CN111805506B - 一种电力巡检机器人及软体腰部平台的平衡控制方法 - Google Patents

Abstract

一种电力巡检机器人及软体腰部平台的平衡控制方法，其中电力巡检机器人包括机箱、悬挂运动机构、机械臂、软体腰部平台和控制器；软体腰部平台中的软体驱动组包括第一搁板、第二搁板和多个软体驱动器，多个软体驱动器的一端连接在第一搁板上，且另一端连接在第二搁板上；第一搁板上未连接有软体驱动器的一面固定在机箱上，第二搁板上未连接有软体驱动器的一面装配机械臂；控制器设于机箱的内部，与软体腰部平台中的软体驱动组进行管道连接；控制器用于通过流体介质驱动软体驱动组中至少一个软体驱动器做伸缩运动，以调整第二搁板的空间姿态。本申请借助软体腰部平台为机械臂提供一定的主动防抖能力，提高机械臂在带电作业中的稳定性。

Description

一种电力巡检机器人及软体腰部平台的平衡控制方法

技术领域

本发明涉及电力巡检技术领域，具体涉及一种电力巡检机器人及软体腰部平台的平衡控制方法。

背景技术

当前，在高压输电线路带电巡检作业的场景中，普遍使用电力巡检机器人代替人工巡检作业，具有安全、高效的应用优势。电力巡检机器人通常包括机器人本体、悬挂运动机构、机械臂，其中悬挂运动机构通过滑动轮吊装在输电线缆上，将线缆作为行进的轨道，牵引机器人本体移动并具备一定跨越障碍的能力；多关节机械臂安装在机器人本体上，通过配合特定功能的末端执行器对线缆进行检测、维修、障碍物清理等带电作业。

现有用于输电线路带电巡检作业的机器人在应用场景受到自身重量的限制，需要在装备各个功能模块的同时尽可能地减轻自重。重量制约了通常由金属结构构成的多关节机械臂的尺寸，机械臂的工作空间也由此受到限制。为了顺利、高效地完成巡检作业任务，带电巡检作业工况需要机器人搭载的机械臂具有尽可能大的工作空间和灵活度，同时机器人还需要面对外界环境扰动(比如风力)造成的线缆、机身摆动。如果线缆、机身摆动的话，会导致机械臂和末端执行器在作业时无法准确、稳定地工作，甚至可能会让机械臂与线缆等***作物件之间发生碰撞。

当前，电力巡检机器人的机械臂的灵活度和可操作空间十分有限，无法应对各种输电塔(直线塔、耐张塔等)，各种电力回路(单回路、同塔双回、多回路塔杆)，各种导线部件(绝缘子串、防震锤、间隔棒)所构成的潜在的综合应用需求。此外，电力巡检机器人工作时处于野外具有扰动的环境中，现有机器人的机械臂无法有效应对环境扰动导致的机械臂动作和位姿不稳定的情形，将影响机械臂带电作业的效率，严重时损害带电作业的安全性。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是如何克服现有电力巡检机器人中机械臂灵活性、稳定性较差的问题。为解决上述技术问题，本申请提供一种电力巡检机器人及软体腰部平台的平衡控制方法。

根据第一方面，一种实施例中提供一种电力巡检机器人，包括机箱和装配于机箱上的悬挂运动机构、机械臂，其特征在于，还包括软体腰部平台和控制器；所述软体腰部平台包括软体驱动组，所述软体驱动组包括第一搁板、第二搁板和多个软体驱动器，所述多个软体驱动器的一端连接在所述第一搁板上，且另一端连接在所述第二搁板上；所述第一搁板上未连接有软体驱动器的一面固定在所述机箱上，所述第二搁板上未连接有软体驱动器的一面装配所述机械臂；所述控制器设于所述机箱的内部，与所述软体腰部平台中的软体驱动组进行管道连接；所述控制器用于通过流体介质驱动所述软体驱动组中至少一个软体驱动器做伸缩运动，以调整所述第二搁板的空间姿态。

对于所述软体驱动组，其中的每个软体驱动器具有可折叠的壳体，所述壳体的内部形成有容纳流体介质的空腔，所述壳体连接至所述第一搁板的一端设有连通空腔的流体管道；所述软体驱动组中的若干个软体驱动器形成驱动单元，所述驱动单元中每个软体驱动器的流体管道用于连接流体的介质源，该软体驱动器的壳体用于在流体管道注入流体时进行线性伸长，在流体管道吸出流体时进行线性缩短；所述软体驱动组中的其余软体驱动器形成感知单元，所述感知单元中每个软体驱动器的流体管道用于各自封闭，该软体驱动器的壳体用于感知所述第一搁板和/或所述第二搁板的空间姿态变化而自适应进行伸缩。

所述驱动单元中的各软体驱动器和所述感知单元中的各软体驱动器并列设置在所述第一搁板和所述第二搁板之间，且在所述第一搁板上构成相对位置的均匀分布。

所述软体腰部平台具有多个所述软体驱动组，多个所述软体驱动组依次串联且形成上下的分层结构；位于下层的软体驱动组的第二搁板和位于上层的软体驱动组的第一搁板固定连接，进行固定连接后的第二搁板和第一搁板形成所述软体腰部平台的中间夹板；位于最下层的软体驱动组的第一搁板形成所述软体腰部平台的底板，位于最上层的软体驱动组的第二搁板形成所述软体腰部平台的顶板；所述底板固定在所述机箱的表面，所述机械臂装配在所述顶板上。

所述控制器包括流体泵、多个电磁阀门、多个压力传感器、运动传感器、状态感知电路和中央处理器；对于每个所述软体驱动组中的驱动单元，连通该驱动单元中各软体驱动器的流体管道分别与所述多个电磁阀门的输出端一一对应连接，所述多个电磁阀门的输入端与所述流体泵连接；所述流体泵用于连通至流体的介质源且泵入或泵出流体；对于每个所述软体驱动组中的感知单元，连通该感知单元中各软体驱动器的流体管道分别形成封闭状态；每层所在软体驱动组中各软体驱动器的流体管道与所述多个压力传感器一一配合设置，所述多个压力传感器用于分别检测所在流体管道内的流体压力；所述运动传感器用于检测所述机箱的运动惯性；所述状态感知电路与所述运动传感器、所述多个压力传感器信号连接，用于将所述运动传感器检测到的运动惯性和所述多个压力传感器检测到的流体压力转换为所述中央处理器可感知的状态信息；所述流体泵、所述多个电磁阀门、所述状态感知电路均与所述中央处理器信号连接，所述中央处理器用于根据所述状态感知电路转换的状态信息控制所述流体泵和所述多个电磁阀门动作，通过驱动注入或吸出流体调节每层所在软体驱动组中归属驱动单元内的各软体驱动器到达各自伸缩所需的流体压力。

