CN107443355B - 一种用于开关柜局部放电检测的机械臂及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于开关柜局部放电检测的机械臂及控制方法，利用依次连接的升降关节、滑动关节、肩部旋转关节、肘部旋转关节和腕部旋转关节，所述腕部旋转关节通过柔性连接机构连接有局部放电检测传感器，所述滑动关节与升降关节轴线垂直布置，所述滑动关节与升降关节分别带动局部放电检测传感器对于开关柜的竖直和水平方向上的相对运动，通过肩部旋转关节、肘部旋转关节和腕部旋转关节的旋转配合，实现在局部放电检测传感器与开关柜相对位置不变时，进一步调整检测点位置和局部放电检测传感器的姿态，实现精确检测。

Description

一种用于开关柜局部放电检测的机械臂及控制方法

技术领域

本发明涉及电力自动化及制造领域，具体涉及一种用于开关柜局部放电检测的机械臂及控制方法。

背景技术

电力系统中，金属封闭开关设备得到广泛应用，电气设备在运行的过程中由于受到高温、电压、振动以及其他化学作用，将会使得其绝缘性能降低，从而产生局部放电现象。局部放电加速了绝缘的恶化情况，会给电力系统造成较大的经济损失。对开关柜进行局部放电检测的方法一般包括特高频检测法、地电波检测法和超声检测法。其中特高频法和地电波法需要传感器紧贴开关柜表面，对特定位置进行检测，超声波检测法则需要传感器沿开关柜缝隙进行检测。特高频法检测部位一般为为玻璃材质，而地电波法检测部位为金属材质，因而对传感器的贴紧程度要求不同。目前，上述检测过程一般通过人工实现，因此存在检测周期长，检测成本高、工作人员安全难以保障，而且受工作人员作业水平和主观因素影响，检测质量难以保证等问题。

许多研究机构已经针对基于机器人的电力设备局部放电检测技术进行一些研究，如发明专利201610938100.8提及了一种控制巡检机器人局部放电检测的装置和一种控制巡检机器人局部放电检测的方法，但是专利中并没有对机械臂的具体实现进行阐述，另外根据其附图说明(附图1)，其机械臂难以覆盖被检设备的所有位置。发明专利201410562419.6提及了一种基于巡检机器人的变电站室内屏柜检测装置及检测方法(附图2)，该装置采用轨道运行方式，活动空间受限，只能对单个室内的屏柜进行检测。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提出了一种用于开关柜局部放电检测的机械臂及控制方法，能够保证特高频和地电波传感器的可靠检测。

本发明的第一目的是提供一种用于开关柜局部放电检测的机械臂，本机械臂可以安装在任何一种移动机器人平台上，代替人工对开关柜进行局部放电检测。

本发明的第二目的是提供一种针对于上述机械臂的控制方法，该控制方法可以对开关柜的检测位置精确定位，并且对传感器与检测部位的压紧力进行设置，从而保证特高频和地电波传感器的可靠检测；同时，通过该方法还可以使传感器沿开关柜缝隙运动，从而保证超声波传感器的可靠检测。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于开关柜局部放电检测的机械臂，包括依次连接的升降关节、滑动关节、肩部旋转关节、肘部旋转关节和腕部旋转关节，所述腕部旋转关节通过柔性连接机构连接有局部放电检测传感器，所述滑动关节与升降关节轴线垂直布置，所述滑动关节与升降关节分别带动局部放电检测传感器对于开关柜的竖直和水平方向上的相对运动，通过肩部旋转关节、肘部旋转关节和腕部旋转关节的旋转配合，实现在局部放电检测传感器与开关柜相对位置不变时，进一步调整检测点位置和局部放电检测传感器的姿态，实现精确检测。

进一步的，所述肩部旋转关节与滑动关节连接，肩部旋转关节与滑动关节轴线垂直布置。

进一步的，所述肘部旋转关节与肩部旋转关节连接，肘部旋转关节与肩部旋转关节轴线平行布置，当升降关节高度确定后，通过旋转所述肘部旋转关节与肩部旋转关节，唯一的确定被检设备表面任一检测点的位置。

进一步的，所述腕部旋转关节的旋转，改变局部放电检测传感器在平行于被检测设备表面方向的姿态，柔性连接机构对局部放电检测传感器在垂直于被检测设备表面方向的姿态进行微调，从而保证在局部放电检测传感器与被检测设备表面不完全平行时能够紧密的贴合。

