[发明专利]系列化配网带电作业机器人通用化平台及设计方法

说明书

本发明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。

技术领域

本发明涉及带电作业装置技术领域，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。

背景技术

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。

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。

发明内容

本发明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。

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。

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：

(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；

(2)配网带电作业机器人运动学仿真

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；

(3)配网带电作业机器人装配精度一致性测试