所述的电力巡检机器人还包括监控器，所述监控器包括摄像头和云台，所述摄像头连接在云台的一端，用于摄取所述机械臂的作业图像；所述云台的另一端固定在所述机箱的表面，用于减弱所述机箱在摆动时中传递到所述摄像头的抖动。

所述控制器还包括通信电路，所述通信电路、所述摄像头与所述中央处理器信号连接；所述通信电路用于将所述摄像头摄取的作业图像传输至用户终端，以及接收用户终端向所述中央处理器发送的针对所述软体腰部平台的控制信号。

根据第二方面，一种实施例中提供一种软体腰部平台的平衡控制方法，所述软体腰部平台为实施例一中涉及的多个所述软体驱动组形成的分层结构，所述平衡控制方法包括以下步骤：获取运动惯性的状态信息和流体压力的状态信息；根据运动惯性的状态信息计算得到在稳定所述软体腰部平台的顶板的空间姿态时，每层所在软体驱动组中驱动单元内的各软体驱动器各自的目标位移量；

根据每层所在软体驱动组中归属驱动单元内的各软体驱动器各自的目标位移量，计算得到该驱动单元内的各软体驱动器各自伸缩所需的流体压力；向所述流体泵和所述多个电磁阀门分别发送调节指令，根据所述调节指令和流体压力的状态信息驱动注入或吸出流体调节每一层所在软体驱动组中归属驱动单元内的各软体驱动器达到各自伸缩所需的流体压力；各层中的驱动单元和感知单元用于联合提供与运动惯性相反的运动量，以运动补偿的方式平衡所述顶板的空间姿态。

所述运动惯性包括所述机箱的摆动方向、摆动位移和摆动角度：若判断所述机箱上下摆动，则发送调节指令控制所述多个电磁阀门和所述流体泵动作，并向每一层中归属驱动单元内的各软体驱动器分别注入或吸出流体，由各层中的驱动单元和感知单元联合提供与上下摆动相反的位移量以平衡所述顶板的空间姿态；若判断所述机箱左右摆动，则发送调节指令控制所述多个电磁阀门和所述流体泵动作，并向每一层中归属驱动单元内且左右分布的至少两个软体驱动器分别注入或吸出流体，由各层中的驱动单元和感知单元联合提供与左右摆动相反的角度量以平衡所述顶板的空间姿态；若判断所述机箱前后摆动，则发送调节指令控制所述多个电磁阀门和所述流体泵动作，并每一层中归属驱动单元内且前后分布的至少两个软体驱动器分别注入或吸出流体，由各层中的驱动单元和感知单元联合提供与前后摆动相反的角度量以平衡所述动板的空间姿态。

根据第三方面，一种实施例中提供一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括程序，所述程序能够被处理器执行以实现第二方面中所述的平衡控制方法。

本申请的有益效果是：

依据上述实施例的一种电力巡检机器人及软体腰部平台的平衡控制方法，其中电力巡检机器人包括机箱和装配于机箱上的悬挂运动机构、机械臂，还包括软体腰部平台和控制器；软体腰部平台包括软体驱动组，软体驱动组包括第一搁板、第二搁板和多个软体驱动器，多个软体驱动器的一端连接在第一搁板上，且另一端连接在第二搁板上；第一搁板上未连接有软体驱动器的一面固定在机箱上，第二搁板上未连接有软体驱动器的一面装配机械臂；控制器设于机箱的内部，与软体腰部平台中的软体驱动组进行管道连接；控制器用于通过流体介质驱动软体驱动组中至少一个软体驱动器做伸缩运动，以调整所述第二搁板的空间姿态。第一方面，由于采用软体腰部平台作为机械臂在机箱上的装配支撑结构，可以借助软体腰部平台为机械臂提供一定的主动防抖能力，提高机械臂在电力线缆带电作业过程中的稳定性；第二方面，由于软体腰部平台中的软体驱动组仅包括第一搁板、第二搁板和多个软体驱动器，不涉及伺服电机等云台组件，因此不需要进行额外的电磁防护，具有自重小、结构简单、维护容易的优势；第三方面，由于软体驱动组中的各软体驱动器被分为驱动单元和感知单元，使得驱动单元在调节平台姿态变化的同时，感知单元能够实时检测和反馈平台姿态的变化量，使得驱动调节过程更加准确和高效；第四方面，由于控制器包括流体泵、多个电磁阀门、多个压力传感器、运动传感器、状态感知电路和中央处理器，使得中央处理器可以根据状态感知电路转换的状态信息控制流体泵和多个电磁阀门动作，通过驱动注入或吸出流体调节每层所在软体驱动组中归属驱动单元内的各软体驱动器到达各自伸缩所需的流体压力，从而方便驱动流体介质来调节软体腰部平台的空间位姿；第五方面，由于将针对软体腰部平台的控制器包括的各电子元器件整合在了电力巡检机器人的机箱内部，使得机箱内部的功能器件得以有效配合，并且仅在机箱内部对所有功能器件进行电磁防护即可，利于加强机器人整体的电磁防护性能；第六方面，由于软体腰部平台具有多个软体驱动组且形成上下的分层结构，使得软体腰部平台不仅可以输出上下、左右、前后多个维度的运动量，还可以扩展各维度运动量的执行范围，使得软体腰部平台为其上装配的机械臂提供全方位、大范围的防抖性能，主动抵消环境干扰传递到机械臂的抖动，实现机械臂空间位姿增稳的作用；第七方面，请求保护的电力巡检机器人可以在满足自重要求的前提下，增加机械臂的工作空间和灵活度，能够在具有环境扰动的情况下通过主动防抖来增加机械臂的作业稳定性；第八方面，本申请的电力巡检机器人具有结构简单、重量较小、主动防抖等优势，可以有效满足高空带电作业场景下对机械臂对灵活度、操作空间和稳定性的要求；第九方面，本申请针对软体腰部平台的平衡控制方法根据运动惯性的状态信息和流体压力的状态信息，灵活驱动流体介质调节每一层所在软体驱动组中归属驱动单元内的各软体驱动器达到各自伸缩所需的流体压力，从而容易使得各层中的驱动单元和感知单元联合提供与运动惯性相反的运动量，用运动补偿的方式平衡软体腰部平台中顶板的空间姿态，进一步增强机械臂作业过程的灵活度和稳定性，具有较高的应用价值。