进一步的，所述局部放电检测传感器表面周边还安装了多个压力传感器，用于测量局部放电检测传感器与被检测设备表面接触的压力，以保证其可靠的贴合。

进一步的，所述局部放电检测传感器还安装了距离检测传感器，用于测量传感器表面与被检测设备表面的距离，从而控制滑动关节的滑动距离。

作为本领域技术人员应当知道的是，在所述机械臂中，所升降关节、滑动关节、肩部、肘部、腕部旋转关节均包含电机、减速箱、传动机构等部件，以实现升降、滑动或旋转动作与定位动作。

作为优选方案，所述电机输出轴上安装增量式编码器，用于精确测量关节的旋转位置；所述传动机构输出端安装绝对式编码器，用于测量升降关节、滑动关节运动的距离，以及测量肩部、肘部、腕部关节转过的角度。

当然，本领域技术人员完全能够在本发明的工作原理的技术上对上述机构进行改进，如增加限位机构以实现更好的位置限定，增加减震装置已使得关节活动起来无阻碍、无震动等等，这些均属于本领域技术人员在本发明的启示下进行的改进，理应属于本发明的保护范围。

基于上述机械臂的控制方法，若局部放电检测传感器为特高频和地电波传感器，具体包括：

(1)根据指定的检测位置和机械臂尺寸判断是否需要升起升降关节，如果需要，则计算升降关节需要升起的高度，并控制升降关节运动到所需位置；

(2)根据指定目标检测位置和局部放电检测传感器的目标姿态，求出肩部关节、肘部关节、腕部关节需要转动到的角度，并控制机械臂各个关节以设定的旋转速度旋转到目标姿态角度；

(3)根据距离传感器测量的传感器表面与开关柜表面的距离，控制滑动关节运动，使局部放电检测传感器逐渐贴近开关柜表面，直到紧密贴合；

(4)启动局部放电检测传感器，完成一次局部放电检测，控制水平滑动关节反向运动，使局部放电检测传感器逐渐远离开关柜表面；

(5)重复步骤(1)-(4)，直至完成全部特高频检测和地电波检测。

所述步骤(1)中，对于指定目标检测位置为P(x，y)，假设升降关节升起高度为0，当肘部关节完全展开，即肘部关节旋转角度θ₂为0，求出机械臂能够达到的最大高度Y_max：

式中，L₁,L₃,L₄分别为升降关节本体高度，肩部关节连杆长度，肘部关节连杆长度，x为指定检测位置的x轴坐标；

比较Y_max与指定检测位置的y轴坐标，如果Y_max＜y，则需升起升降关节，并且升起高度至少为h＝y-Y_max；如果Y_max≥y，则无需升起升降关节，即h＝0。

所述步骤(2)中，肘部关节需要转动到的角度：

肩部关节需要转动到的角度：

根据传感器姿态求出腕部关节需要转动到的角度：

其中，L₁,L₃,L₄分别为升降关节本体高度，肩部关节连杆长度，肘部关节连杆长度，x为指定检测位置的x轴坐标，θ₁，θ₂，θ₃分别为肩部关节、肘部关节、腕部关节的目标旋转角度，

为传感器的目标姿态角，即传感器中轴线与x轴方向的夹角。

所述步骤(2)中，保证各个关节同步旋转，对各个关节的旋转速度进行设置，具体为：指定机械臂末端传感器从当前位置移动到目标位置的时间t，则肩部关节、肘部关节、腕部关节所需旋转速度分别为：

式中，θ₁₀，θ₂₀，θ₃₀分别为肩部关节、肘部关节、腕部关节当前的旋转角度。

所述步骤(3)中，控制滑动关节运动，使局部放电检测传感器逐渐贴近开关柜表面，直到其中某个压力传感器检测到压力值；降低水平滑动关节的运动速度，使局部放电检测传感器逐渐贴紧开关柜表面，直到所有压力传感器的平均压力达到设定值。

所述步骤(3)中，滑动关节运动的速度为v₂＝K_p×(D-d)×δ+K_f(F-f)

