爬壁机器人永磁吸附装置的优化设计

为满足水轮机叶片修复对爬壁机器人负载能力和运动灵活性的要求,设计了一种具有强吸附能力的永磁吸附装置.吸附装置吸附于水轮机叶片表面时,吸附装置和叶片表面之间有一定的气隙(非接触的),以减小爬壁机器人的运行阻力.非接触吸附装置由多个吸附单元组成,吸附单元之间按照一定方式进行耦合,吸附单元由永磁体和轭铁组成.运用有限元方法,建立吸附装置磁场数值计算模型,对吸附单元关键结构参数及吸附单元间耦合方式进行了分析和优化设计.实验结果表明,该吸附装置在气隙为6.2mm的情况下能提供2400N的吸附力,吸附装置自重小,吸附能力强,适用于曲率半径在1.5m以上的导磁壁面.     

移动臂式服务机器人的鲁棒补偿控制

由移动平台和操作臂构成的服务机器人同时具有可移动性和操作性,但移动平台和操作臂之间存在着耦合干扰,系统建模复杂.基于此,建立了服务机器人的标称模型,利用非线性反馈实现了系统解耦,提出了计算力矩加比例和微分反馈的控制算法.针对控制系统存在的建模不确定性和干扰,对已建立的控制律进行补偿,并采用Lyapunov方法确定补偿项,实现了移动服务机器人对期望轨迹跟踪的鲁棒控制.对移动平台系统和机械臂系统进行了仿真实验,实验结果表明,所提出的控制方案能实现对移动臂式服务机器人的鲁棒控制,验证了所设计控制律的有效性和正确性.     

GIS带电检测机器人用超声局放检测仪研制∗

设计了一种适合机器人搭载的GIS超声局放检测仪.该仪器主机装载在机器人移动平台上,超声探头由机械臂夹持进行贴合操作.整个检测过程由机器人自动控制,测试数据可通过无线通信远传,能有效提高变电设备运维的智能化水平.     

输电杆塔攀爬机器人运动学分析与仿真

针对首位或末位架空输电线路维护作业人员在登塔或下塔进行安全防护装置挂接或拆除时无法得到安全绳防坠保护的问题,设计了一种输电杆塔攀爬机器人,主要包括仿生攀爬机构和作业机械臂。提出了一种上下对称、左右配合的多自由度上下肢四臂仿生攀爬机构,可模仿猿类爬树时的动作姿势和顺序实现在输电杆塔主材角钢上的攀爬移动;作业机械臂采用六自由度串联多关节机械臂,能够实现安全防坠装置的挂拆操作;基于D-H建模方法,对攀爬机器人攀爬机构和作业机械臂进行了运动学分析,建立了其D-H运动学模型。通过MATLAB仿真软件对攀爬机构和作业机械臂进行了运动轨迹仿真,经过实验室样机杆塔攀爬及安全防坠装置挂拆动作试验,验证了其可行性。     

基于实时多任务流系统的高空自动化接线机器人研究

文中针对电网高空作业的检修需求进行高空全自动化接线机器人设计,从高空自动化接线机器人机械臂功能设计和接线功能实现方面进行了介绍。高空自动化接线机器人机械臂的结构设计分为机械臂和绝缘设计。采用嵌入“准时”(Just in Time, JIT)调度思想的基于优先级的立即抢先算法实时处理接线多任务,新增绝缘防护失效控制模块,目的是提高处理效率和人机交互的智能化。该系统包括机械臂控制系统、电动机驱动电路系统、移动平台系统等多个模块。通过现场实施测试,证实该系统可以根据任务程序有序、高效地执行实时维护。与传统人工接线相比,高空自动化接线装置具有效率高,安全性好等优越性。     

高压线路末端可重构四臂移动作业机器人控制系统设计

针对完全依靠人工带电更换高压输电线路悬垂绝缘子串和拧紧耐张跳线引流板螺栓两种作业效率低、劳动强度大、高空、高压危险的不足设计了一种末端可重构四臂移动作业机器人构型。提出了机器人末端机械系统、电气系统、软件系统的重构原理和方法,给出了机器人硬件系统和软件系统的设计思路,最后在实际线路上进行带电作业试验,结果验证了文中所设计的四臂移动作业机器人控制系统具有较强抗电磁干扰能力,机器人顺利实现了两种作业功能,进一步提高了作业效率和安全性。     

高压带电作业机械臂姿态监测系统研究

针对电力系统高压带电作业机械臂作业过程中的姿态监测问题,研制了一种高压带电作业机械臂姿态监测系统,并提出了基于四元数法的姿态监测算法。首先,由加速度传感器、陀螺仪、地磁传感器和Zigbee无线通信单元组成的监测单元安装在机械臂各关节任意位置,并结合四元数算法,精确测量机械臂各关节的三维空间角度,同时,通过Zigbee无线通信单元,将各关节三维空间角度上传至监控终端;然后,监控终端通过简单的三角函数和迭加计算,即可快速得到机械臂各关节的实时位姿,并进行显示;最后,以美国Kraft公司生产的Grips机械臂为例,建立了基于四元数的机械臂运动学模型并进行了仿真实验,实验结果表明所提出的系统和方法测量精度可达0.05°,同时计算时间可缩短至1 ms。实验结果证明了所提出的系统及方法的有效性和高效性。     

移动作业在配电抢修中的应用

本文分析了配电抢修工作中目前存在的问题,针对这些问题提出了移动作业平台的解决方案,介绍了移动作业平台的特点和功能,详细描述了实现移动作业平台的关键技术和实现方案,在配电抢修中使用移动作业平台可以提高工作效率,提升管理水平。     