附图说明

图1为实施例一中电力巡检机器人的立体结构图；

图2为实施例一中软体腰部平台的立体结构图；

图3为实施例一中软体驱动组和控制器的连接示意图；

图4为实施例一中软体驱动组的正视剖面结构图；

图5为实施例一中软体驱动组的俯视剖面结构图；

图6为实施例一中控制器的结构示意图；

图7为实施例二中电力巡检机器人的立体结构图；

图8为实施例二中软体腰部平台的立体结构图；

图9为实施例二中多层软体驱动组的正视剖面结构图；

图10为实施例二中监控器的立体结构图；

图11为实施例二中软体夹爪的立体结构图；

图12为实施例二中控制器的结构示意图；

图13为实施例二中机械臂随软体腰部平台进行左右位移的状态示意图；

图14为实施例二中机械臂随软体腰部平台进行前后位移的状态示意图；

图15为实施例二中软体腰部平台的平衡控制方法的流程图；

图16为实施例三中软体腰部平台的位移变化的控制原理图；

图17为实施例三中软体腰部平台的联合输出力的控制原理图；

图18为实施例三中多层软体驱动组构成的软体腰部平台进行上下位移的示意图；

图19为实施例三中多层软体驱动组构成的软体腰部平台进行左右位移的示意图；

图20为实施例三中多层软体驱动组构成的软体腰部平台进行前后位移的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

实施例一、

请参考图1-3，本申请公开一种电力巡检机器人，包括机箱11和装配于机箱11上的悬挂运动机构12、机械臂13，以及包括软体腰部平台14和控制器15，下面分别说明。

机箱11可以是箱体结构，内部具有收纳电路板等组件的空间，为保证机箱11的结构稳定性和内部组件的防护性能，可以采用金属材质构建机箱。

悬挂运动机构12固定在机箱11上，可以在机箱11的两侧表面分别设置一组配合悬挂于电缆线上的滚盘，使得每组滚盘悬挂于一条电缆线上。每组的滚盘具有抓型结构，既可以沿着高空的电缆线行进，还可以借助抓型结构跨越电缆线上的障碍物，从而牵引机箱11随之移动。需要说明的是，悬挂运动机构12沿电缆线行进的动力可以来自于电机的驱动，也可以来自于用户对手绳的拉扯。

机械臂13固定在机箱11的表面，优选地固定在机箱向前行进的一端。机械臂13可以为多关节活动的机械装备，末端设置有诸如电工钳、电焊、触电笔等末端执行器，通过配合使用该些具有特定功能的末端执行器对电缆线进行检测、维修、清理障碍物等带电作业。此外，在机箱11上可以设置两个甚至更多个机械臂13，该些机械臂13配合进行带电作业，或者分别实现不同的作业功能。

参见图2和图3，软体腰部平台14包括软体驱动组Z1，该软体驱动组Z1包括第一搁板141、第二搁板142和多个软体驱动器143，这里的多个软体驱动器143的一端连接在第一搁板141上，且另一端连接在第二搁板142上。此外，第一搁板141上未连接有软体驱动器的一面固定在机箱11上，优选地固定在机箱11的前端。此外，第二搁板142上未连接有软体驱动器的一面装配机械臂13，优选地装配两个机械臂13以相互进行带电作业的配合，两个机械臂13还能适应左右力量的平衡。

参见图3，控制器15设于机箱11的内部，与软体腰部平台14中的软体驱动组Z1进行管道连接。控制器15用于通过流体介质驱动软体驱动组Z1中至少一个软体驱动器143做伸缩运动，以调整第二搁板142的空间姿态。需要说明的是，这里驱动用的流体介质可以是气体介质(如空气、氮气等)，也可以是液体介质(如水、机油等)。

参见图4和图5，对于软体驱动组Z1，其中的每个软体驱动器(比如附图标记A)具有可折叠的壳体a1，壳体a1的内部形成有容纳流体介质的空腔a2，壳体a1连接至第一搁板141的一端设有连通空腔的流体管道a3。

需要说明的是，软体驱动组Z1中的若干个软体驱动器(比如附图标记A、C、E、G)形成驱动单元，该驱动单元中每个软体驱动器的流体管道用于连接流体的介质源，该软体驱动器的壳体用于在流体管道注入流体时进行线性伸长，在流体管道吸出流体时进行线性缩短。软体驱动组Z1中的其余软体驱动器(比如附图标记B、D、F)形成感知单元，该感知单元中每个软体驱动器的流体管道用于各自封闭，该软体驱动器的壳体用于感知第一搁板141和/或第二搁板142的空间姿态变化而自适应进行伸缩。驱动单元中的各软体驱动器主要用于在流体介质的驱动下进行伸缩动作，感知单元中的各软体驱动器主要用于感知自身的伸缩状态并为驱动单元提供控制参考量。

在一个具体实施例中，参见图2和图5，在软体腰部平台14的软体驱动组Z1中，可以在第一搁板141上均匀分布设置7个软体驱动器，各软体驱动器A、B、C、D、E、F、G均具有一样的折叠结构，只有驱动单元中的各软体驱动器A、C、E、G可以流体注入或者吸出时进行伸缩，而感知单元B、D、F受到来自第一搁板141和/或第二搁板142的压力或拉力进行自适应伸缩。其中，每个软体驱动器的壳体可以被设计成波纹管型，目的是能够进行折叠并改变形体长度即可。注入空腔内的流体可以是气体或者液体，这里不做严格限制；如果采用气体作为驱动介质，那么软体驱动器将是气动型的驱动器，如果采用液体作为驱动介质，那么软体驱动器将是液压型的驱动器。在本实施中，为满足便捷、安全的驱动要求，优选地采用气体(比如空气)作为驱动介质。

在本实施中，参见图2至图5，驱动单元中的各软体驱动器(比如附图标记A、C、E、G)和感知单元中的各软体驱动器(比如附图标记B、D、F)并列设置在第一搁板141和第二搁板142之间，且在第一搁板141上构成相对位置的均匀分布。比如，软体驱动器G设置在第一搁板141的中央位置，软体驱动器A、B、C、D、E、F环绕且均匀分布设置在软体驱动器G的周围。优选地，驱动单元中的软体驱动器和感知单元中的各软体驱动器交叉分布在第一搁板141上，如此可以达到更好的驱动和感知效果。

在本实施例中，参见图6，控制器15包括流体泵151、多个电磁阀门152、多个压力传感器153、运动传感器154、状态感知电路155和中央处理器156。下面分别说明。

参见图4、图5和图6，对于软体驱动组Z1中的驱动单元，连通该驱动单元中各软体驱动器(比如附图标记A、C、E、G)的流体管道分别与多个电磁阀门152的输出端一一对应连接，多个电磁阀门152的输入端与流体泵151连接。这里的流体泵151主要用于连通至流体的介质源且泵入或泵出流体，可以理解，流体泵151就是流体的驱动泵机，对于气体类流体而言，流体泵151可以认为是充气泵和真空泵的一体化设备，实现充气和抽气的双重作用。对于液体类流体而言，流体泵151可以是常见的液体输送泵，实现双向的转换输送作用。