其中，v₂为水平滑动关节的运动速度，K_p，K_f分别为运动距离和压紧力的控制系数，d为水平滑动关节实际运动的距离，f为四个压力传感器检测到的压力平均值，F为个压力传感器的平均压力设定值，δ为距离误差在水平滑动关节运动速度中的权值，当f＝0时，δ＝1，运动速度主要决定于距离误差；当f>0时，δ＝0，运动速度只决定于压力误差。

基于上述机械臂的控制方法，若局部放电检测传感器为超声波检测，具体包括：

(a)根据指定的检测路径终点位置和机械臂尺寸判断是否需要升起升降关节，如果需要，则计算升降关节需要升起的高度，并控制升降关节运动到所需位置；

(b)根据距离传感器测量的传感器表面与开关柜表面的距离，控制水平滑动关节运动，使局部放电检测传感器逐渐贴近开关柜表面；

(c)启动超声波传感器，开始局部放电检测；

(d)控制机械臂末端携带传感器沿直线路径从当前位置运动到指定位置，依次求出每个路径点对应的机械臂肩部、肘部、腕部关节的旋转角度，相邻两个路径点之间各个关节的运动时间，相邻两个路径点之间各个关节的旋转速度；

(e)从指定的机械臂末端检测路径的当前位置开始，机械臂各个关节每隔设定时间依次按照求得的各个路径点对应的旋转角度、旋转速度进行运动，直到机械臂末端到达检测路径终点；

(f)关闭超声波传感器，完成一次超声波局部放电检测，控制水平滑动关节反向运动，使局部放电检测传感器逐渐远离开关柜表面；

(g)重复步骤(a)-(f)，进行下一个超声波局部放电检测，直到完成开关柜所有缝隙的检测。

所述步骤(d)中，具体包括：根据机械臂末端检测路径起点坐标即当前位置的坐标与机械臂末端检测路径指定检测点的坐标位置，求出机械臂末端检测路径的总长度，结合指定的运动速度求出机械臂运动的总时间，在机械臂末端的检测路径上每隔固定间隔选取一个路径点，求出每个路径点的坐标值，进而求出每个路径点对应的机械臂肩部、肘部、腕部关节的旋转角度，相邻两个路径点之间各个关节的运动时间，相邻两个路径点之间各个关节的旋转速度。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本发明提供了一种多自由度的机械臂和机械臂的控制方法，该机械臂可以安装在任何一种移动机器人平台上，代替人工实现对开关柜的局部放电检测；

(2)本发明提供的机械臂结构简单，垂直升降关节、水平滑动关节与三个平面旋转关节互相独立，互不干涉，从而降低了控制难度，并且有利于实现较高的定位精度；

(3)本发明通过升降关节的设计可以灵活扩展机械臂的作业范围，使得该机械臂能够适应不同高度的机器人平台以及不同高度的高压开关柜，几乎可以覆盖目前所有的类型的开关柜；

(4)本发明通过柔性连接机构、四个压力传感器的设计及对局部放电检测传感器与开关柜表面贴紧力的控制，保证了局部放电检测传感器与开关柜表面的可靠贴合，从而保证了特高频和地电波局部放电检测的可靠性；

(5)本发明通过直线路径检测方法可以实现开关柜的超声波局部放电检测，同时通过距离传感器检测局部放电检测传感器表面与开关柜表面的距离，保证了在检测过程中局部放电检测传感器不会误碰开关柜表面的开关、指示灯等设备，提高了检测过程的安全性；

(6)本发明使用方便，适合范围广泛，将本发明设计的机械臂应用于适当的机器人平台上，还可以实现对变电站内GIS设备、变压器等电力设备的局部放电检测。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1是现有技术实施方式一方案图；

图2是现有技术实施方式二方案图；

图3是本发明机械臂结构示意图；

图4是机械臂结构工作过程示意图；

图5是机械臂关节角度求解方法示意图；

图6是特高频和地电波检测流程图；

图7是超声波局部放电检测流程图。

其中，1.升降关节，2.水平滑动关节，3.肩部旋转关节，4.肘部旋转关节，5.腕部旋转关节，6柔性连接机构，7.局部放电检测传感器，8.压力传感器，9.超声波检测传感器，10.距离传感器，11.特高频检测传感器，12.地电波检测传感器

