输电导线破损故障信号的检测与信号处理

讨论了高压输电导线破损故障的红外检测原理、红外探测器的选择和数据压缩方法；设计了在强干扰环境下信号的提取和处理电路，并给出了时域信号峰峰值邻域基于特征参数综合判据法识别故障的实例。     

高压输电线路绝缘子清扫与检测机器人的研究

为了保障电力安全输送,污秽绝缘子的清扫以及零值绝缘子的检测是高压输电线路维护的日常工作。针对目前以人工登塔为主的作业方式,提出了一种高压输电线路绝缘子清扫与检测机器人,它携带清扫机构和检测装置,能够在沿绝缘子串自动攀爬时实现对绝缘子的带电清扫与检测工作。介绍了机器人的主要机械结构,阐述了其工作原理。通过理论计算和Adams仿真,确定了主要机构的驱动力,并选择了适当的电机。该机器人结构简单,操作方便,为今后的实体样机奠定了基础。     

PC机双向并口与单片机之间高速通信的一种实现

介绍了PC机上用双向并口与单片机进行8b双向通信的一种实现方法，并给出了硬件的连接方式和握手信号的工作方法。同时概速了利用LabVIEW在PC机上对并口进行读写的实现。     

高压线路巡线机器人视觉导航中的单目测距算法

为准确快速地定位高压线路上的障碍物,实现有 效越障,提出了一种用于巡线机器人视觉导航的单目测距算 法。采用Hough变换在视频帧图像中检测出机器人行走导线的两侧边缘;预先测取导线上可 成像 的最近点到镜头的距离且机器人移动过程中保持不变,由此处导线两侧边缘直线纵坐标差和 障碍物处的两直线纵坐标差之比,得到障碍物到镜头的距离并对其进行线性修正,最终可 得到障碍物沿导线到镜头的距离。试验结果表明,提出的方法在5000 mm内测量误差小于5%,可测距离至少能达7.4m;且算法具有精度较 高、速度快、鲁棒性强、需测量参数较少和易于实现等优点。     

高压输电线路带电检修机器人作业臂运动优化

针对完全依靠人工带电拧紧高压输电线路引流板螺栓作业效率低、劳动强度大、高空和高电压危险的问题,研制了一种双臂和双机械手的引流板螺栓拧紧带电检修机器人.通过各关节的轨迹规划双作业臂及其末端由初始位姿运动到螺栓螺母对准状态是机器人顺利完成检修作业的关键.针对现有多项式插值关节轨迹规划依赖于轨迹端点时刻,导致该方法实用性差及关节轨迹运动过程中忽略驱动机构对关节状态制约的问题,提出基于Min-Max时间标准化的改进多项式插值关节轨迹规划方法.基于该方法,以关节运动时间为优化对象,提出满足关节轨迹运动全程约束条件的关节运动时间区间范围的求取方法.通过仿真实验验证了改进算法关节轨迹仅与轨迹端点状态及运动时间有关,而与端点时刻无关,进一步淡化轨迹端点时刻对关节轨迹的影响,提高算法的实用性.通过选取最优关节轨迹运动时间,满足了关节状态全程状态约束要求,从而避免超调的发生,优化了各关节运动轨迹,提高了关节运动的效率.最后通过现场试验进一步验证改进算法的工程实用性.      

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。     

沿输电线路地线行驶巡检机器人定位方法

针对作者所在团队研制的沿输电线路地线行驶的巡检机器人,分别提出了基于倾角传感器、GPS和线路先验信息模型GIS的全局环境定位方法和基于行走轮编码器及其打滑识别、机器视觉、超声波测距传感器和霍尔接近传感器的局部环境定位方法,给出了机器人定位的相关模型或算法.经现场线路试验研究表明,该方法行之有效.     

输电线路感应取电电源装置的研究与开发

针对高压输电线路上能耗较大而体积重量要求严格的设备或需要在线快速充电的设备的能量补给问题,提出了一种以蓄电池为储能单元的感应取电电源装置方案.理论分析和实验研究表明:在相同材料的铁芯下,最大取电功率与铁芯截面积、输电导线电流成正比;在相同材料的铁芯和相同的电池电压下,最优次级绕组匝数与铁芯截面积成反比.开发了一种相对独立的、用于输电导线移动或固定设备电能补给的可开合式感应取电电源装置,并在作者研制的巡线机器人上得到了成功应用;最后给出了感应取电电源装置现场运行的实验结果,证明了该方案在实际运用中的稳定性、可靠性和有效性.     

巡检机器人的主控软件设计与实现

介绍一种沿架空高压线路行驶的巡检机器人的控制硬件系统结构,并详细分析巡检机器人的功能需求,在此基础上确定巡检机器人控制软件的工作方式并对机器人本体主控程序进行详细设计.为达到实时高效的控制目的,根据WinCE多任务的特点,在EVC环境下采用多线程技术实现了主控软件的功能模块化,并详细介绍每个工作线程的工作过程.使用WINDOWS内核对象有效地实现了线程间的同步控制.利用MFC框架简化了软件设计方法,提高了软件的重用度及开发效率.实验表明,控制软件系统运行稳定,实时性好,能满足应用需求.     

构件柔性对机器人运动学解的影响分析

以MSC．ADAMS为研究平台,6自由度转动关节机械手为对象,建立了虚拟样机模型,分析比较刚体模型和柔体模型对机械手末端执行器运动学解的差异。为实际的机械手操作,从虚拟样机分析的角度上,提供了一定的参考依据。