一种配网带电作业方法

技术领域

本申请涉及高压输电领域，尤其是涉及一种配网带电作业方法。

背景技术

目前各公司带电作业存在工作不平衡和区域性差异、带电作业人员变化较大、素质有所降低、培训不足、经验缺乏、带电作业项目开展次数逐渐减少等问题。配电带电作业必须首先考虑到安全。配电设施密集，使带电作业人员的范围窄小，作业人员在有限的操作活动范围内作业，加上高电压的不可视性和作业人员在高处作业，作业人员经常会出现一些危险举动，很容易触及处于不同电位的其它电力设施。

为降低了带电工人与高压电近距离接触的安全风险，节省人力成本，现有技术中通过作业机器人和远程人机交互端来进行远程带电作业，例如剥线作业采用的剥线机器人，在作业过程中，剥线机器人如何精准定位待作业电线的位置是机器人自动作业的前提必要条件，其决定了剥线机器人能否准确夹持电线从而顺利作业，而待作业电线并非水平线，具有一定的空间角度，因此存在难以精准定位的问题，对作业机器人的影响较大。

发明内容

为了能够准确确定电线的姿态，本申请提供了一种配网带电作业机器人及其作业方法。

第一方面，本申请提供一种配网带电作业机器人，采用如下的技术方案：

一种配网带电作业机器人，包括：机器人作业平台和作业端，所述作业端设置于机器人作业平台上；所述作业端用于测量与电线的距离与夹角；所述机器人作业平台包括有能够使得作业端转动的旋转平台；机器人作业平台上还设置有万向调平机构，所述万向调平机构用于调整所述作业端的倾斜角度，所述万向调平机构设置于所述旋转平台上，所述作业端设置于旋转平台上。

进一步的，所述作业端包括主体，所述主体上设有测量单元一、测量单元二和激光测距仪三，三者呈直角三角形布置；所述测量单元一和所述测量单元二分别布置在所述基体竖直和宽度方向的两侧，所述激光测距仪三位于所述基体中心；

所述测量单元一包括激光测距仪一和角度调节台一，所述角度调节台一转动连接在所述主体上，所述激光测距仪一固定连接在所述角度调节台一上，所述角度调节台一转动以改变所述激光测距仪一与水平面的夹角；

所述测量单元二包括激光测距仪二和角度调节台二，所述角度调节台二转动连接在所述主体上，所述激光测距仪二固定连接在所述角度调节台二上；所述角度调节台二转动以改变所述激光测距仪二与水平面的夹角。

进一步的，所述作业端上还设置有用于采集图像的摄像头。

另一方面，本申请提供一种配网垫带作业机器人的作业方法，采用如下技术方案：

一种配网带电作业机器人的作业方法，应用有权利要求2至3任意一项所述的一种配网带电作业机器人，包括如下步骤：

S1、将作业端输送至待作业电线处；

S2、测量作业端与待作业电线的高度差，基于所得到的高度差，调整作业的高度，使得待作业电线与作业端齐平；

S3、测量作业端与待作业电线的角度，基于所得到的角度，调整作业端的位置，使得作业端与待作业电线在同一平面平行；

S4、测量作业端与待作业电线的距离，基于所得到的距离，调节作业机器人的位置，以使得待作业电线位于操作端的工作区域内；

S5、通过相机获取操作端的工作区域内的图像信息，并将图像信息发送至人机交互端，通过人机交互端控制作业端进行作业。

进一步的，步骤S2具体包括：

通过角度调节台一驱动激光测距仪一转动，直至激光测距仪一测得有效距离，得到激光测距仪一与水平面的夹角角度以及激光测距仪一与待作业电线上的距离；

通过三角函数公式得到该激光测距仪一与电线的高度差，再减去该激光测距仪一与作业端中心点的高度差，得到作业端的中心与待作业电线的高度差；基于该高度差数值调节作业端的高度以使得作业端的中心与待作业电线齐平。

进一步的，通过设置于作业端中心点处的激光测距仪三测量与待作业电线的间距，将结果与计算得到的作业端中心点与待作业电线的间距进行比较，若相同则进行步骤S3，若不同，则重新进行步骤S2。

进一步的，步骤S3具体包括：

通过角度调节台二调节激光测距仪二的位置，使得激光测距仪二测得与待作业电线的间距，并获得激光测距仪二测得有效距离时激光测距仪二与水平面的夹角度数，再加上步骤S2所得到的激光测距仪三与待作业电线的间距可计算出作业端与待作业电线在水平方向上的夹角；

基于该夹角数值完成作业端的位置调节，使得待作业电线位于作业机器人工作端的中心点所在的平面上。

进一步的，步骤S3具体还包括：通过激光测距仪二和激光测距仪三分别测得其与待作业电线的距离，得到二者分别与待作业电线的距离以及激光测距仪二与激光测距仪三之间的距离，可计算得到作业端与待作业电线在同一平面内的夹角度数；

基于该夹角度数调节作业端的位置，使得作业端与待作业电线平行。

进一步的，通过激光测距仪三测得其与待作业电线的距离；

基于该距离驱使作业机器人移动，使得待作业电线位于作业端的工作区域内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明基于多个测量单元来实现对待作业电线的精准定位，并通过控制器来调节作业端的位置，使得待作业电线处于作业端的工作区域内，另外，能够实时获取作业端工作区域内的图像信息，便于人机交互操作以及对作业具体内容的监控。

