变电站巡检机器人的增稳控制方法、控制器及机器人技术

本发明专利技术属于变电站巡检领域，提供了一种变电站巡检机器人的增稳控制方法、控制器及机器人。其中，变电站巡检机器人的增稳控制方法包括在同一坐标下，计算当机械臂不动作时的运动平台重心空间位姿及当运动平台不动作时的机械臂重心空间位姿；在满足位姿约束下，以当前机器人及机械臂位姿为起始值，通过能耗最小准则及位姿迭代反馈，获取优化后的运动平台重心空间位姿和机械臂重心空间位姿，并分别对应发送至足式运动平台控制系统和机械臂控制系统中执行。其利用足式运动平台上安装的机械臂姿态的主动调整，辅助足式运动平台控制系统对平台姿态的控制，使足式运动平台保持受力及转矩的平衡状态。的平衡状态。的平衡状态。

【技术实现步骤摘要】
变电站巡检机器人的增稳控制方法、控制器及机器人


[0001]本专利技术属于变电站巡检领域，尤其涉及一种变电站巡检机器人的增稳控制方法、控制器及机器人。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]与传统轮式巡检机器人运动平台相比，足式巡检运动平台具有更强的环境适应性和运动灵活性，既可以在站内草地、砂石路面等复杂路面环境运行，也可以跨越障碍、上下楼梯、翻越路边石等站内典型障碍，对站内复杂路面环境的适应能力得到了极大提高。足式巡检运动平台之所以具备对复杂路面较高适应能力，一方面受益于其“腿
‑
足”式的运动结构，另一方面对平台整体姿态的稳定控制更是关键所在。
[0004]专利技术人发现，由于在变电站内实际应用时，足式运功平台上通常需要搭载云台、检测传感器、多种自由度机械臂、电控手爪及工具等巡检作业设备，将影响平台重心位置，对运动平台姿态稳定控制带来了不利影响。

