基于地线改造的巡检机器人机械结构设计

针对目前研究的巡检机器人巡检效率低的问题,提出一种将巡检机器人和架空地线结构作为一个整体系统的研究方法,即将架空地线上的阻挡型防震锤、悬垂线夹和耐张塔头等阻挡型结构改造为无阻挡型道路结构,使得巡检机器人只需穿越这些越障碍物而无需跨越障碍物,从而大大提高机器人巡检效率。在此基础上,提出了一种沿架空地线行驶的自主巡检机器人系统,并着重阐述了线路改造和移动机器人机构两大关键技术。通过现场典型作业环境的运行试验,表明了提出的自主巡检机器人系统的正确性和良好的应用前景。     

巡检机器人无动力下坡系统参数匹配研究

为提高无动力下坡能量回收效率,优化巡检机器人的性能指标,提出了一种能量回收最优原则的无动力下坡系统参数匹配方法.在建立无动力下坡系统理论模型的基础上,分析了系统重要参数对能量回收效率的影响.以满足最大速度、爬坡性能、回收总能量要求为前提,分别确定了电机的有效功率、减速器的减速比以及超级电容器容量的取值范围;以提高能量回收效率为目标对各个参数进行了优化选取.通过ADVISOR软件建立巡检机器人仿真模型,并对参数匹配结果进行了仿真分析.结果 表明,在给定的下坡档段循环工况下,无动力下坡能量回收效率提高了7％.     

220kV带电线路树枝修剪机器人结构设计及实现

针对高压输电线路走廊树枝与下相导线间距离过近可能导致短路跳闸等问题,研究设计了一款带电线路树枝修剪机器人,包括沿地线行走的移动机器人平台、绝缘绳卷扬升降及回转平台和末端作业平台.首先,根据作业空间分析提出了树枝修剪机器人的构型原理,并建立了三维模型.其次,针对绝缘组合臂在保证强度和刚度条件以及实际应用条件下利用遗传算法求得了质量最小的最优解,并利用ABAQUS对其进行了有限元应力应变分析及模态分析.最后,试验样机在220kV带电线路上进行了多次树枝修剪试验,试验结果表明,该样机满足220kV带电线路树枝修剪要求,验证了设计的合理性与实用性.     

巡线机器人延迟容忍传感器网络数据传输策略

巡线机器人延迟容忍传感器网络(delay tolerant mobile sensor networks for inspection robot,DTMSNR)用于输电线路巡线机器人远程电网数据收集,具有节点稀疏、异构、随机移动性、间歇连通性和延迟容忍性.针对传统传感器网络数据传输算法机器人数据传输成功率低与网络可靠性差等问题.提出一种基于巡线机器人位姿信息的数据传输(mobile robot position-based delivery,MPD)策略.为准确计算巡线机器人网络位姿信息,建立机器人路径约束随机运动模型.MPD采用机器人相对网络位姿信息计算传输概率,进行消息传输路径选择.对网络异构消息引入机器人消息优先传输、消息失效机制进行消息队列管理.仿真实验表明,相较现有的几种延迟容忍传感器网络(delay tolerant mobile sensor network,DTMSN)数据传输策略,针对巡线机器人网络MPD能在适当的传输能耗下达到更高的传输成功率与更低的传输延迟.      

大型升船机运行工况的计算机动态仿真的研究

以三峡垂直升船机为研究对象，用动态子结构法分别对升船机的正常工况、一根同步轴断裂和两台电动机失效等故障工况进行模和计算机动态仿真计算。计算结果表明，这两种故障工况与正常工况的动力学特性没有明显的变化，从而从理论上证明了升船机在故障工况时也能保证安全、可靠运行。     

内置式永磁同步电机弱磁调速控制

在对内置式永磁同步电机数学模型深入研究基础上,提出了一种最优弱磁路径控制策略,该控制策略是基于由直轴电流Id和交轴电流Iq所构成的状态空间,以最大电流曲线、最大磁链曲线和最小磁链转矩比曲线为边界而提出的一种最优弱磁路径。该控制策略以实现在电机任何转速下输出力矩范围最大化和电机电枢电流最小化为目标,指出了电机在各种转速下的力矩控制方法,充分挖掘电机的自身潜能,有效保证高速高精型数控机床的加工运行。仿真和实验研究表明,该控制策略可以大大提高电机的调速范围,同时保证转矩有良好的可控性。     

基于DSP的高压巡线机器人伺服控制系统

在分析和研究高压巡线机器人原控制器的基础上,设计了一种基于DSP 的全数字化控制器。该控制器采用主从式多处理器工作模式,用6 个DSP 对机器人12 个关节的无刷直流电机进行伺服控制,采用高速CAN 总线实现上位机和下位机的通讯。与原控制器相比,该控制器具有较高的集成度和优良的性价比,便于降低成本,减少机电系统体积。试验表明,该控制器性能稳定可靠,可满足机器人多轴控制的需要。     

架空高压输电线路巡线机器人样机研制

介绍了所研制的220 kV架空高压输电线路巡线机器人。该机器人的特点是：用最少的自由度和小巧紧凑的机械结构以及多传感器与机器视觉混合伺服方法，实现了机器人在一根相线全程线路上的自主行驶运动（滚动、爬行和跨越/避让障碍物）；用电流互感器技术实现了机器人电能消耗的在线自动补给；用可见光摄像机和红外热成像仪实现了线路的巡视与机械电器故障的检测诊断；巡检线路及其信息实现了计算机管理。该机器人已通过了现场带电线路上的运行试验，具有广阔的应用前景。     

基于客户/服务器模型的塔式起重机剩余寿命评估系统

采用客户／服务器模型，开发出塔式起重机剩余寿命评估系统，详细介绍了该系统的总体技术方案、体系结构及功能设计。     

巡线机器人视觉导航中的摄像机现场标定

为在工作现场对巡线机器人视觉系统中的摄像机进 行标定,提出了一种自动化的标定方法。方法首先通过视觉检测地线和线上的运动目标,发 现目标后,控制机器人沿地线作低速运动。检测到目标进入处理区域时,记录目标上最前端 点的坐标,然后变换2次视角,获取3个视角下的一系列图像。在处理中, 提取每个视角下间隔Δn帧的n幅图像中目标上的最前端点,以通过该点的地线 的垂线与地线两侧边缘线及轴线的交点形成 2×(n－1)的棋盘格,并对格点进行校正。然后利用地线尺寸、机器人速度和被处理帧间的 时间差等已知条件,获取图像中的点 与其三维空间点间的对应关系,最后利用张氏标定法相同的处理方式,解算出摄像机的内外 参数。结果 通过实验验证,以张 氏标定结果为准,该算法对内参中的焦距误差不超过5%。通过本文算法,可实 现摄像机的工作中的自动标定,无需人工拍摄标定参照物,不需人工干预,能较好的实现自 动化。