具体实施方式：

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在在电力设备局部放电检测时，机械臂难以覆盖被检设备的所有位置或活动空间受限，只能对单个室内的屏柜进行检测的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种用于电力设备局部放电检测的机械臂，该机械臂可以安装在任何一种移动机器人平台上，代替人工对开关柜进行局部放电检测。本发明还提供了一种使用该机械臂对电力设备进行局部放电检测的方法，通过该方法可以对开关柜的检测位置精确定位，并且对传感器与检测部位的压紧力进行设置，从而保证特高频和地电波传感器的可靠检测；通过该方法还可以使传感器沿开关柜缝隙运动，从而保证超声波传感器的可靠检测。

如图3所示，一种用于电力设备局部放电检测的机械臂，包括：一个升降关节、一个滑动关节、肩部、肘部、腕部三个旋转关节，以及局部放电检测传感器等部件。

所述升降关节安装在移动机器人平台上。通过升降关节的运动可以带动安装于该关节上方的机械臂部件升高或者降低，从而可以适应不同高度的移动机器人平台以及不同高度的被检测设备。

所述滑动关节与升降关节连接，滑动关节与升降关节轴线垂直布置。通过滑动关节的运动可以带动肩部、肘部、腕部三个旋转关节以及局部放电检测传感器移动，从而使得局部放电检测传感器接近或者远离被检测设备。

所述肩部旋转关节与滑动关节连接，肩部旋转关节与滑动关节轴线垂直布置。

所述肘部旋转关节与肩部旋转关节连接，肘部旋转关节与肩部旋转关节轴线平行布置。

当升降关节高度确定后，通过旋转所述肘部旋转关节与肩部旋转关节，可以唯一的确定被检设备表面任一检测点的位置。

所述腕部旋转关节与肘部旋转关节连接。

所述局部放电检测传感器通过柔性连接机构与腕部旋转关节连接。

如图4所示，通过旋转所述腕部旋转关节，可以改变局部放电检测传感器在平行于被检测设备表面方向的姿态。

所述柔性连接机构可以对局部放电检测传感器在垂直于被检测设备表面方向的姿态进行微调，从而保证在局部放电检测传感器与被检测设备表面不完全平行时能够紧密的贴合。

所述局部放电检测传感器包括但不限于超声波传感器、地电波传感器、特高频传感器。

所述局部放电检测传感器表面四周还安装了四个压力传感器，用于测量局部放电检测传感器与被检测设备表面接触的压力，以保证其可靠的贴合。

所述局部放电检测传感器还安装了距离检测传感器，用于测量传感器表面与被检测设备表面的距离，从而控制滑动关节的滑动距离。

在所述机械臂中，所述升降关节、滑动关节、肩部、肘部、腕部旋转关节均包含电机、减速箱、传动机构等部件。

所述电机输出轴上安装增量式编码器，用于精确测量关节的旋转位置。

所述传动机构输出端安装绝对式编码器，用于测量升降关节、滑动关节运动的距离，以及测量肩部、肘部、腕部关节转过的角度。

如图6所示，一种用于电力设备局部放电检测的机械臂控制方法，该方法根据检测传感器不同分为两部分。对于特高频和地电波传感器，需要对检测位置进行定位并对接触压力进行控制，对中间运动路径没有要求；对于超声波传感器，不需要与开关柜接触，但是要求沿开关柜缝隙进行检测，因而对运动路径需要为直线。

对于特高频和地电波检测，需指定检测位置的坐标以及运动到检测位置的时间或速度。具体包括以下步骤：

步骤1：根据指定的检测位置和机械臂尺寸判断是否需要升起升降关节，如果需要，则计算升降关节需要升起的高度，并控制升降关节运动到所需位置。

具体方法为：

对于指定目标检测位置为P(x，y)，假设升降关节升起高度为0，求出机械臂能够达到的最大高度Y_max(当肘部关节完全展开，即肘部关节旋转角度θ₂为0时)。

式中，L₁,L₃,L₄分别为升降关节本体高度，肩部关节连杆长度，肘部关节连杆长度，x为指定检测位置的x轴坐标。

比较Y_max与指定检测位置的y轴坐标，如果Y_max＜y，则需升起升降关节，并且升起高度至少为h＝y-Y_max；如果Y_max≥y，则无需升起升降关节，即h＝0。

