本發明涉及機器人，尤其涉及一種帶電作業機器人抓取動態線纜的實驗平臺。

背景技術：

1、隨著電力行業的快速發展與安全意識的不斷提升，電力線路的運維和故障處理對作業人員的專業性與安全防護要求日益提高。配電網帶電作業機器人正逐漸成為行業關注的焦點和研究熱點：通過機械臂等裝置替代人工在高壓、高危的帶電環境中執行諸如剝線、剪線和接線等精密操作，可在降低人力風險的同時提高作業效率。在實際應用中，帶電作業機器人仍面臨諸多嚴峻挑戰。其中，“線纜抓取”作為機器人執行后續精細作業的前提環節，尤為關鍵。不同于靜態目標，線纜在高空敷設中呈現出顯著的動態特性。例如，當機器人進行作業時，目標線纜可能因風力、重力和電磁力的共同作用而呈周期性或不規則的擺動，其振幅和頻率難以準確預測。這種柔性線纜的動態性使抓取點的空間位置在短時間內不斷變化，從而對感知和控制提出了極高要求。

2、然而，現有研究平臺主要用于驗證靜態或準靜態條件下的抓取性能，這使得研發人員在實驗室環境中難以及時發現并解決算法在真實復雜場景下的失效模式，從而延長了技術的迭代周期，增加了實際部署中的調試難度。

技術實現思路

1、本發明所要解決的技術問題在于，提供一種帶電作業機器人抓取動態線纜的實驗平臺，能夠模擬線纜在動態環境下的擺動特性，為機器人在動態目標抓取任務中的研究與優化提供可靠的實驗驗證條件。

2、為了解決上述技術問題，本發明公開了一種帶電作業機器人抓取動態線纜的實驗平臺，包括支撐架、線纜擺動模塊、線纜固定件、電力線纜和線纜夾持裝置；

3、所述支撐架的第一端固定有所述線纜擺動模塊，所述支撐架的第二端固定有所述線纜固定件；所述電力線纜的第一端與所述線纜擺動模塊傳動連接，所述電力線纜的第二端連接所述線纜固定件，以使所述電力線纜張緊懸掛在所述支撐架上且所述電力線纜受所述線纜擺動模塊驅動實現擺動；

4、所述線纜夾持裝置位于所述電力線纜的下方，包括線纜夾持手、視覺傳感器、串聯型的機械臂；所述線纜夾持手設于所述機械臂的末端上，所述機械臂基于所述視覺傳感器移動所述線纜夾持手并控制所述線纜夾持手夾取所述電力線纜。

5、作為一種可選的實施方式，所述線纜擺動模塊的振動頻率范圍為0.1hz～100hz，振幅范圍為1mm～100mm。

6、作為又一種可選的實施方式，還包括絕緣子、碗頭掛板和耐張線夾；

7、所述絕緣子的固定端與所述線纜擺動模塊傳動連接；所述電力線纜的第一端安裝在所述耐張線夾上，所述耐張線夾通過所述碗頭掛板連接至所述絕緣子的絕緣端。

8、作為又一種可選的實施方式，所述線纜擺動模塊包括帶滑塊的導軌和驅動所述滑塊移動的伺服電機；所述絕緣子的固定端與所述滑塊傳動連接。

9、作為又一種可選的實施方式，所述線纜擺動模塊還包括光電傳感器；所述光電傳感器設于所述導軌上，用于實時獲取所述滑塊的位置。

10、作為又一種可選的實施方式，還包括伺服電機驅動器，所述導軌內設有滾珠絲杠模塊，所述滾珠絲杠模塊受所述伺服電機驅動，所述滾珠絲杠模塊與所述滑塊傳動連接；所述伺服電機驅動器用于控制所述伺服電機。

11、作為又一種可選的實施方式，還包括線纜固定轉接件；所述線纜固定轉接件的一端固定在所述滑塊上，其另一端與所述絕緣子的固定端鉸接。

12、作為又一種可選的實施方式，還包括兩條固定電力線纜；所述支撐架的第一端還固定有所述線纜固定件，每條所述固定電力線纜固定在所述支撐架的兩端的所述線纜固定件上，且位于所述電力線纜兩側。

