[发明专利]基于力反馈技术的电缆剥切方法及系统

说明书

本公开提供了一种基于力反馈技术的电缆剥切方法及系统，包括：实时获取剥切刀具的位姿误差和反馈力误差；建立位姿误差和反馈力误差之间的关系；根据建立的位姿误差和反馈力误差之间的关系动态控制剥切刀具，实现电缆剥切；本公开能够通过位姿误差和反馈力误差之间的关系来实现动态切削刀具控制，能够通过系统控制的调整，在稳态时使实际位置达到参考位置，同时力误差的大小为零。

技术领域

本公开属于电缆检测技术领域，尤其涉及一种基于力反馈技术的电缆剥切方法及系统。

背景技术

配网电缆化率的快速提升，同时带来了电缆施工量快速增长，而电缆接头制作是电缆施工中最为重要且最繁琐的环节，由于其位置的隐蔽性，也是电缆运行及维护最薄弱的环节，电缆运行的安全与否，很大程度上取决于电缆接头的制作及管理，通过近年来电缆运行中出现事故统计，电缆接头事故占60％以上，并由于其位置的隐蔽性，故障查找处理比较困难，造成供电中断，经济损失严重，配网电缆运行的可靠性已经成为坚强智能电网的薄弱环节，因此严格控制电缆接头施工质量，提高施工效率显得尤为重要。

电缆接头制作过程中首先要对电缆的两端进行剥切，由于10kV电缆具有多层结构，从外到内依次有外护套、钢铠、内护套、包带、填充、金属屏蔽、绝缘屏蔽、绝缘、导体屏蔽，最后才到导体部分。据统计，剥切过程所花费的时间占整个电缆接头制作时间的一半左右，甚至超过一半。剥切过程中需要逐层进行去除，存在三个关键问题：一是每层的材料特性和厚度都有很大的差别，有金属层，有非金属层，最小的零点几毫米，最大的几个毫米；二是在剥切上一层的时候不允许对下一层造成损伤；三是由于生产工艺和结构特性上的原因造成电缆的本身的截面圆度很差，且每层厚度不均匀。

本公开发明人发现，现有的电缆剥切方法，存在以下缺点：在进行剥切作业时，由于电缆表面曲率的变化、厚度不均等很多因素的影响，必然会出现偏心和偏角的情况，导致在剥切过程中受到的阻力不同，影响剥切效果。

发明内容

本公开为了解决上述问题，提出了一种基于力反馈技术的电缆剥切方法及系统，本公开能够通过位姿误差和反馈力误差之间的关系来实现动态切削刀具控制，能够通过系统控制的调整，在稳态时使实际位置达到参考位置，同时力误差的大小为零。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

第一方面，本公开提供了一种基于力反馈技术的电缆剥切方法，包括：

实时获取剥切刀具的位姿误差和反馈力误差；

建立位姿误差和反馈力误差之间的关系；

根据建立的位姿误差和反馈力误差之间的关系动态控制剥切刀具，实现电缆剥切。

进一步的，所述位姿误差为实际位姿和预设参考位姿的差；获取剥切刀具的位姿时，对电缆表面曲率变化、切削深度以及切削角度进行实时跟踪。

进一步的，所述反馈力误差为参考力与实际剥切反馈力的差值；所述参考力和实际切削反馈力为多个方向上刀具的受力情况。

进一步的，位姿误差和反馈力误差之间的关系为：

E＝F_r-F

其中，M、B和K是人为设定的实数非奇异系数矩阵，X为剥切刀具的实际位姿矩阵，X_r为剥切刀具的参考位姿矩阵，E是参考力减去实际切削反馈力的差值。

进一步的，所述M、B和K分别设置为惯性矩阵、阻尼矩阵和刚度矩阵。

进一步的，所述M、B和K均为对角矩阵。

进一步的，动态控制剥切刀具的目标为在稳态时使实际位置达到参考位置，同时力误差的大小为零。