步骤2：根据指定目标检测位置和传感器目标姿态，求出肩部关节、肘部关节、腕部关节需要转动到的角度，并控制机械臂各个关节旋转到该角度。

具体方法为：

首先求出肘部关节需要转动到的角度：

然后求出肩部关节需要转动到的角度：

最后根据传感器姿态求出腕部关节需要转动到的角度：

上式中，θ₁，θ₂，θ₃分别为肩部关节、肘部关节、腕部关节的目标旋转角度，

为传感器的目标姿态角，即传感器中轴线与x轴方向的夹角。

该步骤中，为了使各个关节同步旋转，还要对各个关节的旋转速度进行设置，为了实现该步骤，首先应当指定机械臂末端传感器从当前位置移动到目标位置的时间t。则肩部关节、肘部关节、腕部关节所需旋转速度分别为：

式中，θ₁₀，θ₂₀，θ₃₀分别为肩部关节、肘部关节、腕部关节当前的旋转角度。

步骤3：根据距离传感器测量的传感器表面与开关柜表面的距离D，控制水平滑动关节运动，使局部放电检测传感器逐渐贴近开关柜表面，直到其中某个压力传感器检测到压力值；降低水平滑动关节的运动速度，使局部放电检测传感器逐渐贴紧开关柜表面，直到四个压力传感器的平均压力达到设定值。

压力传感器的压力设定值根据检测部位的材质进行设置。

该步骤中，水平滑动关节的运动速度可以通过下式得到：

v₂＝K_p×(D-d)×δ+K_f(F-f)

其中，v₂为水平滑动关节的运动速度，K_p，K_f分别为运动距离和压紧力的控制系数，d为水平滑动关节实际运动的距离，f为四个压力传感器检测到的压力平均值，F为个压力传感器的平均压力设定值。δ为距离误差在水平滑动关节运动速度中的权值，当f＝0时，δ＝1，运动速度主要决定于距离误差；当f>0时，＝0，运动速度只决定于压力误差。

步骤4：启动局部放电检测传感器，完成一次局部放电检测。

步骤5：控制水平滑动关节反向运动，使局部放电检测传感器逐渐远离开关柜表面。该步骤中，为了尽量提高检测效率，同时不会误碰开关柜上的设备，局部放电检测传感器远离开关柜表面5cm即可满足要求。

重复上述步骤1～5，进行下一个检测部位的局部放电检测，直到完成全部特高频检测和地电波检测。

如图7所示，对于超声波检测，需指定检测路径终点位置的坐标，局部放电检测传感器运动过程中的姿态以及沿检测路径运动的速度(以当前位置为起点)，具体包括以下步骤：

步骤1：根据指定的检测路径终点位置和机械臂尺寸判断是否需要升起升降关节。如果需要，则计算升降关节需要升起的高度，并控制升降关节运动到所需位置。(同特高频和地电波检测方法步骤1)

步骤2：根据距离传感器测量的传感器表面与开关柜表面的距离D，控制水平滑动关节运动，使局部放电检测传感器逐渐贴近开关柜表面。

根据超声波传感器的要求，无需传感器贴紧开关柜表面，保持与开关柜表面的距离在1cm以内即可。

步骤3：启动超声波传感器，开始局部放电检测。

步骤4：控制机械臂末端携带传感器沿直线路径从当前位置运动到指定位置。

具体方法如下：

1)首先求出机械臂末端检测路径的总长度。

上式中，(x₀,y₀)为机械臂末端检测路径起点坐标，即当前位置的坐标，(x_t,y_t)机械臂末端检测路径终点坐标，即指定检测点的坐标。

2)然后根据指定的运动速度求出机械臂运动的总时间。

上式中，v为机械臂末端沿开关柜缝隙匀速运动的速度。

3)然后在机械臂末端的检测路径上每隔固定间隔Δs选取一个路径点，求出每个路径点的坐标值。

路径点的总个数为：

第i个路径点的坐标为：

在该步骤中路径点间隔Δs越小，机械臂末端的运动路径越接近直线，但是控制越复杂，为了满足超声波局部放电检测的要求，一般取Δs≤10mm。

4)然后依次求出每个路径点对应的机械臂肩部、肘部、腕部关节的旋转角度，相邻两个路径点之间各个关节的运动时间，相邻两个路径点之间各个关节的旋转速度，并依次存储在机械臂的控制器中。