GIS设备内部检查机器人的模块化设计及实现

由于GIS设备内部存在缺陷或故障需要进行检查时,GIS罐体较长、管径细小,采用人工的方法无法有效查看内部状态并难以进入内部进行检修作业,因此本文研究了GIS设备内部检查机器人,采用模块化设计并实现了柔性机械臂功能、异物清扫功能及环境感知监测功能的模块化替换,可根据不同的作业场所选择对应的机器人功能模块进行内部工作。在实验室搭建了GIS设备罐体进行功能模块实验验证,实验结果表明:柔性机械臂模块旋转角、弯曲角满足GIS内部复杂环境作业要求,异物清扫模块能够完全清理GIS腔体底部的不同类型微小异物,环境监测感知模块可实现罐体内O_2、H_2S、SO_2成分检测,确保机器人在110 kV及以上GIS设备内部发挥效用。     

配电开关柜辅助作业机器人应用研究

随着电网设备的不断增多和变电站自动化、安全性要求的不断提高,电网对于辅助作业机器人的需求不断增加。对配电开关柜辅助作业机器人进行了研究,设计了机器人的运动控制系统和双目识别系统。机器人能够通过激光雷达和惯性测量单元对位置进行精确定位和最优路径规划,通过6自由度的机械臂能够完成开关柜的开断作业以及断路器的取出放入,通过实时检测配电柜的运行参数,对开关柜运行状态进行监控,及时处理设备故障隐患,提高了设备安全稳定运行的能力。     

水轮机叶片修复用弧焊机械手的控制

介绍了水轮机叶片修复用示教再现型弧焊机械手系统的基本结构、功能和示教方法。给出了该机械手的示教结果＾「１」。结果表明,该机械手工作可靠,操作简便,再现精度高,能满足修复工作的要求。     

宁夏石嘴山发电厂#8汽轮机末级叶片的现场焊接修复

通过对宁夏石嘴山发电厂#8机汽轮叶片材料的焊接性和焊接工艺要点的分析,详细介绍了汽轮机叶片的现场焊接修复工艺方案及具体过程。     

输电线路应急抢修移动平台的研制

针对电力系统抢修工作的实际需要,研制输电线路应急抢修移动平台.应急抢修平台以四驱越野客车为基础,前部为乘坐区,后部为设备及作业区,平台内部设有现场机加工设备,电焊、台钻、虎钳等,前端安装自救绞盘,并安装无线电台.应急抢修移动平台安装星际照明灯及红外可变焦摄像头,用于夜间现场抢修作业,移动抢修平台电源配有车载电源,实现移动电源与外接电源的切换.抢修移动平台已在承德供电公司进行应用,运行情况良好,提高了抢修效率,完全满足正常输电应急抢修需求.     

Control of a 6DOF Mobile Manipulator with Object Detection and Tracking Using Stereo Vision

A supportive mobile robot for assisting the elderly is an emerging requirement mainly in countries like Japan where population ageing become relevant in near future. Falls related injuries are considered as a critical issue when taking into account the physical health of older people. A personal assistive robot with the capability of picking up and carrying objects for long/short distances can be used to overcome or lessen this problem. Here, we design and introduce a 3D dynamic simulation of such an assistive robot to perform pick and place of objects through visual recognition. The robot consists of two major components; a robotic arm or manipulator to do the pick and place, and an omnidirectional wheeled robotic platform to support mobility. Both components are designed and operated according to their kinematics and dynamics and the controllers are integrated for the combined performance. The objective was to improve the ac-curacy of the robot at a considerably high speed. Designed mobile manipulator has been successfully tested and sim-ulated with a stereo vision system to perform object recognition and tracking in a virtual environment resembling aroom of an elderly care. The tracking accuracy of the mobile manipulator at an average speed of 0.5m/s is 90% and is well suited for the proposed application.     

我国水轮机空蚀磨损破坏状况与对策

本文在介绍我国水电开发前景和水轮机空蚀磨损破坏状况的基础上提出了防止空蚀磨损破坏的对策,并且介绍了多年来在提高多泥沙河流水电站检修能力方面做的工作和目前开展的机坑内水轮机修复机器人研究中提出的要求。     

基于CAN总线的排爆机器人的控制系统

介绍了基于CAN总线的排爆机器人的运动控制系统的实现,并详细描述了各控制模块与CAN控制器之间的如何实现通讯。排爆机器人（EOD robot）是一种由操作者远程遥控完成复杂作业任务的特种机器人。操作机主体一般是由一个多自由度的机械手和一个可移动平台组成,为实现其复杂的运动控制就需要各个执行部件的协调工作。为此采用多个模块控制各个执行部件,各模块间通过CAN总线通讯,以实现控制系统的分布智能化。     

一种改进的BP网络在遥操作机器人系统中的应用

遥操作机器人就是通过计算机网络利用机器人对远距离环境进行观测和操作.本文为了对不确定环境下的遥操作机器人系统进行较好的控制,研究和分析了基于神经网络的遥操作机器人系统的预测控制算法.该算法通过建立远地从机械手和环境模型,预测从机械手返回的作用力,实现主、从机械手之间的无时滞跟踪.仿真结果表明,此算法能够获得较好的稳定性和操作性能.     

葛洲坝电站转桨式水轮机叶片立体样板

随着水力资源的开发,转桨式水轮机叶片日趋增大。采用多层弧板组合式流线样板检查弧长8m的葛洲坝水轮机叶片已不适用.本文提出并阐述了衍架式触点样板的结构方案,解决了样板笨重及易变形的问题.列举了新结构的优点、用途.并给出了样板关键尺寸的计算方法。     

大型水轮机座环工地加工工艺研究

叙述了大型座环工地加工部位、加工方法及找正方案,对不同结构的座环工地加工及设备选择进行了比较,总结了座环工地加工中的一些技术要求,为水轮机座环的工地加工提供了宝贵经验.