系列化配网带电作业机器人通用化平台及设计方法技术

本发明专利技术提出系列化配网带电作业机器人通用化平台，包括平台主体；当双臂机器人作业时，平台主体表面上通过基座安装一对机械臂，平台主体的一侧安装一对工具架，工具架之间安装线夹平台，线夹平台上固定安装线夹盒，线夹平台与平台主体接触的地方安装云台摄像头，平台主体的底面固定安装竖直转台，远离线夹平台的平台主体一侧固定安装水平转台；当单臂机器人作业时，平台主体表面上通过基座安装一机械臂，平台主体的一侧安装工具架，远离基座的平台主体一侧固定安装线夹平台，线夹平台上固定安装线夹盒；并提供了该平台的设计方法；本发明专利技术通用化平台具备装配精度一致性，只需通过更换机械臂即可在保证机器人作业精度，完成不同类型机器人的切换。机器人的切换。机器人的切换。

【技术实现步骤摘要】
系列化配网带电作业机器人通用化平台及设计方法


[0001]本专利技术涉及带电作业装置
，特别是涉及系列化配网带电作业机器人通用化平台及设计方法。

技术介绍

[0002]配网线路复杂，配网带电作业涉及广、工况多，一种机器人一般很难完成多项带电作业项目，且同一作业项目中同款机器人也很难完成多种作业类型线路的带电作业。例如双臂全自主带电作业机器人可以完成带电搭接引流线和断线作业，在带电搭接引流线作业中，只可完成配网单回中的顺线路或平行T线路；单臂机器人作业范围较广，可以完成带电搭接引流线、断引流线和加装接地环等作业项目，也可进行部分双回线路带电搭接引流线作业。除配网常见的带电搭接引流线作业，还有部分作业环境较复杂或者作业难度较大的作业项目，这类作业项目日常数量较少，但危险性高，需要人工辅助双臂机器人来完成作业。虽然配网带电作业机器人推动了配网不停电作业技术的进度，但是同时配备多种类型机器人，则会带来购置、维护、人员等成本的成倍增加，同时也造成机器人冗余，很难体现配网带电作业机器人带来的经济效益。
[0003]因此，有必要研究只需通过更换机械臂的方法即可在保证机器人作业精度的同时完成不同类型机器人的切换的系列化配网带电作业机器人通用化平台及设计方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于设计只需通过更换机械臂的方法即可在保证机器人作业精度的同时完成不同类型机器人的切换的系列化配网带电作业机器人通用化平台及设计方法。
[0005]系列化配网带电作业机器人通用化平台，其特征在于，包括平台主体；
[0006]当需要双臂机器人作业时，所述平台主体表面上通过基座安装一对机械臂，所述平台主体的一侧安装一对工具架，一对所述工具架之间安装线夹平台，线夹平台上固定安装线夹盒，所述线夹平台与所述平台主体接触的地方安装云台摄像头，所述平台主体的底面固定安装竖直转台，远离所述线夹平台的平台主体一侧固定安装水平转台；
[0007]当需要单臂机器人作业时，所述平台主体表面上通过基座安装一机械臂，所述平台主体的一侧安装三个工具架，远离所述基座的平台主体一侧固定安装线夹平台，线夹平台上固定安装线夹盒，安装工具架的一侧的平台主体表面固定安装云台摄像头，远离所述云台摄像头的一侧的平台主体表面固定安装水平转台。
[0008]系列化配网带电作业机器人通用化平台设计方法，包括如下步骤：
[0009](1)配网带电作业机器人通用化平台数学模型仿真
[0010]建立通用化平台的机械臂关节坐标以及机器人正逆运动学模型，在Matlab环境下利用RoboticsToolbox对机器人正逆运动学进行仿真，验证机器人通用化平台设计的正确性，从而实现机器人路径规划、动力学分析、基于力反馈机器人动态控制以及机器人结构的动态设计；
[0011](2)配网带电作业机器人运动学仿真
[0012]通过基于通用化平台数学模型的求解与仿真，得到了机器人末端的运动轨迹及各关节的运动轨迹，得出了机器人末端的位姿及各关节变量的解的结构，针对三种机器人的作业环境和作业对象，反复迭代设计模型，验证机器人结构设计的合理性，最终达到最优设计方案；
[0013](3)配网带电作业机器人装配精度一致性测试
[0014]为保证通用化平台的精度一致性，首先在参与运动和识别的部件连接处增加了定位台和定位销孔，然后才装配完成后对通用化平台进行精度一致性评估，保证装配精度在
±
0.5mm范围内，并满足机器人作业要求。
[0015]进一步的，利用高精度测量臂对装配好机器人通用化平台进行测量和评价的方法为：