参见图4、图5和图6，对于软体驱动组Z1中的感知单元，连通该感知单元中各软体驱动器(比如附图标记B、D、F)的流体管道分别形成封闭状态。

软体驱动组Z1中各软体驱动器(比如附图标记A、B、C、D、E、F、G)的流体管道与多个压力传感器153一一配合设置，多个压力传感器用于分别检测所在流体管道内的流体压力。可以理解，每个压力传感器153设于对应的流体管道内时，可以保证传感器的测压元件和信号处理元件均位于机箱11的内部，减少来自机箱11外部环境的电磁干扰；如果采用气体作为驱动介质，则压力传感器153是常用的气压传感器，如果采用液体作为驱动介质，则压力传感器153是常用的液压传感器。

运动传感器154设在机箱11的内部，用于检测机箱11的运动惯性。可以理解，运动传感器154可以是诸如三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴电子罗盘等姿态传感器，可以用来感知三维运动姿态，输出角度、加速度等三维且共计六个方向的惯性值，通过换算容易计算得到机箱11受环境扰动时的摆动方向、摆动角度和位移量。

状态感知电路155与运动传感器154、多个压力传感器153信号连接，用于将运动传感器154检测到的运动惯性和多个压力传感器153检测到的流体压力转换为中央处理器156可感知的状态信息。可以理解，状态感知电路155相当于模数转换、数值换算处理、通信转换的复合电路，可以向中央处理器156发送符合通信协议的数据，以便中央处理器156直接可以得到运动惯性的状态信息和流体压力的状态信息。

参见图6，流体泵151、多个电磁阀门152、状态感知电路155均与中央处理器156信号连接，中央处理器156用于根据状态感知电路155转换的状态信息控制流体泵151和多个电磁阀门152动作，通过驱动注入或吸出流体调节软体驱动组Z1中归属驱动单元内的各软体驱动器到达各自伸缩所需的流体压力。

需要说明的是，针对于驱动单元内的任意一个软体驱动器，该软体驱动器的形变长度和内部的流体压力构成正相关的关系。如果需要该软体驱动器伸长到目标位移量，则中央处理器156控制流体泵151和对应的电磁阀门152启动并向该软体驱动器注入流体，达到与目标位移量相匹配的流体压力即可；如果需要该软体驱动器缩短到目标位移量，则中央处理器156控制流体泵151和对应的电磁阀门152启动并从该软体驱动器吸出流体，达到与目标位移量相匹配的流体压力即可。驱动单元中的一个或多个软体驱动器发生伸缩量改变时，将改变所连接的第一搁板141和/或第二搁板142的空间位姿。

需要说明的是，针对于感知单元内的任意一个软体驱动器，该软体驱动器的形变长度和内部的流体压力同样构成正相关的关系。如果该软体驱动器受到来自第一搁板141和/或第二搁板142压力时，内部流体压力将增大，则中央处理器156获得该软体驱动器的流体管道内装配的压力传感器所检测到的流体压力状态信息，处理并分析获得第一搁板141或第二搁板142挤压该软体驱动器时的位姿变化状态。如果该软体驱动器受到来自第一搁板141和/或第二搁板142拉力时，内部流体压力将减小，则中央处理器156获得该软体驱动器的流体管道内装配的压力传感器所检测到的流体压力状态信息，分析获得第一搁板141或第二搁板142拉伸该软体驱动器的位姿变化状态。

进一步地，参见图6，控制器15还包括通信电路157，该通信电路157与中央处理器156信号连接。通信电路157用于将软体腰部平台14的位姿信息传输至用户终端U1，以及接收用户终端U1向中央处理器156发送的针对软体腰部平台的控制信号。

需要说明的是，用户终端U1可以是电脑、手机、平板、遥控器等终端设备，可以通过基站或者无线收发器与控制器15中的通信电路157进行无线通信。用户可以使用用户终端U1查看软体腰部平台14的姿态信息，还可以操作用户终端U1发送控制信号，以便远程对软体腰部平台14进行位移控制，将机械臂13移动至用户关注的作业区域。

本领域的技术人员可以理解，采用上述实施例中公开的控制装置可以达到以下的技术优势：(1)采用软体腰部平台作为机械臂在机箱上的装配支撑结构，可以借助软体腰部平台为机械臂提供一定的主动防抖能力，提高机械臂在电力线缆带电作业过程中的稳定性；(2)软体腰部平台中的软体驱动组仅包括第一搁板、第二搁板和多个软体驱动器，不涉及伺服电机等云台组件，因此不需要进行额外的电磁防护，具有自重小、结构简单、维护容易的优势；(3)软体驱动组中的各软体驱动器被分为驱动单元和感知单元，使得驱动单元在调节平台姿态变化的同时，感知单元能够实时检测和反馈平台姿态的变化量，使得驱动调节过程更加准确和高效。

实施例二、

请参考图7，在实施例一中公开的电力巡检机器人的基础上，本申请公开一种改进的电力巡检机器人，改进的电力巡检机器人不仅包括机箱11和装配于机箱11上的悬挂运动机构12、机械臂13，以及包括具有多个软体驱动组的软体腰部平台14′和控制器15。设置具有多个软体驱动组的软体腰部平台14′的目的是提高软体腰部平台14′的位移空间和灵活度。

在本实施例中，软体腰部平台14′中的多个软体驱动组依次串联且形成上下的分层结构，比如图8中的软体驱动组Z1、Z2就构成了软体驱动组Z1在上且软体驱动组Z2在下的分层结构。

需要说明的是，参见图8，位于下层的软体驱动组Z2的第二搁板142′和位于上层的软体驱动组Z1的第一搁板141固定连接，进行固定连接后的第二搁板142′和第一搁板141形成软体腰部平台14′的中间夹板；位于最下层的软体驱动组Z2的第一搁板141′形成软体腰部平台14′的底板，位于最上层的软体驱动组Z1的第二搁板′形成软体腰部平台14′的顶板。此外，软体腰部平台14′的底板固定在机箱11的表面，机械臂13装配在软体腰部平台14′顶板上。

在本实施例中，依次串联的多个软体驱动组均可以具有相同的组成部件，均包括第一搁板、第二搁板和多个软体驱动器，每层所在的多个软体驱动器又分为驱动单元和感知单元。例如图8，软体驱动组Z1包括第一搁板141、第二搁板142和多个软体驱动器143，多个软体驱动器143的均匀分布状态可以参考图5，其中四个软体驱动器组成驱动单元，三个软体驱动器组成感知单元；软体驱动组Z2包括第一搁板141′、第二搁板142′和多个软体驱动器143′，多个软体驱动器143′的均匀分布状态同样可以参考图5，其中四个软体驱动器组成驱动单元，三个软体驱动器组成感知单元；此外，图8中软体驱动组Z1中的各软体驱动器和软体驱动组Z2中的各软体驱动器可以保持空间上的一一对应关系，比如软体驱动组Z1中的软体驱动器A和软体驱动组Z2中的软体驱动器A′处于同一个轴线上。

