CN111463637A - 配网带电搭接引线作业流程方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人及电力工程技术领域，公开了一种配网带电搭接引线作业流程方法，其主要步骤为：1、将机器人平台移动到位并固定好引线；2、机械臂从运输位姿移动到激光雷达扫描位姿；3、激光雷达开始扫描，获取三维环境点云数据；4、人工确认自主选择行线作业点，机械臂拾取剥线工具到达作业点并完成剥线，人工确认后回收剥线工具；5、机器人自主识别引流线位置，机械臂控制接线工具完成穿接引线并锁定，机械臂拾取接线工具到达作业点并完成接线，人工确认后回收接线工具。本发明作业流程简单易懂，操作人员易学易操作，避免了停电带来的负面影响以及经济损失，提高了供电可靠性。

Description

配网带电搭接引线作业流程方法

技术领域

本发明涉及机器人及电力工程技术领域，尤其是一种配网带电搭接引线作业流程方法。

背景技术

目前电力工程检修操作在进行搭接引线作业时通常使用停电搭接方式，这种方式造成企业或居民用电带来了麻烦与困难，一定程度上影响供电企业的经济效益和社会效益。而当前的配网带电搭接引流线作业流程方法主要依赖于人工介入操作为主，对作业技术和装备水平要求较高，特别是受到作业场地影响导致作业平台无法施展而不能进行相应作业，同时对带电作业人员造成更大的心理压力、劳动强度和作业危险。

随着我国科学技术的不断进步，机器人等高新科技产业不断兴起，并且还广泛应用到许多领域。其中，高压带电作业中就在广泛使用机器人来辅助完成相关的带电作业工作。但由于高压带电作业的环境比较复杂，作业过程步骤比较繁多，危险系数高，给相关的工作人员的工作带来难度，同时也给带电作业机器人一个非常好的发展机会，也间接表明了带电作业机器人发展的前景以及具备的经济效益。

传统的配网带电搭接引流线多数采用绝缘手套直接作业方法虽然有较高的作业效率，但对作业技术水平要求较高。利用机器人代替人进行带电作业，不仅保证了工作人员的人身安全，而且大大降低了劳动强度，提高劳动效率和作业的规范性，还可以做到全天候带电作业，带电作业机器人作为新一代智能化的带电作业工具必将得到越来越广泛的应用，在未来的带电作业工作中发挥重要作用。

中国专利申请号201611129645.0公开了一种带电作业机器人支接引线搭接方法，该方案使用三只机械臂遥操作或自主式协同作业的机器人，对引线进行搭接或拆除，该作业过程的操作步骤繁琐，在狭小空间中容易相互干扰，易造成电线短路或发生碰撞而使机械臂损坏，容易导致作业事故的发生。

中国专利申请号为201810227749.8，名称为“一种带电作业机器人接引线方法”,其采用将副机械臂夹持引线，主机械臂从工具箱中取出线夹，主机械臂将线夹通过线夹一端的线槽挂在导线上，副机械臂将引线穿过线夹另一端线槽，主机械臂末端的气动扳手将线夹上的螺母对准并拧紧螺母，从而实现机器人接引线作业。虽然这种方法可以实现不断电情况下搭接引线，但双目识别导线受环境光线以及背景影响因素较大，识别率低下，定位精度低下，工作效率不高。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题而提供一种操作步骤简单、不需要太多人工干预、工作人员的作业技术水平不需要求太高、导线识别率高、定位精度高且工作效率高的配网带电搭接引线作业流程方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案。

一种配网带电搭接引线作业流程方法，该方法中所使用的配网带电作业机器人包括绝缘斗臂车、机器人平台和移动终端；机器人平台包括机器人底座以及安装在机器人底座上的机械臂、激光雷达、剥线工具、接线工具和工控机，机器人底座安装在绝缘斗臂车的斗臂上；绝缘斗臂车用于将机器人平台运输到作业现场并将机器人平台移动至工作位；移动终端发送指令到工控机并控制机械臂、激光雷达、剥线工具和接线工具进行工作；。

该方法包括以下步骤。

1）作业前准备，控制斗臂将机器人平台移动到导线下方，并将引线固定好以方便机器人穿接引线。

2）移动终端发送指令到工控机对机械臂运动规划，控制机械臂从运输位姿移动到激光雷达扫描位姿，腾出激光雷达扫描空间，防止机械臂阻挡扫描视野。

3）工控机控制激光雷达开始扫描，采集作业场景三维环境点云数据发送给工控机，对作业场景三维点云数据进行处理后，通过网络将三维环境点云数据传送到移动终端显示。

4）工控机对机械臂进行运动规划，控制机械臂拾取剥线工具到达作业初步预置位。

5）机器人自主计算选择行线的作业点并通过网络发送到移动终端显示，作业人员通过移动终端进行人工确认或调整作业点，发送指令到工控机上，工控机对机械臂进行运动规划，控制剥线工具到达作业点。

