一种电力机器人专用绝缘斗臂车的控制方法与流程

1.本发明涉及一种电力机器人专用绝缘斗臂车的控制方法，属于工程设备领域。


背景技术：

2.随着市场经济的迅速发展，绝缘斗臂车在电力系统带电作业领域早已得到了广泛的应用；电力作业人员站在绝缘平台上，穿戴厚重的防护用具，在危险的带电环境下长时间作业，工作非常艰苦，在寒冷的冬季和酷热的夏季甚至无法展开户外作业。
3.近年来，随着科技的不断进步，采用电力机器人替代作业人员完成危险、复杂、繁重的工作，成为主要发展方向，作业方式是将电力机器人安装在绝缘斗臂车的平台支架部，通过人工操作绝缘斗臂车，将电力机器人送到指定作业位置，再操控电力机器人展开带电作业。
4.实际作业时，由于操作人员距离作业位置较远，对空间位置判断困难，需要反复操控绝缘斗臂车，调整电力机器人的空间位置，才能完成相关工作；随着智能化技术的进一步发展，希望电力机器人能够自主完成带电作业工作，这就需要电力机器人具备自主分析场景、自主计算目标作业位置、自主操控绝缘斗臂车、自主展开带电作业的能力。
5.其中电力机器人操控绝缘斗臂车的环节中，如果需要电力机器人采用类似原人工操作方式，即不符合电力机器人的控制思想，同时会导致系统复杂度高、机构控制精度差，作业效率低等诸多问题。
6.有鉴于此，在申请号为202111431444.7的专利文献中公开了一种配电带电作业机器人的遥控系统，现有技术中是通过对遥控单元在水平方向上基于基准方向的角度与遥控单元输出的旋转角度之和，分别减去所述伸缩绝缘臂和工作斗分别基于基准方向所在的角度，得出伸缩绝缘臂和工作斗分别其在水平方向需要运动的方向和运动的角度，并通过控制模块使得绝缘斗臂车上的伸缩绝缘臂和工作斗按遥控单元输出的指令进行正确运动。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种便于电力机器人控制绝缘斗臂车的控制方法，通过该方法电力机器人就可以方便、安全、精准的控制绝缘斗臂车各机构动作，更高效的将电力机器人送到目标位置展开作业。
8.本发明解决上述问题所采用的技术方案是：电力机器人专用绝缘斗臂车的控制方法，所述电力机器人专用绝缘绝缘斗臂车包括臂机构、平台机构、副大梁和支腿，所述臂机构包括直伸臂和回转台，所述平台机构包括平台摆臂、平台摆动支架和平台支架，所述回转台和支腿均安装在副大梁上，所述直伸臂安装在回转台上，所述平台摆臂安装在直伸臂上，所述平台摆动支架安装在平台摆臂上，所述平台支架安装在平台摆动支架上，其结构特点在于：所述电力机器人专用绝缘绝缘斗臂车还包括电力机器人、平台高度传感器、平台摆动角度传感器、平台摆臂摆动角度传感器、臂长度传感器、臂角度传感器、臂回转角度传感器、绝缘斗臂车控制器和wifi-can设备，所述电力机器人安装在平台支架上，所述平台高度传
感器和平台摆动角度传感器均安装在平台摆动支架上，所述平台摆臂摆动角度传感器安装在平台摆臂上，所述臂长度传感器和臂角度传感器均安装在直伸臂上，所述臂回转角度传感器安装在回转台上，所述绝缘斗臂车控制器和wifi-can设备均安装在副大梁上，所述平台高度传感器、平台摆动角度传感器、平台摆臂摆动角度传感器、臂长度传感器、臂角度传感器和臂回转角度传感器均与绝缘斗臂车控制器通过电性连接，所述wifi-can设备与电力机器人通过无线wifi连接，所述wifi-can设备的can总线接口与绝缘斗臂车控制器连接；所述电力机器人专用绝缘斗臂车的控制方法如下：a、人工优先操作判断：绝缘斗臂车控制器中，原有人工操作模式仍具有最高的操作优先级，在没有人工操作的情况下，绝缘斗臂车控制器才能执行电力机器人的控制指令，在电力机器人控制绝缘斗臂车的过程中，如检测到人工操作介入，则立即终止电力机器人的控制；b、通讯可靠性检查：接口协议要求电力机器人每100ms发送一次控制指令数据，绝缘斗臂车控制器检查收到的控制指令中时间戳数据是否在持续增加，如果连续300ms未收到电力机器人的新控制数据，则自动终止当前电力机器人的控制指令，确保绝缘斗臂车控制的安全性；c、控制指令有效性检查，其中机构指的是臂机构和平台机构：该检查中包括运动方向有效性检查和目标位置有效性检查；运动方向有效性检查：检查电力机器人的控制指令中运动方向与运动目标位置的一致性，即机构通过向该方向运动，可以合理到达目标位置，否则该控制指令无效；在此环节，由于臂回转角度范围可在0～360