技术实现思路

[0005]为了解决上述
技术介绍
中存在的至少一项技术问题，本专利技术提供一种变电站巡检机器人的增稳控制方法、控制器及机器人，其通过机器人上加装的机械臂姿态调整，辅助足式平台控制系统对平台姿态的控制，能够提升足式巡检机器人在不同路面环境下的稳定性，增强足式平台对站内不同路面的适应性。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]本专利技术的第一个方面提供一种变电站巡检机器人的增稳控制方法。/>[0008]一种变电站巡检机器人的增稳控制方法，包括：
[0009]在同一坐标下，计算当机械臂不动作时的运动平台重心空间位姿及当运动平台不动作时的机械臂重心空间位姿；
[0010]在满足位姿约束下，以当前机器人及机械臂位姿为起始值，通过能耗最小准则及位姿迭代反馈，获取优化后的运动平台重心空间位姿和机械臂重心空间位姿，并分别对应发送至足式运动平台控制系统和机械臂控制系统中执行。
[0011]作为一种可选实施方式，在同一坐标下，基于力和转矩空间矢量的平衡关系，计算当机械臂不动作时的运动平台重心空间位姿及当运动平台不动作时的机械臂重心空间位姿。
[0012]上述技术方案的优点在于，保障了机器人的控制精度，增加了加装巡检作业设备后平台巡检运行的稳定性。
[0013]作为一种可选实施方式，所述能耗最小准则为：优化后的运动平台重心空间位姿和机械臂重心空间位姿与期望的位姿的偏差最小。
[0014]其中，足式平台姿态稳定控制可简化为在当前运动工况(速度、加速度、足端受力)下，在满足腿部各关节约束条件下，使平台保持受力及转矩的平衡状态。
[0015]作为一种可选实施方式，所述位姿约束包括腿部各关节约束和机械臂约束。
[0016]上述技术方案的优点在于，更加贴合实际机器人的运动情况，提高了足式机器人的运动平台的稳定性。
[0017]作为一种可选实施方式，所述腿部各关节约束包括腿部关节存在运动范围及极限转矩约束。
[0018]作为一种可选实施方式，所述机械臂约束为机械臂操作空间约束。
[0019]本专利技术的第二个方面提供一种控制器。
[0020]一种控制器，其包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述所述的变电站巡检机器人的增稳控制方法中的步骤。
[0021]本专利技术的第三个方面提供一种机器人。
[0022]一种机器人，包括上述所述的控制器。
[0023]作为一种可选实施方式，所述机器人包括足式运动平台，所述足式运动平台上安装有机械臂。
[0024]作为一种可选实施方式，所述足式运动平台与足式运动平台控制系统相连，机械臂与机械臂控制系统相连。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0026]创新性提出了一种变电站足式巡检机器人增稳方法，构建了足式作业平台多自由度主动调整运动模型，研制了足式巡检机器人增稳控制系统，利用足式运动平台上安装的机械臂姿态的主动调整，辅助足式平台控制系统对平台姿态的控制，解决了足式巡检机器人作业时平台重心位置不稳定的问题，提升了足式巡检机器人在不同路面环境下的稳定性，增强了足式平台对站内不同路面的适应性，实现了在满足腿部各关节约束条件下，平台保持受力及转矩的平衡状态。
[0027]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0028]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0029]图1是本专利技术实施例的运动平台受力情况；
[0030]图2是本专利技术实施例的一种变电站巡检机器人的增稳控制方法流程图。
具体实施方式
[0031]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0032]应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0033]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0034]实施例一
[0035]参照图2，本实施例的一种变电站巡检机器人的增稳控制方法，包括：
[0036]在同一坐标下，基于力和转矩空间矢量的平衡关系，计算当机械臂不动作时的运动平台重心空间位姿及当运动平台不动作时的机械臂重心空间位姿；
[0037]在满足位姿约束下，以当前机器人及机械臂位姿为起始值，通过能耗最小准则及位姿迭代反馈，获取优化后的运动平台重心空间位姿和机械臂重心空间位姿，并分别对应发送至足式运动平台控制系统和机械臂控制系统中执行。
[0038]此处所述能耗最小准则为：优化后的运动平台重心空间位姿和机械臂重心空间位姿与期望的位姿的偏差最小。
[0039]在具体实施中，所述位姿约束包括腿部各关节约束和机械臂约束。所述腿部各关节约束包括腿部关节存在运动范围及极限转矩约束。所述机械臂约束为机械臂操作空间约束。这样更加贴合实际机器人的运动情况，提高了足式机器人的运动平台的稳定性。
[0040]本实施例基于机器人当前运动工况，在满足腿部各关节约束条件及机械臂操作空间约束下，利用足式运动平台上安装的机械臂姿态的主动调整，辅助足式运动平台控制系统对平台姿态的控制，使足式运动平台保持受力及转矩的平衡状态。
[0041]具体地，参照图1，以足式运动平台整体重心位置为原点O，以运动平台前向运动方向为X轴，依据右手法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变电站巡检机器人的增稳控制方法，其特征在于，包括：在同一坐标下，计算当机械臂不动作时的运动平台重心空间位姿及当运动平台不动作时的机械臂重心空间位姿；在满足位姿约束下，以当前机器人及机械臂位姿为起始值，通过能耗最小准则及位姿迭代反馈，获取优化后的运动平台重心空间位姿和机械臂重心空间位姿，并分别对应发送至足式运动平台控制系统和机械臂控制系统中执行。2.如权利要求1所述的变电站巡检机器人的增稳控制方法，其特征在于，在同一坐标下，基于力和转矩空间矢量的平衡关系，计算当机械臂不动作时的运动平台重心空间位姿及当运动平台不动作时的机械臂重心空间位姿。3.如权利要求1所述的变电站巡检机器人的增稳控制方法，其特征在于，所述能耗最小准则为：优化后的运动平台重心空间位姿和机械臂重心空间位姿与期望的位姿的偏差最小。4.如权利要求1所述的变电站巡检机器人的增稳控制方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖鹏，孟健，董旭，王克南，胡旭冉，李建祥，郭锐，许曦普，徐康，王勇，李希智，杨尚伟，袁弘，
申请(专利权)人：国网山东省电力公司济南供电公司，
类型：发明
国别省市：