参见图8和图9，软体驱动组Z1和软体驱动组Z2各自驱动单元内的每个软体驱动器的流体管道用于连接流体的介质源，比如软体驱动器A的流体管道a3和软体驱动器A′的流体管道a3′均用于连接流体的介质源，那么每个软体驱动器的壳体用于在流体管道注入流体时进行线性伸长，在流体管道吸出流体时进行线性缩短。

参见图8和图9，软体驱动组Z1和软体驱动组Z2各自感知单元内的每个软体驱动器的流体管道用于各自封闭，那么每个软体驱动器的壳体用于感知第一搁板141′(即底板)和/或第二搁板142(即顶板)的空间姿态变化而自适应进行伸缩。

进一步地，参见图7和图10，电力巡检机器人还包括监控器16，该监控器16包括云台161和装配在云台161上的摄像头162，其中摄像头162用于拍摄机械臂13的作业区域，云台161用于稳定的摄像头162的空间位姿，避免发生摄像抖动的情形。优选地，监控器的云台161采用图10中示意的软体云台，通过四个波纹管型的软体驱动器来调节自身六个方向上的三维位移量(比如上下、左右、前后的位移量)，其中软体云台中每个软体驱动器的结构和伸缩实现方式可以具体参考软体驱动平台14′中软体驱动组Z1内的驱动单元，这里不再进行详细说明。

进一步地，参见图7和图11，电力巡检机器人的机械臂13的末端关节处还可以设置软体夹爪17，该软体夹爪17可以为图11中的结构，其中附图标记171、172、173、174、175均为波纹管型的软体驱动器，附图标记176为夹爪手指。各软体驱动器需要流体介质进行驱动且调节自身进行伸缩，从而带动夹爪手指176向加持方向运动或者向释放方向运动，以加持物体或者释放被加持的物体。

在本实施例中，参见图12，控制器15设置在电力巡检机器人的机箱11内，可以包括流体泵151、多个电磁阀门152、多个压力传感器153、运动传感器154、状态感知电路155和中央处理器156，分别说明如下。

参见图8、图9和图12，对于软体驱动组Z1、Z2中各自的驱动单元，连通驱动单元中各软体驱动器的流体管道分别与多个电磁阀门152的输出端一一对应连接，多个电磁阀门152的输入端与流体泵151连接。对于软体驱动组Z1、Z2中各自的感知单元，连通感知单元中各软体驱动器的流体管道分别形成封闭状态。

软体驱动组Z1中的各软体驱动器和软体驱动组Z2中的各软体驱动器的流体管道与多个压力传感器153一一配合设置，多个压力传感器用于分别检测所在流体管道内的流体压力。

运动传感器154设在机箱11的内部，用于检测机箱11的运动惯性。

状态感知电路155与运动传感器154、多个压力传感器153信号连接，用于将运动传感器154检测到的运动惯性和多个压力传感器153检测到的流体压力转换为中央处理器156可感知的状态信息。

参见图12，流体泵151、多个电磁阀门152、状态感知电路155均与中央处理器156信号连接，中央处理器156用于根据状态感知电路155转换的状态信息控制流体泵151和多个电磁阀门152动作，通过驱动注入或吸出流体调节每层所在软体驱动组中归属驱动单元内的各软体驱动器到达各自伸缩所需的流体压力。可以理解，各层中的驱动单元和感知单元用于联合提供与运动惯性相反的运动量，以运动补偿的方式平衡顶板的空间姿态。

参见图7和图13，在电力巡检机器人的机箱11进行左右摆动的过程中，中央处理器156可以通过驱动注入或吸出流体调节软体腰部平台14′的左右位移动作，使得每层所在软体驱动组中归属驱动单元内左右设置的软体驱动器执行伸缩动作，实现软体腰部平台14′的左右位移要求，通过提供与运动惯性相反的运动量来平衡其上装配的机械臂13的空间位姿。

参见图7和图14，在电力巡检机器人的机箱11进行前后摆动的过程中，中央处理器156可以通过驱动注入或吸出流体调节软体腰部平台14′的前后位移动作，使得每层所在软体驱动组中归属驱动单元内前后设置的软体驱动器执行伸缩动作，实现软体腰部平台14′的前后位移要求，通过提供与运动惯性相反的运动量来平衡其上装配的机械臂13的空间位姿。

进一步地，监控器的云台161还与另外设置的多个电磁阀门152进行管道连接，由流体泵151为云台161中的各软体驱动器提供注入或吸出流体的能力，并且由另外设置的多个压力传感器153分别检测云台161中各软体驱动器的流体管道内的流体压力。那么中央处理器156可以根据检测到的运动惯性和流体压力控制流体泵151和相关的电磁阀门152动作，通过驱动注入或吸出流体调节云台161中的多个软体驱动器各自产生稳定摄像头162的伸缩动作，达到稳定摄像头162以避免抖动的情况发生。此外，摄像头162与中央处理器156进行信号连接，向中央处理器156传输摄取的作业图像。

进一步地，机械臂的软体夹爪17也可以与又设置的多个电磁阀门152进行管道连接，由流体泵151为软体夹爪17中的各软体驱动器提供注入或吸出流体的能力，并且由又设置的多个压力传感器153分别检测软体夹爪17中各软体驱动器的流体管道内的流体压力。那么中央处理器156可以根据检测到的运动惯性和流体压力控制流体泵151和相关的电磁阀门152动作，通过驱动注入或吸出流体调节软体夹爪17的夹爪手指176向加持方向或者释放方向运动。

进一步地，参见图12，控制器15还包括通信电路157，该通信电路157与中央处理器156信号连接。通信电路157用于将摄像头162摄取的作业图像传输至用户终端U1，以及接收用户终端U1向中央处理器156发送的针对软体腰部平台14′(或者监控器的云台161、机械臂的软体夹爪17)的控制信号。

本领域的技术人员可以理解，采用上述实施例中公开的控制装置可以达到以下的技术优势：(1)控制器包括流体泵、多个电磁阀门、多个压力传感器、运动传感器、状态感知电路和中央处理器，使得中央处理器可以根据状态感知电路转换的状态信息控制流体泵和多个电磁阀门动作，通过驱动注入或吸出流体调节每层所在软体驱动组中归属驱动单元内的各软体驱动器到达各自伸缩所需的流体压力，从而方便驱动流体介质来调节软体腰部平台的空间位姿；(2)将针对软体腰部平台的控制器包括的各电子元器件整合在了电力巡检机器人的机箱内部，使得机箱内部的功能器件得以有效配合，并且仅在机箱内部对所有功能器件进行电磁防护即可，利于加强机器人整体的电磁防护性能；(3)软体腰部平台具有多个软体驱动组且形成上下的分层结构，使得软体腰部平台不仅可以输出上下、左右、前后多个维度的运动量，还可以扩展各维度运动量的执行范围，使得软体腰部平台为其上装配的机械臂提供全方位、大范围的防抖性能，主动抵消环境干扰传递到机械臂的抖动，实现机械臂空间位姿增稳的作用；(4)请求保护的电力巡检机器人可以在满足自重要求的前提下，增加机械臂的工作空间和灵活度，能够在具有环境扰动的情况下通过主动防抖来增加机械臂的作业稳定性；(5)本申请的电力巡检机器人具有结构简单、重量较小、主动防抖等优势，可以有效满足高空带电作业场景下对机械臂对灵活度、操作空间和稳定性的要求。