°
连续回转,所以无论顺时针或逆时针回转，理论上均能到达指定角度，为防止运动方向有效性检查失效，要求控制指令中的目标角度与绝缘斗臂车当前的臂回转角度偏差值小于180
°
，否则也判断为运动方向有效性错误，该控制指令无效；其它机构的动作范围都会有一个最小值和最大值，而且动作方向会明确对应机构位置值的增大或减小，运动方向有效性的判断比较容易实现；目标位置有效性检查：检查电力机器人的控制指令中机构运动的目标位置是否可到达，各机构的动作范围都会有一个最小值和最大值，在目标位置超出这个范围时都会判断为该控制指令无效，另外、绝缘斗臂车的安全作业空间范围与具体车型以及作业时四只支腿水平伸出的具体位置相关，当电力机器人的控制指令中的机构目标位置超出了绝缘斗臂车允许的安全空间，也判断为该控制指令无效；在控制指令无效时，绝缘斗臂车控制器反馈相应信息给电力机器人，此时电力机器人需重新规划路径，发送新的控制指令；d、多机构联动控制，其中机构指的是臂机构和平台机构：为了提高电力机器人控制绝缘斗臂车的执行效率，允许多个机构同时动作，实际受各机构负载、系统供油量、速度控制等因素限制，绝缘斗臂车控制器无法满足所有机构同时动作，在实际多机构联动控制时，直伸臂的起伏、伸缩、回转可以同时动作，电力机器人的安装平台部的平台摆臂摆动、平台摆动、平台升降也可以同时动作，当电力机器人的控制指令同时控制直伸臂和电力机器人的安装平台部机构动作时，先执行直伸臂的机构动作，在直伸臂的机构到达指定位置后，再执行电力机器人的安装平台部机构动作；e、机构位置控制，其中机构指的是臂机构和平台机构：
绝缘斗臂车控制器持续接收到电力机器人发送的有效控制指令后，绝缘斗臂车控制器自动执行机构动作，平稳准确到达指定目标位置，绝缘斗臂车控制器按照指令中约定的机构，机构动作方向，控制机构动作，并自主控制机构的动作速度通过高速区、减速区、低速区、停止区四个阶段，机构可以高效平稳地到达目标指定位置；机构的动作速度控制方案见图5，在到达目标位置前由远及近划分为四个速度区域，在高速动作区，机构动作速度保持高速运动；在减速动作区，通过a、b两点插值计算动作速度，机构动作速度由高速vh逐步降低至低速vl；在低速动作区，机构动作速度保持低速运动；进入动作停止区，机构动作速度立即降低为0，到达指定目标位置，通过合理设定各区域的位置和速度值，机构就能高效、平稳、准确地到达电力机器人指定的目标位置；在机构位置控制动作执行时，绝缘斗臂车控制器反馈给电力机器人该动作正在执行的状态信息；f、机构异动监视，其中机构指的是臂机构和平台机构：由于绝缘斗臂车关节多，控制元件、执行元件均存在一定的故障率，有时会因为液压阀卡死、液压油泄漏等故障导致机构出现异常动作情况，原有绝缘斗臂车在人工操作时，操作人员会及时感受到这类异常动作，并及时采取安全保障措施；当绝缘斗臂车由电力机器人进行控制后，如果采用电力机器人模拟人工检测异动再采取安全保障措施的方案，由于信号传输环节多，可靠性差，响应的及时性将无法得到可靠保障，为了提高绝缘斗臂车控制器的安全性，需要在绝缘斗臂车控制器中增加机构异动监视功能，机构出现异常动作时，能及时发现，并及时处理；机构异动监视功能是在电力机器人控制绝缘斗臂车的过程中，在绝缘斗臂车控制器中未执行机构动作指令情况下，在一定的时间范围内，发现机构的位置数据超出了一定偏差，此时绝缘斗臂车控制器判定出现了机构异常动作，并立即触发安全保障机制；g、传感器信号异常检查：该检查中包括信号有效性检查和信号随动性检查：信号有效性检查：每个传感器在安装后，其信号会在一定的有效范围内，当传感器出现线路短路、断路、安装位置异常等问题时，传感器信号会超出有效范围，此时绝缘斗臂车控制器判定该传感器信号有效性异常；信号随动性检查：当绝缘斗臂车的各机构按照电力机器人的控制指令进行机构动作时，如果检测到传感器信号不改变或者出现反方向的信号改变时，绝缘斗臂车控制器判定该传感器信号随动性异常；当绝缘斗臂车控制器判定传感器信号出现异常时，立即触发安全保障机制；h、安全保障机制：电力机器人控制绝缘斗臂车与人员操作绝缘斗臂车方法不同，所以在原有绝缘斗臂车安全保障机制上，还需要增加多种专有的安全保障机制，安全保障机制主要包括：在电力机器人的通讯出现异常时、在有人工操作介入时、在检查到控制指令无效时，立即停止执行电力机器人的控制指令，而当机构动作异常时、传感器信号检查异常时，立即终止电力机器人的控制指令，并切断液压动力源，确保所有动作停止；i、绝缘斗臂车状态反馈：为了让电力机器人控制决策更加合理，绝缘斗臂车控制器需要将各种状态信号反
