[发明专利]一种螺母拧紧工具以及带电作业机器人拧螺母作业方法

说明书

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种螺母拧紧工具，包括：螺母旋进导引结构，所述螺母旋进导引结构包括导口和导引部，所述导引部连接于所述导口上，所述导引部为喇叭口形状，所述导引部的侧面开设有若干个斜槽；绝缘电动手钻，所述绝缘电动手钻包括绝缘杆，所述绝缘杆连接于机械臂，所述绝缘杆的顶部设置有电机，所述电机的端部设置有万能套筒，所述万能套筒上设置有六轴力传感器。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种螺母拧紧工具以及带电作业机器人拧螺母作业方法。

背景技术

传统人工带电作业任务量大，危险系数高，环境恶劣，人员伤亡事故时有发生。因此，近些年来，研制可代替人进行架空线路带电作业的机器人越来越受到广泛关注，而机器人快速准确安装拆卸螺母是带电作业的基础，如何准确控制机器人抓取螺母准确对准螺栓是当前的研究热点之一。

带电作业机器人通常会采用一些万能套筒来将螺母卸除，但要安装螺母则存在非常大的困难。首先，螺栓和螺母的尺寸较小，螺栓头与螺母孔大小一般在1cm左右，精准识别和定位较为困难，依据现有机器人自主螺母拧进方法，螺母头与螺栓轴向方向偏差超过3mm，基本无法拧进或者拧进1、2mm，由于螺栓螺母轴向不平行而卡住，此时若是扳手没有力反馈，继续拧紧可能导致螺母螺栓磨损，可见在纯算法上解决拧螺母问题，对于识别准确度、控制精度要求极高，而且容错率较低，螺母拧进难以保证成功率以及稳定性；其次，拧进螺母时很难确定螺母是否充分拧紧，如果机械臂没有力反馈进行判断，螺母程度拧紧只能依靠视觉进行判断，由于螺母体积小，拧紧程度不好观察，同时如果拧紧程度不够则留下安全隐患，如果充分拧紧继续拧进，则容易拧坏扳手以及螺母。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带电作业机器人拧螺母作业方法，通过将待安装的螺母与螺母旋进导引结构粘合，，通过螺母旋进导引结构中喇叭状的导引部引导螺母旋进，从而实现螺母与螺栓的精确对准，简单可靠，同时在绝缘电动手钻的万能套筒中加入六轴力传感器，准确检测螺母拧进反馈力大小，保证螺母充分拧紧。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种螺母拧紧工具，包括：

螺母旋进导引结构，所述螺母旋进导引结构包括导口和导引部，所述导引部连接于所述导口上，所述导引部为喇叭口形状，所述导引部的侧面开设有若干个斜槽；

绝缘电动手钻，所述绝缘电动手钻包括绝缘杆，所述绝缘杆连接于机械臂，所述绝缘杆的顶部设置有电机，所述电机的端部设置有万能套筒，所述万能套筒上设置有六轴力传感器。

优选地，所述绝缘电动手钻还包括无线通信模块，所述无线通信模块通过无线网络连接一遥操作端。

一种带电作业机器人拧螺母作业方法，所述方法包括：

S1，螺母预处理：提供一前文所述的螺母拧紧工具，将待安装的螺母与所述螺母拧紧工具的螺母旋进导引结构粘合；

S2，螺栓头定位识别：通过位于机械臂末端的双目相机识别螺栓头的在图像中的位置，并通过双目相机旁边的激光测距传感器对螺栓头进行立体定位，确定螺栓头的三维坐标以及精确朝向信息；

S3，机械臂运动：机械臂带动绝缘电动手钻的万能套筒抓取螺母，驱动所述万能套筒将所述螺母旋进导引结构的导口套在螺栓头上，控制所述绝缘电动手钻的电机带动所述万能套筒旋转将螺母旋在螺栓上；

S4，螺母旋进：随着螺母不断旋紧，当螺母充分拧紧时，所述螺母旋进导引结构的导引部与螺栓固定面充分挤压会破裂为多瓣脱落。

优选地，所述螺母旋进还包括：

当螺母充分拧紧时，机械臂末端位置不再变化，通过所述绝缘电动手钻的六轴力传感器检测到机械臂末端力矩的变化，依据力矩阈值判断螺母是否拧紧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：