实施例三、

请参考图15，在实施例二中提供的电力巡检机器人的基础上，本实施例公开一种用于软体腰部平台的平衡控制方法，这里的软体腰部平台为实施例二中多个软体驱动组构建的软体腰部平台14′，且该软体腰部平台14′具有多层软体驱动组的分层结构。

在本实施例中，请求保护的平衡控制方法包括步骤S210-S240，下面分别说明。

步骤S210，获取运动惯性的状态信息和流体压力的状态信息。

参见图12，由于状态感知电路155从多个压力传感器153分别获得流体压力，从运动传感器154获得运动惯性，那么中央处理器156在与状态感知电路155通信的过程中方便获取运动惯性的状态信息和流体压力的状态信息。

步骤S220，根据运动惯性的状态信息计算得到在稳定软体腰部平台的顶板的空间姿态时，每层所在软体驱动组中驱动单元内的各软体驱动器各自的目标位移量。

可以理解，运动惯性的状态信息表示的是电力巡检机器人的摆动状态量，比如三维方向(上下、前后、左右)的摆动角度。参见图7和图8，在电力巡检机器人受环境扰动进行不定向摆动的过程中，要维持软体腰部平台14′中顶板142的空间姿态稳定性，就需要软体驱动组Z1、Z2各层中驱动单元内的各软体驱动器的形变长度进行及时调整。如果电力巡检机器人向左摆动20度，可以调节软体驱动组Z1、Z2分别右侧分开10度；例如，对于软体驱动组Z1中驱动单元内的各软体驱动器，具体可见图5中的软体驱动器A、C、E、G，左侧设置的软体驱动器E需要缩短且右侧设置的软体驱动器C需要伸长；同样，软体驱动组Z2中驱动单元内左侧设置的软体驱动器也需要缩短，且右侧设置的软体驱动器也需要伸长；如此使得软体驱动组Z1、Z2分别产生右侧分开的10度角度，从而使得整个软体腰部平台14′产生右侧分开的20度角度，从而维持顶板142的空间姿态稳定性。

可以理解，多层结构的软体腰部平台14′可以自由调节每层的软体驱动组，从而组合产生较大范围的伸缩距离。如果单层软体驱动组在最大伸缩距离下产生20度的侧边分开角度，那么双层的软体驱动组就可以共同产生40度的侧边分开角度，如此可以大大增加顶板142的空间姿态调节范围。当然，如果单层软体驱动组已经可以满足消除机械臂13抖动的调节要求，那么可以使用单层结构的软体腰部平台。

步骤S230，根据每层所在软体驱动组中归属驱动单元内的各软体驱动器各自的目标位移量，计算得到该驱动单元内的各软体驱动器各自伸缩所需的流体压力。

可以理解，参见图7、图8和图12，为了满足顶板142相对于底板141′产生右侧分开20度的要求，需要每层所在软体驱动组中归属驱动单元内的左侧分布的软体驱动器(比如图5中的附图标记E)缩短，右侧分布的软体驱动器(比如图5中的附图标记C)伸长，若左、右侧软体驱动器达到各自的目标位移量分别为10mm、20mm，此时需要中央处理器156计算出左侧软体驱动器缩短至10mm对应的流体压力和右侧软体驱动器伸长至20mm对应的流体压力。

步骤S240，向流体泵和多个电磁阀门分别发送调节指令，根据调节指令和流体压力的状态信息驱动注入或吸出流体调节每一层所在软体驱动组中归属驱动单元内的各软体驱动器达到各自伸缩所需的流体压力。可以理解，各层中的驱动单元和感知单元用于联合提供与运动惯性相反的运动量，以运动补偿的方式平衡顶板的空间姿态。

可以理解，参见图7、图8和图12，在中央处理器156计算出每层驱动单元内左侧软体驱动器缩短至10mm对应的流体压力和右侧软体驱动器伸长至20mm对应的流体压力的情况下，中央处理器156通过控制信号驱动吸出左侧软体驱动器内的流体以达到缩短至10mm所需的流体压力，驱动注入右侧软体驱动器内的流体以达到伸长至20mm所需的流体压力。

在本实施例中，关于中央处理器156的计算过程可以用以下的数学关系式进行说明。

参见图7和图8，对于软体腰部平台14′中的软体驱动组Z1、Z2，可以用(d1,d2,d3,d4)表示单个软体驱动组中的驱动单元，d1至d4分别表示驱动单元中的各软体驱动器，其在流体介质驱动下输出伸缩形变，从而推动顶板或中间夹板运动；用(a,b,c)表示单个软体驱动组中的感知单元，a至c分别表示感知单元中的各软体驱动器，其具有内部封闭结构，在顶板或中间夹板运动时被动形变。可以将单个软体驱动组中第二搁板相对第一搁板的运动物理量分为上下运动的位移z，前后运动的角度α和左右运动的角度β，那么每个软体驱动组的第二搁板的位移物理量表示为

假设软体驱动器只沿轴向方向有形变，可设感知单元(a,b,c)中三个软体驱动器的目标位移量分别为l_a、l_b、l_c，则每层软体驱动组的目标位移量统一表示为

此时，可以建立x与l之间的函数关系

x＝f(L)。

若认为感知单元内每个软体驱动器的封闭空腔里的流体介质为理想流体(如理想气体)，则可以通过出厂设置等方式预设单个流体驱动器的形变位移和内部流体压力之间的关系

l＝g(p)；

其中，l表示形变位移，p表示流体压力，g表示转换函数且出厂完成设置。

那么，单层所在软体驱动组的位移物理量进一步表示为

x＝f(g(p_a),g(p_b),g(p_c))。

参见图16，在中央处理器156计算得到单层所在软体驱动组的目标位移量X_objective之后，与感知单元中各软体驱动器对应的测量位移量X_{sealed_measured}进行比对后输入至气压控制模型，结合气压控制模型L＝f^-1(X)、P＝g^-1(L)计算得到P_{driver_objective}，与驱动单元中各软体驱动器对应的流体压力P_{driver_measured}进行比对，比对后控制流体泵和多个电磁阀门的启动/关闭，从而改变流体注入或吸出过程中驱动单元内每个软体驱动器所需要达到的流体压力；利用感知单元中各软体驱动器对应的流体压力P_{sealed_measured}，并结合实际位移量模型L＝g(P)、X＝f(L)可以计算得到X_real。那么，通过比较X_objective和X_real可以对单层所在的软体驱动组的位移进行微调。其中，感知单元中各软体驱动器对应的测量位移量X_{sealed_measured}可以由针对感知单元中各软体驱动器对应的流体压力P_{sealed_measured}结合位移控制模型x＝f(g(P_{_seal}))计算得到。