馈发送给电力机器人；反馈信息主要包括：绝缘斗臂车的各机构的当前位置数据、机构状态信息、时间戳信息。其中机构状态信息中包括人工操作状态标记、动作指令有效性标记、动作指令执行中标记、机构异动标记、传感器异常标记、机构动作安全限制标记，紧急停止状态标记等；其中时间戳信息是绝缘斗臂车控制器每100ms数值增大1，表征系统运行时间的数据，电力机器人可根据该值判断绝缘斗臂车反馈数据的有效性。
9.进一步地，所述绝缘斗臂车控制器用于计算直伸臂的位置数据，所述位置数据包括通过臂长度传感器测得的直伸臂长度、通过臂角度传感器测得的直伸臂角度、通过臂回转角度传感器测得的直伸臂回转角度、通过平台摆臂摆动角度传感器测得的平台摆臂角度、通过平台摆动角度传感器测得的平台摆动角度、通过平台高度传感器测得的平台升降高度。
10.进一步地，电力机器人和绝缘斗臂车的数据交换：wifi-can设备可以实现wifi与can网络的数据转换，wifi-can设备自带tcp/ip协议栈，可以作为tcpclient连接电力机器人的tcpsever，通过无线wifi技术与电力机器人进行数据交换，wifi-can设备的can总线接口与绝缘斗臂车控制器连接，负责与绝缘斗臂车进行通讯。
11.进一步地，wifi-can设备可以实现tcp帧与can信息相互转化，wifi-can设备接收到绝缘斗臂车控制器的can信息时，先将每条can信息转化为具有20个字节长度的固定格式的can帧，然后将多条can帧打包形成一条tcp帧，通过wifi技术发送给电力机器人，wifi-can设备接收到电力机器人发送的tcp帧时，先拆解为多条固定格式的can帧，然后将每个can帧解析为can信息，并通过can总线将信息发送给绝缘斗臂车控制器，数据交换格式见图2，每个can帧中包含帧头、帧信息、can-id、can-data、帧备用、帧校验；帧头：2个字节，为固定数值，表示一帧数据的开始；帧信息：2个字节，标识该can帧中的一些信息，如can-id为标准帧格式还是扩展帧格式、有效数据长度等；can-id：4个字节，can标准帧格式占11位，can扩展帧格式占29位；can-data：8个字节，can信息中的数据段；备用：3个字节，其它功能的预留字节；帧校验：前19个字节的按位异或的数值，用于该帧数据的校验；进一步地，绝缘斗臂车控制器与电力机器人通讯时，双方需要制定明确的通讯接口协议，该接口协议主要包括发送信息和接收信息两部分；绝缘斗臂车控制器发送给电力机器人的can信息，格式见图4，共有6条机构状态can信息，分别代表直伸臂的起伏机构、直伸臂的伸缩机构、直伸臂的回转机构、平台摆臂的摆动机构、平台摆动支架的摆动机构、平台支架的升降机构，每条can信息中，不同的can-id号可以代表不同的动作机构，如can-id=201，代表直伸臂的起伏机构，can-id=202，代表直伸臂的伸缩机构等，can-data中8个字节数据，具体含义如下：当前位置：2个字节，表示机构当前的位置数据；如表示直伸臂的起伏机构的当前角度时，0x00c8（十进制数 200，单位0.1
°
），表示直伸臂当前的起伏角度为20
°
；状态信息：2个字节，字节中的位代表各种状态，如人工操作状态标记、动作指令有