由于机械臂末端沿开关柜缝隙匀速运动，所以相邻两个路径点之间的关节运动时间为：

各个关节在路径点的旋转角度以及相邻两个路径点之间的运动速度求解与特高频和地电波检测方法中步骤2相同。

5)从指定的机械臂末端检测路径的起点(即当前位置)开始，通过机械臂控制器每隔时间t_i依次将各个路径点对应的各个关节的旋转角度、旋转速度发送给关节驱动器，直到机械臂末端到达检测路径终点。

步骤5：关闭超声波传感器，完成一次超声波局部放电检测。

步骤6：控制水平滑动关节反向运动，使局部放电检测传感器逐渐远离开关柜表面。该步骤中，为了尽量提高检测效率，同时不会误碰开关柜上的设备，局部放电检测传感器远离开关柜表面5cm即可满足要求。

重复步骤1～6，进行下一个超声波局部放电检测，直到完成开关柜所有缝隙的检测。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (12)

1.一种用于开关柜局部放电检测的机械臂，其特征是：包括依次连接的升降关节、滑动关节、肩部旋转关节、肘部旋转关节和腕部旋转关节，所述腕部旋转关节通过柔性连接机构连接有局部放电检测传感器，所述滑动关节与升降关节轴线垂直布置，所述滑动关节与升降关节分别带动局部放电检测传感器对于开关柜的竖直和水平方向上的相对运动，通过肩部旋转关节、肘部旋转关节和腕部旋转关节的旋转配合，实现在局部放电检测传感器与开关柜相对位置不变时，进一步调整检测点位置和局部放电检测传感器的姿态，实现精确检测；

所述滑动关节与升降关节连接，滑动关节与升降关节轴线垂直布置；

所述肩部旋转关节与滑动关节连接，肩部旋转关节的旋转轴轴线与滑动关节的滑动轴线平行；

所述肘部旋转关节与肩部旋转关节连接，肘部旋转关节与肩部旋转关节轴线平行布置，当升降关节高度确定后，通过旋转所述肘部旋转关节与肩部旋转关节，唯一的确定被检设备表面任一检测点的位置；

所述腕部旋转关节与肘部旋转关节连接。

2.如权利要求1所述的一种用于开关柜局部放电检测的机械臂，其特征是：所述腕部旋转关节的旋转，改变局部放电检测传感器在平行于被检测设备表面方向的姿态，柔性连接机构对局部放电检测传感器在垂直于被检测设备表面方向的姿态进行微调，从而保证在局部放电检测传感器与被检测设备表面不完全平行时能够紧密的贴合。

3.如权利要求1所述的一种用于开关柜局部放电检测的机械臂，其特征是：所述局部放电检测传感器表面周边还安装了多个压力传感器，用于测量局部放电检测传感器与被检测设备表面接触的压力，以保证其可靠的贴合。

4.如权利要求1所述的一种用于开关柜局部放电检测的机械臂，其特征是：所述局部放电检测传感器还安装了距离检测传感器，用于测量传感器表面与被检测设备表面的距离，从而控制滑动关节的滑动距离。

5.基于如权利要求1-4中任一项所述的机械臂的控制方法，若局部放电检测传感器为特高频和地电波传感器，其特征是：具体包括：

步骤(1)根据指定的检测位置和机械臂尺寸判断是否需要升起升降关节，如果需要，则计算升降关节需要升起的高度，并控制升降关节运动到所需位置；

步骤(2)根据指定目标检测位置和局部放电检测传感器的目标姿态，求出肩部关节、肘部关节、腕部关节需要转动到的角度，并控制机械臂各个关节以设定的旋转速度旋转到目标姿态角度；

步骤(3)根据距离传感器测量的传感器表面与开关柜表面的距离，控制滑动关节运动，使局部放电检测传感器逐渐贴近开关柜表面，直到紧密贴合；

步骤(4)启动局部放电检测传感器，完成一次局部放电检测，控制水平滑动关节反向运动，使局部放电检测传感器逐渐远离开关柜表面；

步骤(5)重复步骤(1)-(4)，直至完成全部特高频检测和地电波检测。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征是：所述步骤(1)中，对于指定目标检测位置为P(x，y)，假设升降关节升起高度为0，当肘部关节完全展开，即肘部关节旋转角度θ₂为0，求出机械臂能够达到的最大高度Y_max：