6）工控机对剥线工具进行动作控制完成剥线作业，完成剥线作业后通过网络发送剥线作业完成信号到移动终端，提醒作业人员确认完成剥线作业。

7）工控机对机械臂进行运动规划，控制机械臂回收剥线工具。

8）工控机对机械臂进行运动规划，控制机械臂拾取接线工具到达作业初步预置位。

9）机器人自主计算识别引流线穿接作业点并通过网络发送到移动终端显示，作业人员通过移动终端进行人工确认或调整穿接作业点，发送指令到工控机上，工控机对机械臂进行运动规划，机械臂控制接线工具完成穿接引线，并锁定引线在接线夹上。

10）工控机对机械臂进行运动规划，机械臂控制接线工具携带引线，到达行线的作业点。

11）工控机对接线工具进行动作控制完成接线作业，完成接线作业后通过网络发送接线作业完成信号到移动终端，提醒作业人员确认完成接线作业。

12）工控机对机械臂进行运动规划，控制接线工具回收残留件，并控制接线工具自主安装接线夹，为下一次接线作业做好准备工作。

13）工控机对机械臂进行运动规划，控制机械臂回收接线工具。

本发明的有益效果是：本发明提出了一种配网带电搭接引线作业流程方法，基于激光雷达采集环境点云数据和一个或多个终端进行显示三维点云数据并控制机械臂取换剥线和接线工具完成剥线和接线工作，以代替人工在不断电的情况下，解决在导线上的搭接支接引线上的安全问题。作业流程简单易懂，操作人员易学易操作，培训成本低。在不断电情况下通过带电作业机器人的机械臂在导线上搭接引线，避免了停电带来的负面影响以及经济损失，提高了供电可靠性。

附图说明

图1为本发明中配网带电作业机器人的示意图。

图2为本发明配网带电搭接引线作业流程方法的流程图。

图中，1为绝缘斗臂车，2为机器人平台，3为移动终端，21为机械臂，22为激光雷达，23为剥线工具，24为接线工具，25为机器人底座，26为工控机，27为接线夹。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1所示，本发明中涉及的配网带电作业机器人（以下简称机器人）包括绝缘斗臂车1、机器人平台2和移动终端3。机器人平台2包括机器人底座25以及安装在机器人底座25上的机械臂21、激光雷达22、剥线工具23、接线工具24、工控机26和接线夹27，其中工控机26安装在机器人底座25里面，接线夹27使用支架安装在机器人底座25上，机器人底座25安装在绝缘斗臂车1的斗臂上；绝缘斗臂车1用于将机器人平台2运输到作业现场并将机器人平台2移动至工作位；移动终端3发送指令到工控机并控制机械臂21、激光雷达22、剥线工具23和接线工具24进行工作，其中移动终端3和工控机采用无线网络进行数据交互。

如图2所示，本发明的一种配网带电搭接引线作业流程方法，主要包括如下步骤。

1、作业前准备。

绝缘斗臂车1可供操作人员驾驶，从而将机器人平台2运输到作业现场。绝缘斗臂车1上装有支撑腿，支撑腿可以展开，从而将绝缘斗臂车1与地面稳固支撑。作业人员对作业周边环境进行观察，选择合适作业区域；开启机器人电源，检查机器人各设备器件以及网络工作是否正常，在接线工具24上安装好接线夹27；控制斗臂将机器人平台2移动到导线下方，由作业人员使用设备杆或用可安装拆卸固定支架将引线固定好以方便机器人穿接引线。

2、作业过程。

1）移动终端3发送指令到工控机26对机械臂21运动规划，控制机械臂21从运输位姿移动到激光雷达22扫描位姿，腾出激光雷达22扫描空间，防止机械臂21阻挡扫描视野。

2）工控机26控制激光雷达22开始扫描，采集作业场景三维环境点云数据发送给工控机26，对作业场景三维点云数据进行处理后；通过网络将三维环境点云数据传送到移动终端3显示。

3）工控机26对机械臂21进行运动规划，控制机械臂21拾取剥线工具23到达作业初步预置位。

4）机器人自主计算选择行线的作业点并通过网络发送到移动终端3显示，作业人员通过移动终端3进行人工确认或调整作业点，发送指令到工控机26上，工控机26对机械臂21进行运动规划，控制剥线工具23到达作业点。