效性标记、动作指令执行中标记、机构异动标记、传感器异常标记、机构动作安全限制标记，紧急停止状态标记等。如人工操作时，人工操作状态标记为1，没有人工操作时，人工操作状态标记为0；备用：1个字节，可用于未来的功能扩展；时间戳数据：3个字节，绝缘斗臂车控制器上电开始，每100ms计数值加1，用于电力机器人对控制系统对通讯有效性的检查；绝缘斗臂车控制器接收电力机器人发送的can信息，格式见图5，共有6条机构控制can信息，分别代表直伸臂的起伏机构、直伸臂的伸缩机构、直伸臂的回转机构、平台摆臂的摆动机构、平台摆动支架的摆动机构、平台支架的升降机构，每条can信息中，不同的can-id号可以代表不同的动作机构，如can-id=181,代表直伸臂的起伏机构，can-id=182,代表直伸臂的伸缩机构等，can-data中8个字节数据，具体含义如下：动作方向：2个字节，表示机构运动的方向；如表示直伸臂的起伏机构的动作方向时，0x00表示该机构不动作；0x01表示直伸臂起伏的升动作；0x10表示直伸臂起伏的降动作；目标位置：2个字节，表示电力机器人需要机构运动的目标位置的数据；如表示直伸臂的起伏机构的目标角度时，0x012c(十进制数 300，单位0.1
°
)，表示起伏机构的目标角度目标角度为30
°
；备用：1个字节，可用于未来的功能扩展；时间戳数据：3个字节，电力机器人的控制系统上电开始，每100ms计数值加1，用于绝缘斗臂车控制器对电力机器人的通讯有效性的检查；接收信息中原本不需要机构动作的运动方向，只需要目标位置并由绝缘斗臂车控制器自动判断方向，但是为了增加电力机器人控制时安全保障的冗余性，仍然要求电力机器人根据收到的当前车体姿态确定机构的运动方向。
12.进一步地，绝缘斗臂车与电力机器人的详细通信流程如下：绝缘斗臂车控制器按照接口协议将6条机构状态can信息，发送给wifi-can设备，wifi-can设备将can信息格式化为can帧，并将6条can帧打包合并为1个tcp帧，通过wifi发送给电力机器人的控制系统，电力机器人按照接口协议解析数据，获取绝缘斗臂车机构的位置信息和状态信息；电力机器人再根据周边环境情况和绝缘斗臂车信息，规划出电力机器人的运动轨迹，再计算出控制绝缘斗臂车各机构运动的下一个目标点，计算具体运动机构、机构运动的方向、机构运动的目标位置，然后按照绝缘斗臂车动作控制的接口协议，将绝缘斗臂车的6条机构控制指令打包为tcp帧，通过wifi发送给wifi-can设备，wifi-can设备再将tcp帧信息拆分为6条can总线指令，发送给绝缘斗臂车控制器，绝缘斗臂车控制器在接收到电力机器人的控制指令后，根据绝缘斗臂车控制方法进行相应处理。
13.相比现有技术，本发明具有以下优点：采用一种直伸臂式绝缘斗臂车，取消原有的载人绝缘斗，并将电力机器人直接安装在平台支架部，斗臂部的各动作机构上安装有位置检测传感器，通过绝缘斗臂车控制系统计算出各机构的位置，包括直伸臂起伏角度，直伸臂长度、直伸臂回转角度、平台摆臂角度、平台摆动角度、平台升降高度等；除了原人工操作绝缘斗臂车的方式外，该绝缘斗臂车可以接收到电力机器人通过wifi发送的机构位置控制指令，绝缘斗臂车控制器可以自主控制各机构运动到指定的位置；通过该方法电力机器人就
可以方便、安全、精准的控制绝缘斗臂车各机构动作，更高效的将电力机器人送到目标位置展开作业。
附图说明
14.图1是本发明实施例的电力机器人专用绝缘斗臂车的主视结构示意图。
15.图2是本发明实施例的电力机器人专用绝缘斗臂车的俯视结构示意图。
16.图3是本发明实施例的wifi-can设备数据交换格式示意图。
17.图4是本发明实施例的发送信息的数据格式示意图。
18.图5是本发明实施例的接收信息的数据格式示意图。
19.图6是本发明实施例的机构的速度控制示意图。
20.图7是本发明实施例的电力机器人专用绝缘斗臂车的控制方法的流程示意图。
21.图8是本发明实施例的目标位置超出安全作业范围示意图。
22.图中：直伸臂1、平台摆臂2、平台摆动支架3、平台支架4、电力机器人5、平台高度传感器6、平台摆动角度传感器7、平台摆臂摆动角度传感器8、臂长度传感器9、臂角度传感器10、回转台11、臂回转角度传感器12、副大梁13、支腿14、绝缘斗臂车控制器15、wifi-can设备16。
具体实施方式
23.下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
24.实施例。
25.参见图1至图8所示，须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中若有引用如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
