蛇形机器人高空电缆巡检

长期以来，高空电缆的巡检都以人工为主，人工检修过程中除了要顾虑工况危险以外，还要考虑长时间检修使人疲劳所带来的人为误差。这种方法不仅消耗大量人力资源，还难以保证检修精度。

而对于一般机器人来说，高空电缆复杂的桁架结构基本无法使其正常工作。蛇形机器人得益于其狭长的身体机构和多样的运动形式，对于需要攀爬作业的结构有良好适用性。

中国矿业大学唐超权教授带领的课题组开发了一款蛇形机器人，用于代替人工进行高空电缆巡检。该蛇形机器人由9个相同的关节、一个集控制系统与供电一体的模块和头部的感应器组成。关节与关节之间可以完成单轴向180度的旋转，且相邻两个轴是正交的，从而可以在复杂环境中进行穿插。而在光滑的表面上，机器人可以凭借每个关节的自转，身体绕成圆形来完成移动。

为了使蛇形机器人有一定的自主性，机器人搭载了丰富的传感器。机器人需要利用惯性传感器的信息有效估计自身的状态，因此各个关节姿态控制和姿态解算就成为了机器人设计的关键。

为此，中国矿业大学使用了NOKOV(度量)光学动作捕捉系统来捕捉机器人的关节运动。该系统利用8个Mars 2H红外光学动作捕捉镜头，捕捉固定在蛇形机器人各关节上Marker标记点，从而获取蛇形机器人运动过程中每个关节的位置坐标和角度变化，作为参考量。通过将惯性传感器信息融合后解算出的位姿和动作捕捉系统获取的位姿数据进行对比，验证了算法的有效性。