需要说明的是，参见图7和图8，软体腰部平台14′的整***移量可以通过整合各个单层软体驱动组的位移量来得到。那么，就容易实现各层中的驱动单元和感知单元联合提供与电力巡检机器人的机箱运动惯性相反的运动量，以运动补偿的方式平衡顶板的空间姿态。

本领域的技术人员可以理解，在利用各层中的驱动单元和感知单元联合提供与运动惯性相反的运动量的过程中，每层软体驱动组的输出力一定要得到精确控制，这样才能精确控制每层软体驱动组的实际位移量。那么，软体腰部平台14′中各层软体驱动组的联合输出力计算过程可以通过以下数学公式进行说明。

假设软体腰部平台14′能够产生三个维度的力，且表示为

对于单层软体驱动组中驱动单元产生的力F₁，可以认为其来自两部分，即驱动单元内各软体驱动器自身形变产生的弹性形变力，和内腔的流体压力与外界大气压产生的内外压差，具体表示为

F₁＝F_k+F_p。

对于弹性形变力F_k，可以通过测量力与位移来测量单个驱动单元自身的刚度，进而建立形变与力之间的关系，表示为

F_k＝h(Δl)；

其中，Δl＝l-l₀，l为驱动单元的当前长度，l₀为驱动单元的初始长度。对于密封的感知单元，存在关系l_a＝g(p_a)、l_b＝g(p_b)、l_c＝g(p_c)。对于驱动单元中各软体驱动器的位移量l_i，可以通过平面的几何关系计算，且由l_a、l_b、l_c进行表示

l_i＝map_li(l_a,l_b,l_c)；

其中，i＝1、2、3、4，分别对应驱动单元中的各软体驱动器d1、d2、d3、d4。

对于内外压差力F_p，可以用压力表示为

F_p＝j(p)；

其中，函数j通过测量驱动单元所受到的压力与内部气压值可以建立。

通过力的合成可以建立整个软体腰部平台14′产生的联合力，且表示为

F＝map_F(F_a,F_b,F_c,F_d1,F_d2,F_d3,F_d4)；

结合位移感知得到的结果，整个平台输出的力可以通过驱动单元和感知单元内部测量的流体压力值表示

F＝G(p_a,p_b,p_c,p_d1,p_d2,p_d3,p_d4)；

其中，单个软体驱动组中各软体驱动器对应的流体压力统一表示为

驱动单元内各软体驱动器对应的流体压力表示为

参见图17，在中央处理器156计算得到单层所在软体驱动组的目标输出力F_objective之后，与软体驱动组中各软体驱动器对应的测量输出力F_measured进行比对后输入至气压控制模型，结合气压控制模型P＝G^-1(F)计算得到P_{driver_objective}，与驱动单元中各软体驱动器对应的流体压力P_{driver_measured}进行比对，比对后控制流体泵和多个电磁阀门的启动/关闭，从而改变流体注入或吸出过程中驱动单元内每个软体驱动器所需要达到的流体压力；利用软体驱动组中各软体驱动器对应的流体压力P_{sealed_measured}，并结合实际输出力模型F＝G(P)可以计算得到F_real。那么，通过比较F_objective和F_real可以对单层所在的软体驱动组的输出力进行微调。其中，软体驱动组中各软体驱动器对应的测量输出力F_measured可以由针对软体驱动组中各软体驱动器对应的流体压力P_measured结合输出力控制模型F＝G(P)计算得到。

在本实施例中，参见图7、图8和图12，由运动传感器154测量到的运动惯性可以包括机箱11受到环境扰动的摆动方向、摆动位移和摆动角度。那么，下面将结合机箱11的不同摆动状态说明中央控制器156对软体腰部平台14′的控制过程。

情况一，参见图12和图18，若中央处理器156通过运动惯性的状态信息判断机箱11带动软体腰部平台14′的底板141′上下摆动，则发送调节指令控制多个电磁阀门152和流体泵151动作，并向每层软体驱动组中驱动单元内的各软体驱动器(比如软体驱动器A、C、E、G)分别注入或吸出流体，由驱动单元内的各软体驱动器和感知单元内的软体驱动器联合提供与上下摆动相反的位移量以稳定顶板142的空间姿态。

情况二，参见图12和图19，若中央处理器156通过运动惯性的状态信息判断机箱11带动软体腰部平台14′的定板进行左右摆动，则发送调节指令控制多个电磁阀门152和流体泵151动作，并向每层软体驱动组中驱动单元内的左右分布的软体驱动器(比如左侧的软体驱动器C，右侧的软体驱动器E)分别注入或吸出流体，由驱动单元内左右分布的软体驱动器和感知单元内的各软体驱动器联合提供与左右摆动相反的角度量以稳定顶板142的空间姿态。

情况三，参见图12和图20，若中央处理器156通过运动惯性的状态信息判断机箱11带动软体腰部平台14′的底板141′进行前后摆动，则发送调节指令控制多个电磁阀门152和流体泵151动作，并向每层软体驱动组中驱动单元内前后分布的软体驱动器(比如前侧的软体驱动器A，后侧的软体驱动器C、E)分别注入或吸出流体，由驱动单元内前后分布的软体驱动器和感知单元内的各软体驱动器联合提供与前后摆动相反的角度量以稳定顶板142的空间姿态。

本领域的技术人员可以理解，采用上述实施例二中的控制装置时可以达到以下应用优势：本申请针对软体腰部平台的平衡控制方法根据运动惯性的状态信息和流体压力的状态信息，灵活驱动流体介质调节每一层所在软体驱动组中归属驱动单元内的各软体驱动器达到各自伸缩所需的流体压力，从而容易使得各层中的驱动单元和感知单元联合提供与运动惯性相反的运动量，用运动补偿的方式平衡软体腰部平台中顶板的空间姿态，进一步增强机械臂作业过程的灵活度和稳定性，具有较高的应用价值。

本领域技术人员可以理解，上述实施方式中各种方法的全部或部分功能可以通过硬件的方式实现，也可以通过计算机程序的方式实现。当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机存储器、磁盘、光盘、硬盘等，通过计算机执行该程序以实现上述功能。例如，将程序存储在设备的存储器中，当通过处理器执行存储器中程序，即可实现上述全部或部分功能。另外，当上述实施方式中全部或部分功能通过计算机程序的方式实现时，该程序也可以存储在服务器、另一计算机、磁盘、光盘、闪存盘或移动硬盘等存储介质中，通过下载或复制保存到本地设备的存储器中，或对本地设备的***进行版本更新，当通过处理器执行存储器中的程序时，即可实现上述实施方式中全部或部分功能。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (8)