26.本实施例中的电力机器人专用绝缘斗臂车（如图1、2所示）的控制方法，电力机器人专用绝缘绝缘斗臂车包括臂机构、平台机构、电力机器人5、平台高度传感器6、平台摆动角度传感器7、平台摆臂摆动角度传感器8、臂长度传感器9、臂角度传感器10、臂回转角度传感器12、副大梁13、支腿14、绝缘斗臂车控制器15和wifi-can设备16，臂机构包括直伸臂1和回转台11，平台机构包括平台摆臂2、平台摆动支架3和平台支架4；其中电力机器人5、平台高度传感器6、平台摆动角度传感器7、平台摆臂摆动角度传感器8、臂长度传感器9、臂角度传感器10、臂回转角度传感器12、绝缘斗臂车控制器15、wifi-can设备16均为现有技术。
27.本实施例中的回转台11和支腿14均安装在副大梁13上，直伸臂1安装在回转台11上，平台摆臂2安装在直伸臂1上，平台摆动支架3安装在平台摆臂2上，平台支架4安装在平台摆动支架3上，电力机器人5安装在平台支架4上，平台高度传感器6和平台摆动角度传感器7均安装在平台摆动支架3上，平台摆臂摆动角度传感器8安装在平台摆臂2上，臂长度传
感器9和臂角度传感器10均安装在直伸臂1上，臂回转角度传感器12安装在回转台11上，绝缘斗臂车控制器15和wifi-can设备16均安装在副大梁13上，平台高度传感器6、平台摆动角度传感器7、平台摆臂摆动角度传感器8、臂长度传感器9、臂角度传感器10和臂回转角度传感器12均与绝缘斗臂车控制器15通过电性连接，wifi-can设备16与电力机器人5通过无线wifi连接，wifi-can设备16的can总线接口与绝缘斗臂车控制器15连接。
28.本实施例中的绝缘斗臂车控制器15可以计算斗臂车各机构（包括臂机构和平台机构）的位置数据，位置数据包括通过臂长度传感器9测得的直伸臂长度、通过臂角度传感器10测得的直伸臂角度、通过臂回转角度传感器12测得的直伸臂回转角度、通过平台摆臂摆动角度传感器8测得的平台摆臂角度、通过平台摆动角度传感器7测得的平台摆动角度、通过平台高度传感器6测得的平台升降高度。
29.该电力机器人专用绝缘斗臂车是采用一种直伸臂式绝缘斗臂车，取消原有的载人绝缘斗，并将电力机器人5直接安装在平台支架4上，机构（包括臂机构和平台机构）上安装有位置检测传感器，检测传感器包括臂长度传感器9、臂角度传感器10、臂回转角度传感器12、平台摆臂摆动角度传感器8、平台摆动角度传感器7、平台高度传感器6。
30.本实施例中的电力机器人专用绝缘斗臂车的控制方法（如图7所示）如下：a、人工操作优先判断：绝缘斗臂车控制器15中，原有人工操作模式仍具有最高的操作优先级，在没有人工操作的情况下，绝缘斗臂车控制器15才能执行电力机器人5的控制指令，在电力机器人5控制绝缘斗臂车的过程中，如检测到人工操作介入，则立即终止电力机器人5的控制。
31.b、通讯可靠性检查：接口协议要求电力机器人5每100ms发送一次控制指令数据，绝缘斗臂车控制器15检查收到的控制指令中时间戳数据是否在持续增加，如果连续300ms未收到电力机器人5的新控制数据，则自动终止当前电力机器人5的控制指令，确保绝缘斗臂车控制的安全性。
32.c、控制指令有效性检查，其中机构指的是臂机构和平台机构：该检查中包括运动方向有效性检查和目标位置有效性检查；运动方向有效性检查：检查电力机器人5的控制指令中运动方向与运动目标位置的一致性，即机构通过向该方向运动，可以合理到达目标位置，否则该控制指令无效；在此环节，由于臂回转角度范围可在0～360
°
连续回转,所以无论顺时针或逆时针回转，理论上均能到达指定角度，为防止运动方向有效性检查失效，要求控制指令中的目标角度与绝缘斗臂车当前的臂回转角度偏差值小于180
°
，否则也判断为运动方向有效性错误，该控制指令无效，其它机构的动作范围都会有一个最小值和最大值，而且动作方向会明确对应机构位置值的增大或减小，运动方向有效性的判断比较容易实现；目标位置有效性检查：检查电力机器人5的控制指令中机构运动的目标位置是否可到达，各机构的动作范围都会有一个最小值和最大值，在目标位置超出这个范围时都会判断为该控制指令无效，另外、绝缘斗臂车的安全作业空间范围与具体车型以及作业时四只支腿14水平伸出的具体位置相关，当电力机器人5的控制指令中的机构目标位置超出了绝缘斗臂车允许的安全空间，则判断为该控制指令无效（如图8所示）；在控制指令无效时，绝缘斗臂车控制器15反馈相应信息给电力机器人5，此时电力机器人5需重新规划路径，发送新的控制指令。
