[发明专利]高压直流输电线磁力机器人旋转力控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种高压直流输电线磁力机器人旋转力控制系统，所述机器人有m个避障臂，所述机器人在横向风力的作用下产生绕高压直流输电线的摆动，所述避障臂内具有旋转线圈和磁芯，所述旋转线圈设置在所述磁芯上，其特征在于，所述控制系统包括：

电流传感器，用于检测所述避障臂内所述旋转线圈电流大小；

倾角传感器，用于检测所述机器人在高压直流输电线截面平面内的摆动角度；

加速度传感器，用于检测所述机器人在高压直流输电线截面平面内的摆动加速度；以及

控制器，基于所述电流传感器、所述倾角传感器和所述加速度传感器的检测，控制所述旋转线圈电流的大小，进而控制平衡力矩，使所述机器人处于竖直向下状态；

其中，在非越障状态下，所述机器人摆动角度θ时，所述控制器将m个所述避障臂的所述旋转线圈的电流调整为

在越障状态下，所述避障臂会依次张开，之后再依次闭合，假设机器人越障时，同时打开i个避障臂，此时张开的避障臂中的旋转线圈不再提供旋转力，即张开的避障臂中的旋转线圈的电流为0，由剩下的m-i个避障臂提供旋转力矩维持机器人的平衡，所述机器人摆动角度θ时，所述控制器将所述剩下的m-i个避障臂中的旋转线圈的电流均调整为

式(1)、(2)中，F₀为所述机器人受到的横向风力，a为所述机器人的底部到高压直流输电线的中心轴线的距离，θ为所述机器人的摆动角度，u_r为所述磁芯的相对磁导率，u₀为空气磁导率，I₀为高压直流输电线电流，L为所述旋转线圈有效边长度，n为所述旋转线圈的匝数，m为所述避障臂的数量，i为越障时处于打开状态的所述避障臂数量，所述磁芯的内环上对称地设有对中线圈，所述避障臂内设有用于保护所述高压直流输电线的线缆保护套，所述线缆保护套内壁设有相对于磁芯的中心成中心对称的测距传感器，所述控制器根据测距传感器的检测调节所述对中线圈的电流的大小，将高压直流输电线调整到线缆保护套的中心轴线上。

2.一种高压直流输电线磁力机器人旋转力控制方法，所述机器人有m个避障臂，所述机器人在横向风力的作用下产生绕高压直流输电线的摆动，所述避障臂内具有旋转线圈和磁芯，所述旋转线圈设置在所述磁芯上，其特征在于，所述控制方法包括以下控制步骤：

倾角传感器检测所述机器人在高压直流输电线截面平面内的摆动角度，电流传感器检测所述避障臂内所述旋转线圈电流大小，基于所述倾角传感器和所述电流传感器的检测将所述旋转线圈的电流调整到使所述机器人在高压直流输电线上处于竖直状态时所需的电流值；

加速度传感器检测所述机器人在高压直流输电线截面平面内的摆动加速度，基于所述加速度传感器的检测调整所述旋转线圈的电流，使所述机器人的摆动加速度为零；

其中，在非越障状态下，所述机器人摆动角度θ时，将m个所述避障臂的所述旋转线圈的电流调整为

在越障状态下，所述避障臂会依次张开，之后再依次闭合，假设机器人越障时，同时打开i个避障臂，此时张开的避障臂中的旋转线圈不再提供旋转力，即张开的避障臂中的旋转线圈的电流为0，由剩下的m-i个避障臂提供旋转力矩维持机器人的平衡，所述机器人摆动角度θ时，将所述剩下的m-i个避障臂中所述旋转线圈的电流调整为

式(3)(4)中，F₀为所述机器人受到的横向风力，a为所述机器人的底部到高压输电线中心轴线的距离，θ为机器人的摆动角度，u_r为所述磁芯的相对磁导率，u₀为空气磁导率，I₀为高压直流输电线电流，L为所述旋转线圈有效边长度，n为所述旋转线圈的匝数，m为所述避障臂的数量，i为越障时处于打开状态的所述避障臂数量，所述磁芯的内环上对称地设有对中线圈，所述避障臂内设有用于保护高压直流输电线的线缆保护套，所述线缆保护套内壁设有相对于磁芯的中心成中心对称的测距传感器，根据测距传感器的检测调节所述对中线圈的电流的大小，将高压直流输电线调整到线缆保护套的中心轴线上。