5）工控机26对剥线工具23进行动作控制完成剥线作业；完成剥线作业后通过网络发送剥线作业完成信号到移动终端3，提醒作业人员确认完成剥线作业。

6）工控机26对机械臂21进行运动规划，控制机械臂21回收剥线工具23。

7）工控机26对机械臂21进行运动规划，控制机械臂21拾取接线工具24到达作业初步预置位。

8）机器人自主计算识别引流线穿接作业点并通过网络发送到移动终端3显示，作业人员通过移动终端3进行人工确认或调整穿接作业点，发送指令到工控机26上，工控机26对机械臂21进行运动规划，机械臂21控制接线工具24完成穿接引线，并锁定引线在接线工具24上的接线夹上。

9）工控机26对机械臂21进行运动规划，机械臂21控制接线工具24携带引线，到达行线的作业点。

10）工控机26对接线工具24进行动作控制完成接线作业；完成接线作业后通过网络发送接线作业完成信号到移动终端3，提醒作业人员确认完成接线作业。

11）工控机26对机械臂21进行运动规划，控制接线工具24回收残留件，并由机械臂21控制接线工具24自主安装接线夹27，为下一次接线作业做好准备工作。

12）工控机26对机械臂21进行运动规划，控制机械臂21回收接线工具24。

本发明是利用激光雷达对环境进行实时扫描，物体形状特征更为明显，解决了识别准确率，作业目标位置定位低下等问题；采用了单个机械臂自主完成取换工具搭接引线作业，解决了在不断电情况下通过带电作业机器人的机械臂在导线上搭接引线，避免了停电带来的负面影响，提高供电可靠性；解决了绝缘手套作业法给作业人员作业危险，保证了工作人员的人身安全，而且大大降低了劳动强度，提高劳动效率和作业的规范性。

综上所述，本发明的内容并不局限在上述的实施例中，本领域的技术人员可以在本发明的技术指导思想之内提出其他的实施例，但这些实施例都包括在本发明的范围之内。

Claims (1)

1.一种配网带电搭接引线作业流程方法，其特征在于，该方法中所使用的配网带电作业机器人包括绝缘斗臂车、机器人平台和移动终端；机器人平台包括机器人底座以及安装在机器人底座上的机械臂、激光雷达、剥线工具、接线工具和工控机，机器人底座安装在绝缘斗臂车的斗臂上；绝缘斗臂车用于将机器人平台运输到作业现场并将机器人平台移动至工作位；移动终端发送指令到工控机并控制机械臂、激光雷达、剥线工具和接线工具进行工作；

该方法包括以下步骤：

1）作业前准备

控制斗臂将机器人平台移动到导线下方，并将引线固定好以方便机器人穿接引线；

2）移动终端发送指令到工控机对机械臂运动规划，控制机械臂从运输位姿移动到激光雷达扫描位姿，腾出激光雷达扫描空间，防止机械臂阻挡扫描视野；

3）工控机控制激光雷达开始扫描，采集作业场景三维环境点云数据发送给工控机，对作业场景三维点云数据进行处理后，通过网络将三维环境点云数据传送到移动终端显示；

4）工控机对机械臂进行运动规划，控制机械臂拾取剥线工具到达作业初步预置位；

5）机器人自主计算选择行线的作业点并通过网络发送到移动终端显示，作业人员通过移动终端进行人工确认或调整作业点，发送指令到工控机上，工控机对机械臂进行运动规划，控制剥线工具到达作业点；

6）工控机对剥线工具进行动作控制完成剥线作业，完成剥线作业后通过网络发送剥线作业完成信号到移动终端，提醒作业人员确认完成剥线作业；

7）工控机对机械臂进行运动规划，控制机械臂回收剥线工具；

8）工控机对机械臂进行运动规划，控制机械臂拾取接线工具到达作业初步预置位；

9）机器人自主计算识别引流线穿接作业点并通过网络发送到移动终端显示，作业人员通过移动终端进行人工确认或调整穿接作业点，发送指令到工控机上，工控机对机械臂进行运动规划，机械臂控制接线工具完成穿接引线，并锁定引线在接线夹上；

10）工控机对机械臂进行运动规划，机械臂控制接线工具携带引线，到达行线的作业点；

11）工控机对接线工具进行动作控制完成接线作业，完成接线作业后通过网络发送接线作业完成信号到移动终端，提醒作业人员确认完成接线作业；

12）工控机对机械臂进行运动规划，控制接线工具回收残留件，并控制接线工具自主安装接线夹，为下一次接线作业做好准备工作；

13）工控机对机械臂进行运动规划，控制机械臂回收接线工具。

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