附图说明

图1为本发明的测量单元的布局图；

图2为本发明的步骤S2的计算原理图；

图3为本发明的步骤S3的计算原理图；

图4为本发明的步骤S4的计算原理图。

附图标记说明：

1、测量单元一；2、测量单元二；3、激光测距仪三；4、待测电线。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种配网带电作业机器人及其作业方法，其中作业机器人包括机器人作业平台和作业端，作业端设置于机器人作业平台上；作业端用于测量与电线的距离与夹角；机器人作业平台包括有能够使得作业端转动的旋转平台；机器人作业平台上还设置有万向调平机构，万向调平机构可采用市面上的UVW对位平台-4560；万向调平机构用于调整作业端的倾斜角度，万向调平机构设置于旋转平台上，作业端设置于旋转平台上。

其中，作业端作业端包括主体，主体上设有测量单元一1、测量单元二2和激光测距仪三3，三者呈直角三角形布置；测量单元一1和测量单元二2分别布置在所述基体竖直和宽度方向的两侧，激光测距仪三3位于主体中心；

测量单元一1包括激光测距仪一和可转动的角度调节台一，激光测距仪一固定连接在所述角度调节台一上，所述角度调节台一转动以改变所述激光测距仪一与水平面的夹角；

测量单元二2包括激光测距仪二和角度调节台二，角度调节台二转动连接在主体上，激光测距仪二固定连接在角度调节台二上；角度调节台二转动以改变激光测距仪二与水平面的夹角；同时主体上还是设有控制器和摄像头，控制器可以控制上述所有装置的启停，摄像头可以将图像传送至人机交互端，方便远程操作。

在上述的配网带电作业机器人的基础上，本发明实施例提供的一种配网带电作业机器人作业方法，包括如下步骤：

S1、将作业端输送至待作业电线处；

具体为：通过绝缘斗臂车将作业端输送至待作业电线的旁侧；

S2、测量作业端与待作业电线的高度差，基于所得到的高度差，调整作业的高度，使得待作业电线与作业端齐平；

具体为：

基于测量单元一1测量作业端与待作业电线的高度差；

具体测量方法如下：

通过角度调节台一驱动激光测距仪一转动，直至激光测距仪一测得有效距离n1，得到激光测距仪一与水平面的夹角角度∠m1以及激光测距仪一与待作业电线上的距离x1；

通过三角函数公式得到该激光测距仪一与电线的高度差y1，再减去该激光测距仪一与作业端中心点的高度差，得到作业端的中心与待作业电线的高度差；

控制器基于该高度差数值通过控制升降单元调节作业端的高度以使得作业端的中心与待作业电线齐平；

通过设置于作业端中心点处的激光测距仪三3测量与待作业电线的间距n3(激光测距仪一和激光测距仪三3的测量点位于待作业电线的同一位置点)，将结果与计算得到的作业端中心点与待作业电线的间距进行比较，若相同则进行步骤S3，若不同，则重新进行步骤S2；

S3、测量作业端与待作业电线的角度，基于所得到的角度，调整作业端的位置，使得作业端与待作业电线在同一平面平行；

具体为：

基于测量单元二2测量作业端与待作业电线的角度；

如图3所示，通过角度调节台二调节激光测距仪二的位置，使得激光测距仪二测得与待作业电线的间距(此处指的是直线距离)n2，并获得激光测距仪二测得有效距离时激光测距仪二与水平面的夹角度数∠m2，再加上步骤S2所得到的激光测距仪三3与待作业电线的间距n3可计算出作业端与待作业电线在水平方向上的夹角∠m3；

具体的，基于三角函数的公式，在n2的长度、∠m2的角度已知的情况下，可计算得出y4的长度，从而可进一步求得x2的长度，在x2-n3、y2(激光测距仪三3与激光测距仪二的间距为恒定数值)已知的情况下，可求得y3的长度，在y3和y4已知的情况下，便可得到∠m3的度数；

控制器基于该夹角数值(∠m3的度数)通过控制位置调节单元完成作业端的位置调节，使得待作业电线位于作业机器人工作端的中心点所在的平面上；

通过激光测距仪二和激光测距仪三3分别测得其与待作业电线的距离，得到二者分别与待作业电线的距离(n5、n4)以及激光测距仪二与激光测距仪三3之间的距离y2，可计算得到作业端与待作业电线在同一平面内的夹角度数∠m4；

即，通过三角函数公式，在n5-n4、y2已知的情况下，可得到∠m4的度数；

控制器基于该夹角度数(∠m4的度数)调节作业端的位置，使得作业端与待作业电线平行；

S4、测量作业端与待作业电线的距离，基于所得到的距离，调节作业机器人的位置，以使得待作业电线位于操作端的工作区域内；

通过激光测距仪三3测得其与待作业电线的距离；

控制器基于该距离驱使作业机器人移动，使得待作业电线位于作业端的工作区域内；

S5、通过相机获取操作端的工作区域内的图像信息，并将图像信息发送至人机交互端，通过人机交互端控制作业端进行作业。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。