式中，L₁,L₃,L₄分别为升降关节本体高度，肩部关节连杆长度，肘部关节连杆长度，x为指定检测位置的x轴坐标；

比较Y_max与指定检测位置的y轴坐标，如果Y_max＜y，则需升起升降关节，并且升起高度至少为h＝y-Y_max；如果Y_max≥y，则无需升起升降关节，即h＝0。

7.如权利要求5所述的控制方法，其特征是：所述步骤(2)中，肘部关节需要转动到的角度：

肩部关节需要转动到的角度：

根据传感器姿态求出腕部关节需要转动到的角度：

其中，L₁,L₃,L₄分别为升降关节本体高度，肩部关节连杆长度，肘部关节连杆长度，x为指定检测位置的x轴坐标，θ₁，θ₂，θ₃分别为肩部关节、肘部关节、腕部关节的目标旋转角度，

为传感器的目标姿态角，即传感器中轴线与x轴方向的夹角。

8.如权利要求5所述的控制方法，其特征是：所述步骤(2)中，保证各个关节同步旋转，对各个关节的旋转速度进行设置，具体为：指定机械臂末端传感器从当前位置移动到目标位置的时间t，则肩部关节、肘部关节、腕部关节所需旋转速度分别为：

式中，θ₁₀，θ₂₀，θ₃₀分别为肩部关节、肘部关节、腕部关节当前的旋转角度。

9.如权利要求5所述的控制方法，其特征是：所述步骤(3)中，控制滑动关节运动，使局部放电检测传感器逐渐贴近开关柜表面，直到其中某个压力传感器检测到压力值；降低水平滑动关节的运动速度，使局部放电检测传感器逐渐贴紧开关柜表面，直到所有压力传感器的平均压力达到设定值。

10.如权利要求5所述的控制方法，其特征是：所述步骤(3)中，滑动关节运动的速度为v₂＝K_p×(D-d)×δ+K_f(F-f)

其中，v₂为水平滑动关节的运动速度，K_p，K_f分别为运动距离和压紧力的控制系数，d为水平滑动关节实际运动的距离，f为四个压力传感器检测到的压力平均值，F为个压力传感器的平均压力设定值，δ为距离误差在水平滑动关节运动速度中的权值，当f＝0时，δ＝1，运动速度主要决定于距离误差；当f>0时，δ＝0，运动速度只决定于压力误差。

11.基于如权利要求1-4中任一项所述的机械臂的控制方法，若局部放电检测传感器为超声波检测，其特征是：具体包括：

步骤(a)根据指定的检测路径终点位置和机械臂尺寸判断是否需要升起升降关节，如果需要，则计算升降关节需要升起的高度，并控制升降关节运动到所需位置；

步骤(b)根据距离传感器测量的传感器表面与开关柜表面的距离，控制水平滑动关节运动，使局部放电检测传感器逐渐贴近开关柜表面；

步骤(c)启动超声波传感器，开始局部放电检测；

步骤(d)控制机械臂末端携带传感器沿直线路径从当前位置运动到指定位置，依次求出每个路径点对应的机械臂肩部、肘部、腕部关节的旋转角度，相邻两个路径点之间各个关节的运动时间，相邻两个路径点之间各个关节的旋转速度；

步骤(e)从指定的机械臂末端检测路径的当前位置开始，机械臂各个关节每隔设定时间依次按照求得的各个路径点对应的旋转角度、旋转速度进行运动，直到机械臂末端到达检测路径终点；

步骤(f)关闭超声波传感器，完成一次超声波局部放电检测，控制水平滑动关节反向运动，使局部放电检测传感器逐渐远离开关柜表面；

步骤(g)重复步骤(a)-(f)，进行下一个超声波局部放电检测，直到完成开关柜所有缝隙的检测。

12.如权利要求11所述的控制方法，其特征是：所述步骤(d)中，具体包括：根据机械臂末端检测路径起点坐标即当前位置的坐标与机械臂末端检测路径指定检测点的坐标位置，求出机械臂末端检测路径的总长度，结合指定的运动速度求出机械臂运动的总时间，在机械臂末端的检测路径上每隔固定间隔选取一个路径点，求出每个路径点的坐标值，进而求出每个路径点对应的机械臂肩部、肘部、腕部关节的旋转角度，相邻两个路径点之间各个关节的运动时间，相邻两个路径点之间各个关节的旋转速度。

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