技术

随着智能电网的高速发展和机器人的广泛应用，输电线路巡检机器 人已经成为全球机器人研究的一个热点。巡检机器人需要跨越或避让杆 塔、防振锤、悬垂线夹和引流跳线等各种障碍物，并承受风载荷等外激 励影响，若不能进行有效的控制，则巡检机器人会表现出复杂的非线性 动力学特性，机器人的构型转换、障碍跨越、位姿调控和稳定性等不能 顺利进行，致使构态失稳和越障失败等问题，无法满足输电线路巡检作 业要求，因此有必要对巡检机器人的越障过程中关节的运动进行的评价 以及控制。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对现有存在的技术问题，本发明提供一种巡检机器人关节运动控 制方法及巡检机器人。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

一种巡检机器人关节运动控制方法，其包括以下步骤：

机器人巡检之前，对给定的关节运行参数进行优化计算，获得关节 的理论控制力矩；

在对给定的关节运行参数进行优化计算过程中：通过比较不同跟踪 误差的标准差及均方根值，获得最优运行参数，跟踪误差是期望输出与 跟踪输出之间的差值；

在机器人巡检过程中，通过理论控制力矩控制关节的运行，并对关 节的实际运行参数进行检测；

将实际运行参数与理论控制力矩相对应的期望参数相比较，得到最 优的实际运行参数，通过最优的实际运行参数获得实际控制力矩。

优选的，对给定的关节运行参数进行优化计算包括以下步骤：

设定机器人关节的期望输出，将期望输出对应的控制力矩代入动力 学方程得出跟踪输出；

比较期望输出和跟踪输出得出最优理论运行参数，通过理论最优运 行参数得出机器人的理论控制力矩。

优选的，通过滑膜控制法求解期望输出对应的控制力矩。

优选的，标准差和均方根值越小其所对应的理论运行参数最优。

优选的，通过牛顿-欧拉法和旋量法建立动力学方程。

优选的，基于动力学方程通过滑膜控制方法求解理论控制力矩。

优选的，在建立动力学方程过程中需要考虑风载荷和输电线倾角。

优选的，通过比较不同实际误差的标准差及均方根值，获得最优运 行参数；

实际误差是实际运行参数与理论控制力矩相对应的期望参数之间的 差值；

标准差和均方根值越小其所对应的运行参数最优。

优选的，运动参数包括角速度。

一种巡检机器人，该巡检机器人包括关机机构，该关节机构在如以 上所述的巡检机器人关机运动控制方法的控制下运行。

(三)有益效果