33.绝缘斗臂车控制器15中设计有专用于电力机器人5控制的控制指令有效性检查方法，包括运动方向有效性检查和目标位置有效性检查，绝缘斗臂车控制器15检测到电力机器人5发送的控制指令存在错误时，拒绝执行动作，确保绝缘斗臂车的动作安全，同时给电力机器人5反馈指令错误的信息。
34.d、多机构联动控制，其中机构指的是臂机构和平台机构：为了提高电力机器人5控制绝缘斗臂车的执行效率，允许多个机构同时动作，实际受各机构负载、系统供油量、速度控制等因素限制，绝缘斗臂车控制器15无法满足所有机构同时动作，在实际多机构联动控制时，直伸臂1的起伏、伸缩、回转可以同时动作，电力机器人5的安装平台部的平台摆臂摆动、平台摆动、平台升降也可以同时动作，当电力机器人5的控制指令同时控制直伸臂1和电力机器人5的安装平台部机构动作时，先执行直伸臂1的机构动作，在直伸臂1的机构到达指定位置后，再执行电力机器人5的安装平台部机构动作。
35.绝缘斗臂车控制器15中设计有专用于电力机器人5控制的多机构联动控制方法，绝缘斗臂车控制器15可以实现直伸臂机构的起伏、伸缩、回转同时动作，也可以实现平台摆臂摆动，平台摆动、平台升降同时动作，提高了绝缘斗臂车机构运动时的执行效率。
36.e、机构位置控制，其中机构指的是臂机构和平台机构：绝缘斗臂车控制器15持续接收到电力机器人5发送的有效控制指令后，绝缘斗臂车控制器15自动执行机构动作，平稳准确到达指定目标位置，绝缘斗臂车控制器15按照指令中约定的机构，机构动作方向，控制机构动作，并自主控制机构的动作速度通过高速区、减速区、低速区、停止区四个阶段，机构可以高效平稳地到达目标指定位置；机构的动作速度控制方案（如图5所示），在到达目标位置前由远及近划分为四个速度区域，在高速动作区，机构动作速度保持高速运动；在减速动作区，通过a、b两点插值计算动作速度，机构动作速度由高速vh逐步降低至低速vl；在低速动作区，机构动作速度保持低速运动；进入动作停止区，机构动作速度立即降低为0，到达指定目标位置，通过合理设定各区域的位置和速度值，机构就能高效、平稳、准确地到达电力机器人5指定的目标位置（如图6所示）；在机构位置控制动作执行时，绝缘斗臂车控制器15反馈给电力机器人5该动作正在执行的状态信息。
37.绝缘斗臂车控制器15设计有专用于电力机器人5控制的机构位置控制方法，即通过给定运动机构、机构运动的方向、机构运动的目标位置，绝缘斗臂车控制器15可以自主控制该机构运动，让机构平稳准确的到达指定位置。
38.f、机构异动监视，其中机构指的是臂机构和平台机构：由于绝缘斗臂车关节多，控制元件、执行元件均存在一定的故障率，有时会因为液压阀卡死、液压油泄漏等故障导致机构出现异常动作情况，原有绝缘斗臂车在人工操作时，操作人员会及时感受到这类异常动作，并及时采取安全保障措施；当绝缘斗臂车由电力机器人5进行控制后，如果采用电力机器人5模拟人工检测异动再采取安全保障措施的方案，由于信号传输环节多，可靠性差，响应的及时性将无法得到可靠保障，为了提高绝缘斗臂车控制器15的安全性，需要在绝缘斗臂车控制器15中增加机构异动监视功能，机构出现异常动作时，能及时发现，并及时处理；机构异动监视功能是在电力机器人5控制绝缘斗臂车的过程中，在绝缘斗臂车控
制器15中未执行机构动作指令情况下，在一定的时间范围内，发现机构的位置数据超出了一定偏差，此时绝缘斗臂车控制器15判定出现了机构异常动作，并立即触发安全保障机制。
39.绝缘斗臂车控制器15中设计有专用于电力机器人5控制的机构异动监视方法，在电力机器人5控制绝缘斗臂车时，绝缘斗臂车控制器15在未执行机构的位置控制指令时，发现该机构的位置数据超出了一定偏差，此时绝缘斗臂车控制器15判定该机构出现了异常动作，并立即触发安全保护机制。
40.g、传感器信号异常检查：该检查中包括信号有效性检查和信号随动性检查：信号有效性检查：每个传感器在安装后，其信号会在一定的有效范围内，当传感器出现线路短路、断路、安装位置异常等问题时，传感器信号会超出有效范围，此时绝缘斗臂车控制器15判定该传感器信号有效性异常；信号随动性检查：当绝缘斗臂车的各机构按照电力机器人5的控制指令进行机构动作时，如果检测到传感器信号不改变或者出现反方向的信号改变时，绝缘斗臂车控制器15判定该传感器信号随动性异常；当绝缘斗臂车控制器15判定传感器信号出现异常时，立即触发安全保障机制。