[0016]高精度测量臂置于测量台上，对通用化平台的机械臂基座面进行测量，确定机械臂基座平台的中心点，将该点设置为零点，再对通用化平台的工具架和雷达转台面进行测量，最终得到工具架中心和雷达转台面中心与机械臂基座面中心的相对坐标。
[0017]本专利技术的优点和积极效果是：
[0018]本专利技术通过设计系列化配网带电作业机器人通用化平台，可以兼容单臂人机协同机器人、双臂全自主作业机器人和双臂人机协同机器人，该通用化平台具备装配精度一致性，只需通过更换机械臂的方法即可在保证机器人作业精度的同时完成不同类型机器人的切换。
附图说明
[0019]图1是本专利技术实施例提供的系列化配网带电作业机器人通用化平台的结构示意图；
[0020]图2是本专利技术实施例提供的配电机器人机械臂起始状态；
[0021]图3是本专利技术实施例提供的机器人运动学仿真人机界面；
[0022]图4是本专利技术实施例提供的运动学正解模型；
[0023]图5是本专利技术实施例提供的通用化平台及精度一致性校验；
[0024]图6是本专利技术实施例提供的不同机器人1#工具架装配误差图；
[0025]图7是本专利技术实施例提供的2#机器人工具架装配误差图；
[0026]图8是本专利技术实施例提供的不同机器人激光雷达转台装配误差；
具体实施方式
[0027]为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。
[0029]本实施例提供的系列化配网带电作业机器人通用化平台，包括平台主体；
[0030]当需要双臂机器人作业时，所述平台主体表面上通过基座安装一对机械臂，所述平台主体的一侧安装一对工具架，一对所述工具架之间安装线夹平台，线夹平台上固定安装线夹盒，所述线夹平台与所述平台主体接触的地方安装云台摄像头，所述平台主体的底面固定安装竖直转台，远离所述线夹平台的平台主体一侧固定安装水平转台；
[0031]当需要单臂机器人作业时，所述平台主体表面上通过基座安装一机械臂，所述平台主体的一侧安装三个工具架，远离所述基座的平台主体一侧固定安装线夹平台，线夹平台上固定安装线夹盒，安装工具架的一侧的平台主体表面固定安装云台摄像头，远离所述云台摄像头的一侧的平台主体表面固定安装水平转台。
[0032]如图1所示，当为双臂机器人时，在平台主体1的1#基座2和2#基座3上分别安装1#机械臂4、2#机械臂5，在平台主体1的下面布置竖直转台6，上面安装线夹平台7，线夹平台上有3个线夹盒8，所述线夹平台与所述平台主体接触的地方安装云台摄像头10，线夹平台7两侧的平台主体上安装1#工具架11、2#工具架12，并且，远离所述线夹平台的平台主体一侧固定安装水平转台9；当为单臂机器人时，只需在1#基座上安装机械臂，不需要竖直转台本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.系列化配网带电作业机器人通用化平台，其特征在于，包括平台主体；当需要双臂机器人作业时，所述平台主体表面上通过基座安装一对机械臂，所述平台主体的一侧安装一对工具架，一对所述工具架之间安装线夹平台，线夹平台上固定安装线夹盒，所述线夹平台与所述平台主体接触的地方安装云台摄像头，所述平台主体的底面固定安装竖直转台，远离所述线夹平台的平台主体一侧固定安装水平转台；当需要单臂机器人作业时，所述平台主体表面上通过基座安装一机械臂，所述平台主体的一侧安装三个工具架，远离所述基座的平台主体一侧固定安装线夹平台，线夹平台上固定安装线夹盒，安装工具架的一侧的平台主体表面固定安装云台摄像头，远离所述云台摄像头的一侧的平台主体表面固定安装水平转台。2.系列化配网带电作业机器人通用化平台设计方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)配网带电作业机器人通用化平台数学模型仿真建立通用化平台的机械臂关节坐标以及机器人正逆运动学模型，在Matlab环境下利用RoboticsToolbox对机器人正逆运动学进行仿真，验证机器人通用化平台设计的正确性，从而实现机器人路径规划、动力学分...

【专利技术属性】
技术研发人员：张黎明，袁霜晨，浑连明，胡益菲，李聪利，李博彤，张恩杰，张雨蔚，翟世雄，郭俊龙，吴波，
申请(专利权)人：北京国电富通科技发展有限责任公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：