关于高压线路巡线机器人的研究设计

高压线路巡线机器人是机器人研究领域的重要研究课题之一,是一种具有广阔应用前景的特种机器人。本文针对110k V输电线路具有防震锤、悬挂线夹、金具、跳线、绝缘子、转弯等诸多障碍,线路与障碍物位置和形态不是特别固定的特点,设计了一款巡线机器人。该巡线机器人可以取代人工到高压线上去进行线路检查,工作人员在地面上就可以通过巡线机器人上摄像头对线路进行线路巡查,检查到隐患部位的时候再通过人工精准的对线路进行检查维修。这样不仅减轻了巡线作业的强度、降低费用,而且还使安全事故发生的概率降到了最低保证了工作人员的安全。     

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汉口一座220kv线路的铁塔上,出现了一个特殊的工作人员:外型像一个方盒子样的巡线机器人。这是武汉供电公司与武汉大学共同研发的首款巡线机器人,每个造价约40余万元。工作人员将它挂上高压线路后,机器人就可以自己握住高压线,沿线滚爬作业。同时,机器上的红外探头对线路和周边环境进行数据收集,检测出导线等的损伤程度。供电工程师     

基于PLC控制的高压输电线智能巡检机器人的研究

本文介绍一种基于PLC控制的能源自给型一挡内高压线巡检机器人,并提出该控制系统的设计与实现方法。该机器人可实现遥控与自主控制模式的有机结合,并可利用太阳能进行能源自给,采用可编程控制器与微机控制结合实现运动控制系统。在实验室模拟超高压输电线线路环境下进行实验研究,并通过室外实验,结果表明,该巡检机器人可实现有效的越障,稳定性高。     

架空高压输电线路走廊树枝修剪机器人研究

在对高压巡线机器人多年的研究基础上,设计了一种架空高压线路走廊树枝修剪作业机器人构型。该机器人通过超长绝缘操作臂携带末端工具可以实现对高压线路走廊下方及两侧机器人作业半径内超长树枝的修剪。同时研究末端工具与树枝作业机理,提出了一种新的树枝修剪机器人作业方法,并完整设计了机器人的机械结构,对机器人进行了实体建模以及典型工况的运动仿真,验证了机器人作业过程中的运动学与动力学特性,为机器人的制造选型以及后期优化设计提供了重要参考。     

一种悬垂绝缘子带电清扫机器人机构设计

采用绝缘子带电清扫机器人清扫绝缘子可以有效地清除绝缘子表面的污秽,防止污闪事故的发生。针对500kV超高压交流输电线路悬垂绝缘子串的环境特点和双伞裙瓷质盘形悬式绝缘子带电清扫任务需求,提出了一种新型悬垂绝缘子带电清扫机器人机构。介绍了机器人机构的构型,推导了机器人的运动学方程,分析了机器人的工作流程。在实验室线路上开展了机器人的行走实验和清扫实验,实验结果验证了机器人机构设计的可行性。该机构具有结构紧凑、环境适应能力强等特点。     

高压输电线路带电检修机器人的研制

成功研制了国内首台可重构的输电线路带电检修机器人"Dream-Ⅰ",具有在导线上自主行走及准确定位功能。首先描述了机器人的作业任务及对象,然后设计了机器人通用平台、绝缘子更换末端及引流板螺栓紧固末端,给出了机器人的控制系统,并对机器人的作业规划进行了仿真分析,最后完成了在高压大厅的电场耐压试验和实际线路上的上线试验及试用。实验结果表明,机器人通过更换机械手末端,能带电完成悬式绝缘子更换及引流板螺栓紧固两大作业任务。     

悬挂行走式高压线除冰越障机器人的设计

通过对高压线除冰技术的分析,重点研究了高压线除冰技术中机械除冰方式的实现方法,通过大量的设想与实践,确定了高压线除冰机械装置的比较有效机构。设计了悬挂行走式高压线除冰越障机器人加强除冰能力。有助于在冰冻或大雪之后高压线上的冰块等破除,防止危险的产生。而且此机器人自行控制,减少了人力,提高了效率。     

基于单目机器视觉的高压输电线路障碍物定位研究

高压输电线巡线机器人运行线路上的障碍物识别定位,是实现巡线机器人自主导航的关键技术之一。针对110k V高压输电线路地线结构的特点,提出了基于单目机器视觉的高压输电线路障碍物定位研究方法。通过在巡检机器人本体上安装单目摄像机,利用单目摄像机采集前方线路图像,对图像中的障碍物进行识别,利用识别出来的障碍物位置中心与摄像机的位置关系建立测距几何模型,来对巡线机器人前方障碍物进行定位。该方法可以较精确地对巡线机器人前方约(1-2)m内的障碍物进行定位并测距,且误差小、识别率高、响应快。最后,通过实验验证该方法有较高的可行性和有效性,能够极大提高巡线机器人自主导航能力。     

高压输电线路救援机器人结构设计与分析

针对现有高压输电线路巡检机器人技术尚不成熟,及当巡检机器人在地线上出现故障时需人工上线拖回所存在的弊端,提出一种单档段救援作业机器人。分析了高压输电线路单档段救援机器人的作业环境与救援任务,设计了救援机器人的总体结构形式和各总成的具体结构,并对所设计的结构进行了三维建模仿真。对救援末端夹爪做了力学特性分析,得到夹爪应力云图,验证了设计的合理性。对救援夹爪做了模态分析计算,得到救援夹爪的单元密度分布云图,并在此基础上对夹爪做了拓扑优化,得到优化后的模型。开发出样机且在松长甲线上试验运行成功,验证了设计的实用型与合理性。     

输电线路巡检机器人仿生结构研究

针对传统高压输电线路巡检机器人作业范围小,受障碍物尺寸限制以及不能跨越引流线等问题,通过观察长臂猿手臂和运动特点,结合仿生学原理,提出了一种基于灵长类动物特征的三臂对称分布式高压输电线路仿生机器人,并建立了机器人的虚拟样机。结合ADAMS软件仿真分析了机器人模拟长臂猿在线路行走及跨越引流线过程,并通过实验反复验证,验证了机器人仿生机构的合理性与稳定性,同时机器人能够稳定可靠的跨越线路障碍,具有越障效率高等优点。