[1]薛 飞,胡一峰,何星晔,等.基于力觉临场感的带电作业机器人遥操作控制系统设计[J].机械与电子,2025,(04):58-63.
　XUE Fei,HU Yifeng,HE Xingye,et al.Teleoperation Control Design of Electric Power Operation and Maintenance Live Working Robots Based on Force Sensing and Presence[J].Machinery & Electronics,2025,(04):58-63.
点击复制

基于力觉临场感的带电作业机器人遥操作控制系统设计()
分享到：

《机械与电子》[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
期数:
2025年04期
页码:
58-63
栏目:
智能制造
出版日期:
2025-04-25

文章信息/Info

Title:
Teleoperation Control Design of Electric Power Operation and Maintenance Live Working Robots Based on Force Sensing and Presence
文章编号:
1001-2257 ( 2025 ) 04-0058-06
作者:
薛 飞 1 ; 胡一峰 1 ; 何星晔 1 ; 侯楚焓 2 ; 刘雨豪 2 ; 刘辽雪 2
1. 国网江苏省电力有限公司常州供电分公司,江苏 常州 213000 ;?
2. 南京理工大学,江苏 南京 210094
Author(s):
XUE Fei1 ;  HU Yifeng1 ;  HE Xingye1 ;  HOU Chuhan2 ;  LIU Yuhao2 ;  LIU Liaoxue2
( 1.Changzhou Power Supply Branch , State Grid Jiangsu Electric Power Co. , Ltd. , Changzhou 213000 , China ;?
2.Nanjing University of Science and Technology , Nanjing 210094 , China )
关键词:
带电作业机器人; 遥操作; 力觉临场感; 力反馈; 卡尔曼滤波
Keywords:
live-working robot ;  remote operation ;  force sensing telepresence ;  force feedback ;  Kalman filtering
分类号:
TP242.3
文献标志码:
A
摘要:
带电作业机器人的各种复杂精细任务对遥操作的临场感存在较强的依赖性,良好的临场感能够提高遥操作的控制精度。为了增强操作人员遥操作的临场感,提高遥操作控制精度,设计了一种基于力觉临场感的遥操作控制系统。为解决力传感器数据受噪声干扰的问题,设计了自适应卡尔曼滤波器,有效降低了噪声对遥操作控制的影响。针对机械臂速度控制导致的位置误差累积问题,采用位置误差消除算法和反馈约束力,实现了遥操作控制的准确性。最后进行了基于力觉临场感的遥操作抓取实验,验证了遥操作控制系统中力觉临场感的有效性,提高了遥操作的控制精度。
Abstract:
The various complex and precise tasks of live working robots have a strong dependence on the presence of remote operations , and good presence can improve the control accuracy of remote operations.To enhance the telepresence of operators and improve the accuracy of remote operation control , this paper designs a remote operation control system based on force sensing telepresence.An adaptive Kalman filter was designed to address the issue of noise interference in force sensor data , effectively reducing the impact of noise on remote operation control.In response to the problem of accumulated position errors caused by speed control of robotic arms , a position error elimination algorithm and feedback constraints were adopted to achieve the accuracy of remote operation control.Finally , a teleoperation grasping experiment based on force sensing was conducted to verify the effectiveness of force sensing in the teleoperation control system and improve the control accuracy of teleoperation.

参考文献/References:

[ 1 ] 陈英龙,宋甫俊,张军豪,等 . 基于临场感的遥操作机器人共享控制研究综述[ J ] . 浙江大学学报(工学版),2021 , 55 ( 5 ): 831-842.

[ 2 ] COHEN J.Live-line repair with tomcat [ J ] .EPRI Journal , 1987 , 12 ( 5 ): 14-19.
[ 3 ] DANDURAND P , BEAUDRY J , HEBERT C , et al.All weather autonomous inspection robot for electrical substations [ C ] ∥2022 IEEE / SICE International Symposium on System Integration ( SII ), 2022 : 303-308.
[ 4 ] 常昕,陈晓冬,张佳琛,等 . 基于激光雷达和相机信息融合的目标检测及跟踪 [ J ] . 光电工程, 2019 , 46 ( 7 ):91-101.
[ 5 ] 阮昭 . 月面作业机器人的力觉临场感与遥操作技术研究[ D ] . 武汉:华中科技大学,2022.
[ 6 ] 王旭东 . 空间机械臂遥操作末端接触力预测仿真技术研究[ D ] . 北京:北京邮电大学,2022.
[ 7 ] 贾东飞 . 遥操纵机器人力反馈控制策略研究[ D ] . 秦皇岛:燕山大学,2023.
[ 8 ] 姜涛,胡作勇,赵天成,等 . 空间机械臂遥操作力觉操控手柄的设计与分析[ J ] . 长春理工大学学报(自然科学版),2020 , 43 ( 5 ): 89-95.
[ 9 ] 谷文通 . 基于网络的仿人机器人遥操作控制研究[ D ] .沈阳:沈阳化工大学,2022.
[ 10 ] JI H C , LI S Q , WANG J , et al.Improving teleoperation through human aware haptic feedback : a distinguishable and interpretable physical interaction based on the contact state [ J ] .IEEE Transactions on human machine systems , 2023 , 53 ( 1 ): 24-34.
[ 11 ] 高俊彦 . 电力运维机器人拉合跌落式熔断器控制方法研究[ D ] . 南京:南京理工大学,2021.
[ 12 ] 徐明威,张禹,李延斌 . 一种六维力传感器的信号噪声处理技术[ J ] . 现代信息科技, 2021 , 5 ( 23 ): 33-36.
[ 13 ] GAO Q , LI J Y , ZHU Y M , et al.Hand gesture teleoperation for dexterous manipulators in space station by using monocular hand motion capture [ J ] .Acta astronautica , 2023 , 204 ( 6 ):630-639.
[ 14 ] 高焕兵 . 带电抢修作业机器人运动分析与控制方法研究[ D ] . 济南:山东大学,2015.

相似文献/References:

[1]李元鹏,郭 疆,邵明东.基于被动力反馈的遥操作电液控制系统[J].机械与电子,2015,(11):47.
　LI Yuanpeng,GUO Jiang,SHAO Mingdong.A Type of Teleoperated Electro-hydraulic Control System Based on Passive Force Feedback[J].Machinery & Electronics,2015,(04):47.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期: 2024-06-24
基金项目:国家电网有限公司科技项目资助项目( J2023016 )
作者简介:薛 飞 ( 1976- ),男,江苏常州人,硕士,高级政工师,研究方向为不停电作业;胡一峰 ( 1991- ),男,江苏常州人,工程师,研究方向为不停电作业;何星晔 ( 1989- ),男,江苏常州人,硕士,高级工程师,研究方向为不停电作业;侯楚焓 ( 2000- ),男,山东潍坊人,硕士研究生,研究方向为机器人柔顺控制;刘雨豪 ( 1994- ),男,江苏南京人,硕士研究生,研究方向为机器人遥操作控制;刘辽雪 ( 1994- ),男,江苏徐州人,博士,博士后,研究方向为机器人智能控制与优化。
更新日期/Last Update: 2025-05-12