41.绝缘斗臂车控制器15中设计有专用于电力机器人5控制的传感器信号异常检查方法，包括信号范围有效性检查和信号随动性检查，绝缘斗臂车控制器15检测到各机构位置传感器信号超出有效范围或者机构位置数据无法可靠表达机构位置时，判断为传感器信号异常，并立即触发安全保护机制。
42.h、安全保障机制：电力机器人5控制绝缘斗臂车与人员操作绝缘斗臂车方法不同，所以在原有绝缘斗臂车安全保障机制上，还需要增加多种专有的安全保障机制，安全保障机制主要包括：在电力机器人5的通讯出现异常时、在有人工操作介入时、在检查到控制指令无效时，立即停止执行电力机器人5的控制指令，而当机构动作异常时、传感器信号检查异常时，立即终止电力机器人5的控制指令，并切断液压动力源，确保所有动作停止。
43.绝缘斗臂车控制器15中设计有专用于电力机器人5控制的安全保障控制方法，在通讯出现异常、人工操作介入、控制指令无效时，立即停止电力机器人5控制指令，在位置传感器出现异常或检测到机构异常动作时，可以立即切断液压动力源，停止所有动作，确保绝缘斗臂车的安全作业。
44.i、绝缘斗臂车状态反馈：为了让电力机器人5控制决策更加合理，绝缘斗臂车控制器15需要将各种状态信号反馈发送给电力机器人5；反馈信息主要包括：绝缘斗臂车的各机构的当前位置数据、机构状态信息、时间戳信息。其中机构状态信息中包括人工操作状态标记、动作指令有效性标记、动作指令执行中标记、机构异动标记、传感器异常标记、机构动作安全限制标记，紧急停止状态标记等；其中时间戳信息是绝缘斗臂车控制器每100ms数值增大1，表征系统运行时间的数据，电力机器人可根据该值判断绝缘斗臂车反馈数据的有效性。
45.本实施例中的电力机器人5和绝缘斗臂车的数据交换：wifi-can设备16可以实现wifi与can网络的数据转换，wifi-can设备16自带tcp/
ip协议栈，可以作为tcpclient连接电力机器人5的tcpsever，通过无线wifi技术与电力机器人5进行数据交换，wifi-can设备16的can总线接口与绝缘斗臂车控制器15连接，负责与绝缘斗臂车进行通讯。
46.绝缘斗臂车上安装有wifi-can设备16，该wifi-can设备16可以实现wifi与can网络的数据转换，wifi-can设备16自带tcp/ip协议栈，可以作为tcp client连接至电力机器人5的tcp sever端，负责与电力机器人5的无线wifi通讯，wifi-can设备16的can总线接口与绝缘斗臂车控制器15连接，负责与绝缘斗臂车进行通讯。
47.wifi-can设备16可以实现tcp帧与can信息相互转化，wifi-can设备16接收到绝缘斗臂车控制器15的can信息时，先将每条can信息转化为具有20个字节长度的固定格式的can帧，然后将多条can帧打包形成一条tcp帧，通过wifi技术发送给电力机器人5，wifi-can设备16接收到电力机器人5发送的tcp帧时，先拆解为多条固定格式的can帧，然后将每个can帧解析为can信息，并通过can总线将信息发送给绝缘斗臂车控制器15，数据交换格式（如图3所示），每个can帧中包含帧头、帧信息、can-id、can-data、帧备用、帧校验；帧头：2个字节，为固定数值，表示一帧数据的开始；帧信息：2个字节，标识该can帧中的一些信息，如can-id为标准帧格式还是扩展帧格式、有效数据长度等；can-id：4个字节，can标准帧格式占11位，can扩展帧格式占29位；can-data：8个字节，can信息中的数据段；备用：3个字节，其它功能的预留字节；帧校验：前19个字节的按位异或的数值，用于该帧数据的校验。
