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机械设计与研究2025年第05期:面向变电站巡检操作的机械臂主从力反馈控制方法

来源:期刊VIP网 时间:


作者:许建明;王晨麟;夏华磊;邓剑鸣;汤陶;

单位:国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司;

摘要:变电站巡检机器人是一种电力作业特种机器人,能够替代人力执行设备巡检、维护操作等电力运维任务。在现场应用中发现现有变电站巡检机器人存在环境适应性差、可靠性低、操作性效率低、无法很好地实现拟人化操作等问题。为了提升机器人巡检作业的灵活性和可靠性,提出了一种面向变电站巡检作业的主从力反馈控制方法。首先,介绍了一种串联型主从同构的主从机械臂系统。研究了面向主从控制的机械臂末端轨迹跟踪方法和震颤抑制方法,实现了从臂对主臂的高精度动态跟踪。研究了多自由度串联机械臂主从力反馈控制方法,基于牛顿-欧拉法构建了主手的动力学模型,对模型进行了仿真验证。在此基础上,提出了一个三通道的主从力反馈系统和末端柔顺控制策略。搭建了实验样机平台和模拟场景,对主从控制系统的轨迹跟踪精度、力反馈精度、作业功能进行了测试。实验表明主从控制系统具有良好的主从跟踪精度和力反馈精度,能够稳定可靠性地完成典型变电站巡检作业操作。

关键词:巡检机器人;;主从控制;;轨迹跟踪;;力反馈

基金资助:国网江苏电力有限公司科技项目(J2023020)