1.一种电力巡检机器人，包括机箱和装配于机箱上的悬挂运动机构、机械臂，其特征在于，还包括软体腰部平台和控制器；

所述软体腰部平台包括软体驱动组，所述软体驱动组包括第一搁板、第二搁板和多个软体驱动器，所述多个软体驱动器的一端连接在所述第一搁板上，且另一端连接在所述第二搁板上；

所述第一搁板上未连接有软体驱动器的一面固定在所述机箱上，所述第二搁板上未连接有软体驱动器的一面装配所述机械臂；

所述控制器设于所述机箱的内部，与所述软体腰部平台中的软体驱动组进行管道连接；所述控制器用于通过流体介质驱动所述软体驱动组中至少一个软体驱动器做伸缩运动，以调整所述第二搁板的空间姿态；

对于所述软体驱动组，其中的每个软体驱动器具有可折叠的壳体，所述壳体的内部形成有容纳流体介质的空腔，所述壳体连接至所述第一搁板的一端设有连通空腔的流体管道；

所述软体驱动组中的若干个软体驱动器形成驱动单元，所述驱动单元中每个软体驱动器的流体管道用于连接流体的介质源，该软体驱动器的壳体用于在流体管道注入流体时进行线性伸长，在流体管道吸出流体时进行线性缩短；

所述软体驱动组中的其余软体驱动器形成感知单元，所述感知单元中每个软体驱动器的流体管道用于各自封闭，该软体驱动器的壳体用于感知所述第一搁板和/或所述第二搁板的空间姿态变化而自适应进行伸缩；

所述控制器包括流体泵、多个电磁阀门、多个压力传感器、运动传感器、状态感知电路和中央处理器；

对于所述软体驱动组中的驱动单元，连通该驱动单元中各软体驱动器的流体管道分别与所述多个电磁阀门的输出端一一对应连接，所述多个电磁阀门的输入端与所述流体泵连接；所述流体泵用于连通至流体的介质源且泵入或泵出流体；

对于所述软体驱动组中的感知单元，连通该感知单元中各软体驱动器的流体管道分别形成封闭状态；

所在软体驱动组中各软体驱动器的流体管道与所述多个压力传感器一一配合设置，所述多个压力传感器用于分别检测所在流体管道内的流体压力；

所述运动传感器用于检测所述机箱的运动惯性；

所述状态感知电路与所述运动传感器、所述多个压力传感器信号连接，用于将所述运动传感器检测到的运动惯性和所述多个压力传感器检测到的流体压力转换为所述中央处理器可感知的状态信息；

所述流体泵、所述多个电磁阀门、所述状态感知电路均与所述中央处理器信号连接，所述中央处理器用于根据所述状态感知电路转换的状态信息控制所述流体泵和所述多个电磁阀门动作，通过驱动注入或吸出流体调节每层所在软体驱动组中归属驱动单元内的各软体驱动器到达各自伸缩所需的流体压力。

2.如权利要求1所述的电力巡检机器人，其特征在于，所述驱动单元中的各软体驱动器和所述感知单元中的各软体驱动器并列设置在所述第一搁板和所述第二搁板之间，且在所述第一搁板上构成相对位置的均匀分布。

3.如权利要求2所述的电力巡检机器人，其特征在于，所述软体腰部平台具有多个所述软体驱动组，多个所述软体驱动组依次串联且形成上下的分层结构；

位于下层的软体驱动组的第二搁板和位于上层的软体驱动组的第一搁板固定连接，进行固定连接后的第二搁板和第一搁板形成所述软体腰部平台的中间夹板；位于最下层的软体驱动组的第一搁板形成所述软体腰部平台的底板，位于最上层的软体驱动组的第二搁板形成所述软体腰部平台的顶板；

所述底板固定在所述机箱的表面，所述机械臂装配在所述顶板上。

4.如权利要求3所述的电力巡检机器人，其特征在于，还包括监控器，所述监控器包括摄像头和云台，所述摄像头连接在云台的一端，用于摄取所述机械臂的作业图像；所述云台的另一端固定在所述机箱的表面，用于减弱所述机箱在摆动时中传递到所述摄像头的抖动。

5.如权利要求4所述的电力巡检机器人，其特征在于，所述控制器还包括通信电路，所述通信电路、所述摄像头与所述中央处理器信号连接；所述通信电路用于将所述摄像头摄取的作业图像传输至用户终端，以及接收用户终端向所述中央处理器发送的针对所述软体腰部平台的控制信号。

6.一种软体腰部平台的平衡控制方法，所述软体腰部平台为权利要求3中涉及的多个所述软体驱动组形成的分层结构，其特征在于，所述平衡控制方法包括以下步骤：

获取运动惯性的状态信息和流体压力的状态信息；

根据运动惯性的状态信息计算得到在稳定所述软体腰部平台的顶板的空间姿态时，每层所在软体驱动组中驱动单元内的各软体驱动器各自的目标位移量；

根据每层所在软体驱动组中归属驱动单元内的各软体驱动器各自的目标位移量，计算得到该驱动单元内的各软体驱动器各自伸缩所需的流体压力；

向所述流体泵和所述多个电磁阀门分别发送调节指令，根据所述调节指令和流体压力的状态信息 驱动注入或吸出流体调节每一层所在软体驱动组中归属驱动单元内的各软体驱动器达到各自伸缩所需的流体压力；各层中的驱动单元和感知单元用于联合提供与运动惯性相反的运动量，以运动补偿的方式平衡所述顶板的空间姿态。

7.如权利要求6所述的平衡控制方法，其特征在于，所述运动惯性包括所述机箱的摆动方向、摆动位移和摆动角度：

若判断所述机箱上下摆动，则发送调节指令控制所述多个电磁阀门和所述流体泵动作，并向每一层中归属驱动单元内的各软体驱动器分别注入或吸出流体，由各层中的驱动单元和感知单元联合提供与上下摆动相反的位移量以平衡所述顶板的空间姿态；

若判断所述机箱左右摆动，则发送调节指令控制所述多个电磁阀门和所述流体泵动作，并向每一层中归属驱动单元内且左右分布的至少两个软体驱动器分别注入或吸出流体，由各层中的驱动单元和感知单元联合提供与左右摆动相反的角度量以平衡所述顶板的空间姿态；

若判断所述机箱前后摆动，则发送调节指令控制所述多个电磁阀门和所述流体泵动作，并每一层中归属驱动单元内且前后分布的至少两个软体驱动器分别注入或吸出流体，由各层中的驱动单元和感知单元联合提供与前后摆动相反的角度量以平衡所述顶板的空间姿态。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述介质上存储有程序，所述程序能够被处理器执行以实现如权利要求6-7中任一项所述的平衡控制方法。

Images