48.绝缘斗臂车控制器15与电力机器人5通讯时，双方需要制定明确的通讯接口协议，该接口协议主要包括发送信息和接收信息两部分；绝缘斗臂车控制器15发送给电力机器人5的can信息，格式（如图4所示），共有6条机构状态can信息，分别代表直伸臂1的起伏机构、直伸臂1的伸缩机构、直伸臂1的回转机构、平台摆臂2的摆动机构、平台摆动支架3的摆动机构、平台支架4的升降机构。每条can信息中，不同的can-id号可以代表不同的动作机构，如can-id =201，代表直伸臂1的起伏机构，can-id =202，代表直伸臂1的伸缩机构等，can-data中8个字节数据，具体含义如下：当前位置：2个字节，表示机构当前的位置数据；如表示直伸臂的起伏机构的当前角度时，0x00c8(十进制数 200，单位0.1
°
)，表示直伸臂当前的起伏角度为20
°
。
49.状态信息：2个字节，字节中的位代表各种状态，如人工操作状态标记、动作指令有效性标记、动作指令执行中标记、机构异动标记、传感器异常标记、机构动作安全限制标记，紧急停止状态标记等。如人工操作时，人工操作状态标记为1，没有人工操作时，人工操作状态标记为0。
50.备用：1个字节，可用于未来的功能扩展；时间戳数据：3个字节，绝缘斗臂车控制器15上电开始，每100ms计数值加1，用于电力机器人5的控制系统对通讯有效性的检查；绝缘斗臂车控制器15接收电力机器人5发送的can信息，格式（如图5所示），共有6条机构状态can信息，分别代表直伸臂1的起伏机构、直伸臂1的伸缩机构、直伸臂1的回转机构、平台摆臂2的摆动机构、平台摆动支架3的摆动机构、平台支架4的升降机构，每条can信
息中，不同的can-id号可以代表不同的动作机构，如can-id =181,代表直伸臂1的起伏机构，can-id =182,代表直伸臂1的伸缩机构等，can-data中8个字节数据，具体含义如下：动作方向：2个字节，表示机构运动的方向；如表示直伸臂1的起伏机构的动作方向时，0x00表示该机构不动作;0x01表示直伸臂1起伏的升动作;0x10表示直伸臂1起伏的降动作；目标位置：2个字节，表示电力机器人5需要机构运动的目标位置的数据；如表示直伸臂1的起伏机构的目标角度时，0x012c(十进制数 300，单位0.1
°
)，表示起伏机构的目标角度目标角度为 30
°
。
51.备用：1个字节，可用于未来的功能扩展；时间戳数据：3个字节，电力机器人5的控制系统上电开始，每100ms计数值加1，用于绝缘斗臂车控制器15对电力机器人的通讯有效性的检查；接收信息中原本不需要机构动作的运动方向，只需要目标位置并由绝缘斗臂车控制器15自动判断方向，但是为了增加电力机器人5控制时安全保障的冗余性，仍然要求电力机器人5根据当前车体姿态确定机构的运动方向。
52.本实施例中的绝缘斗臂车与电力机器人5的详细通信流程如下：绝缘斗臂车控制器15按照接口协议将6条机构状态can信息，发送给wifi-can设备16，wifi-can设备16将can信息格式化为can帧，并将多条can帧打包合并为1个tcp帧，通过wifi发送给电力机器人5的控制系统，电力机器人5按照接口协议解析数据，获取绝缘斗臂车机构的位置信息和状态信息；电力机器人5再根据周边环境情况和绝缘斗臂车信息，规划出电力机器人5的运动轨迹，再计算出控制绝缘斗臂车各机构运动的下一个目标点，计算具体运动机构、机构运动的方向、机构运动的目标位置，然后按照绝缘斗臂车动作控制的接口协议，将绝缘斗臂车的6条机构控制指令打包为tcp帧，通过wifi发送给wifi-can设备16，wifi-can设备16再将tcp帧信息拆分为6条can总线指令，发送给绝缘斗臂车控制器15，绝缘斗臂车控制器15在接收到电力机器人5的控制指令后，根据绝缘斗臂车控制方法进行相应处理。
53.绝缘斗臂车控制器15中设计有专用于电力机器人5的can通讯接口协议，该接口协议主要包括发送信息和接收信息两部分，发送信息主要为绝缘斗臂车发送给电力机器人5的机构状态信息，接收信息主要为电力机器人5发送给绝缘斗臂车的机构运动控制信息。
54.此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同，本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例说明。凡依据本发明专利构思的构造、特征及原理所做的等效变化或者简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。