13、作為又一種可選的實施方式，所述線纜固定件為長條狀，所述線纜固定件上間隔設有固定部，每個固定部與一條所述固定電力線纜的一頭鉸接。

14、作為又一種可選的實施方式，所述線纜夾持裝置還包括機械臂基座和控制器；所述機械臂安裝于所述機械臂基座上，所述機械臂和所述線纜夾持手受所述控制器控制驅動。

15、與現有技術相比，本發明實施例具有以下有益效果：

16、本發明實施例搭建了一個可模擬真實線纜動態擺動的測試平臺，能夠模擬線纜在動態環境下的擺動特性，為機器人在動態目標抓取任務中的研究與優化提供可靠的實驗驗證條件；用于驗證基于視覺的線纜抓取算法在不同條件下的魯棒性和自適應能力。

技術特征：

1.一種帶電作業機器人抓取動態線纜的實驗平臺，其特征在于，包括支撐架、線纜擺動模塊、線纜固定件、電力線纜和線纜夾持裝置；

2.根據權利要求1所述的實驗平臺，其特征在于，所述線纜擺動模塊的振動頻率范圍為0.1hz～100hz，振幅范圍為1mm～100mm。

3.根據權利要求1所述的實驗平臺，其特征在于，還包括絕緣子、碗頭掛板和耐張線夾；

4.根據權利要求1所述的實驗平臺，其特征在于，所述線纜擺動模塊包括帶滑塊的導軌和驅動所述滑塊移動的伺服電機；所述絕緣子的固定端與所述滑塊傳動連接。

5.根據權利要求4所述的實驗平臺，其特征在于，所述線纜擺動模塊還包括光電傳感器；所述光電傳感器設于所述導軌上，用于實時獲取所述滑塊的位置。

6.根據權利要求4所述的實驗平臺，其特征在于，還包括伺服電機驅動器，所述導軌內設有滾珠絲杠模塊，所述滾珠絲杠模塊受所述伺服電機驅動，所述滾珠絲杠模塊與所述滑塊傳動連接；所述伺服電機驅動器用于控制所述伺服電機。

7.根據權利要求4所述的實驗平臺，其特征在于，還包括線纜固定轉接件；所述線纜固定轉接件的一端固定在所述滑塊上，其另一端與所述絕緣子的固定端鉸接。

8.根據權利要求1所述的實驗平臺，其特征在于，還包括兩條固定電力線纜；所述支撐架的第一端還固定有所述線纜固定件，每條所述固定電力線纜固定在所述支撐架的兩端的所述線纜固定件上，且位于所述電力線纜兩側。

9.根據權利要求8所述的實驗平臺，其特征在于，所述線纜固定件為長條狀，所述線纜固定件上間隔設有固定部，每個固定部與一條所述固定電力線纜的一頭鉸接。

10.根據權利要求1所述的實驗平臺，其特征在于，所述線纜夾持裝置還包括機械臂基座和控制器；所述機械臂安裝于所述機械臂基座上，所述機械臂和所述線纜夾持手受所述控制器控制驅動。

技術總結
本發明公開了一種帶電作業機器人抓取動態線纜的實驗平臺，包括支撐架、線纜擺動模塊、線纜固定件、電力線纜和線纜夾持裝置；支撐架的第一端固定有線纜擺動模塊，支撐架的第二端固定有線纜固定件；電力線纜的第一端與線纜擺動模塊傳動連接，電力線纜的第二端連接線纜固定件，以使電力線纜張緊懸掛在支撐架上且電力線纜受線纜擺動模塊驅動實現擺動；線纜夾持裝置位于電力線纜的下方，包括線纜夾持手、視覺傳感器、串聯型的機械臂；線纜夾持手設于機械臂的末端上，機械臂基于視覺傳感器移動線纜夾持手并控制線纜夾持手夾取電力線纜。本發明能夠模擬線纜在動態環境下的擺動特性，為機器人在動態目標抓取任務中的研究與優化提供可靠的實驗驗證條件。

技術研發人員：曾慶富,李海,沙琪,王紅,石金博,黎少坤
受保護的技術使用者：東莞市李群自動化技術有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28