基于STM32的电缆管道智能巡检小车设计

针对配电网电缆管道分布广、空间狭窄、巡检难度大的问题,以STM32单片机为核心,以OV7725摄像头作为图像采集设备设计了一种用于电缆排管巡检的智能小车来代替人工巡检.小车采用WiFi通讯方式进行下位机与上位机通讯,采用LED照明.对小车电源的电压与电量关系进行分析,确定了电压与电量的关系曲线.在PC端及手持设备上均可进行小车控制,通过小车摄像头所拍摄图像回传对管道内情况进行观测,图像传输速度超过15帧/s.对小车进行了多次爬坡实验、越障实验、管道行走等实验,小车可通?150 mm、?160 mm、?200 mm等电缆排管,续航时间可达到30 min以上,爬坡角度大于10°,有效通信距离40 m以上.     

一种用于电缆管道排管作业与巡检的遥操作机器人

介绍一种用于城市地下电缆排管作业与巡检的遥操作机器人系统.该系统由可远程操作的机器人本体、传输/回收设备和便携式地面监控站组成.基于TMS320DM6446主控芯片的嵌入式控制系统、高性能的驱动机构、多传感器组成的检测单元及可靠的无线/有线双传输链路使机器人能辅助电缆管道排管作业和施工验收,完成电缆状态检测等功能.实验表明,该机器人结构独特、体积小巧,能够稳定运行于电缆排管中;机器人拥有足够牵引力以辅助电缆敷设;检测单元能获取视频图像、管内温度、排管坡度和电缆局部放电量等检测信息;整个机器人系统可以满足电缆管道排管作业与巡检的基本要求.     

一种新型排管电缆微型检测机器人的机构设计

随着国民用电需求的快速增长,地下电缆输配电在城市电力输送中的应用越发广泛,对于地下排管电缆的巡检已成为保证电力输送安全可靠性的一项重要任务。目前对排管电缆的巡检大都采用人工停电检测的方法,这种方法效率低、安全性差,并且伴随一定的经济损失。为解决上述问题,这里设计了一种新型排管电缆微型检测机器人,该机器人能够在电缆排管这类的狭小且不规则的异形管道内行走。其中,弹簧装置的设计进一步提高了机器人的稳定性与对不同管径的管道的适应性,微型步进电机驱动保证机器人有足够的牵引力,并且为其他传感器的集成提供了有利的平台,安全线的设置保证机器人即使遇到特殊状况也不会搁浅在管道内。这里建立了已敷设电缆排管内剩余空间模型以及机器人的三维模型,给出了机器人的具体结构参数及运动参数,对该机器人在排管内的状态进行了受力分析和适应性分析。分析结果表明,该机构能够实现在电缆排管内的平稳运行。     

一种管状带式输送机巡检小车的传动机构设计

研究该小车的目的是替代人工巡检且检测管状带式输送机的扭管、胀管以及托辊噪音等问题。通过在小车壳体内安装的可见光摄像头以及拾音器等设备传输的图像和声音等数据,再经过人工分析判断,即可完成皮带线相关问题的检测。实验数据显示,该种小车可以在预先设定好的机架上稳定移动,代替了人工巡检的繁重工作,改变了人工间断的巡检方式,提高了巡检工作的延续性与可靠性,增加了巡检工作的安全性。该种小车的传动机构设计内容包括电机的转速计算和选型,传动齿轮参数确定,轴承、端盖、外壳、联轴器、摩擦轮以及齿轮轴的设计或选型等。     

智能巡检机器人的电缆缺陷检测关键技术研究

为了满足电力系统运维过程中电缆沟巡检的任务要求,设计了一种智能型电缆沟巡检机器人系统,并对该系统中的电缆缺陷检测关键技术进行研究。提出了一种基于小波变换图像分割与图像轮廓检测的电缆绝缘层破损检测算法和电缆温度异常检测算法,通过在搭建的模拟电缆沟实验环境中对机器人系统进行整体测试,验证了算法的有效性。同时,测试结果表明,设计的机器人巡检系统能够实现实时的电缆缺陷检测,可以满足电力系统电缆巡检的实际要求。     

长距离管内壁观测装置

长距离内壁观测装置主要用于管道内壁表面的观察与检测。我们采用非球面环式反射镜及ＣＣＤ摄像头，把成像用电缆远距离传输，在管外进行图像信息处理，并用监视器显示图像。该仪器的特点是全视场，成像清晰、软式工作距离长。     

在役高压电缆缓冲层缺陷检测

缓冲层烧蚀故障是高压电缆故障的主要因素之一。由于现场环境复杂,而CT检测需要对物体实现一定角度的相对旋转,目前尚没有针对在役高压电缆CT检测的设备。采用射线源平移扫描局部CT成像方式,通过实验仿真和实验平台验证,设计了可用于现场应用的便携式检测系统,实现了在役高压电缆缓冲层缺陷在线CT检测。对于110 kV高压电缆缓冲层,可检出?1 mm的孔状缺陷,220 kV高压电缆可检出?2 mm的缺陷。收集2 016张带有缺陷的CT图像后,结合802张同种结构电缆的圆周CT图像,采用迁移学习的方法,实现了缺陷自动检测,精确率为87.6%,召回率为93.5%,漏检率为6.5%,接近圆周CT的水平。     

用于细小工业管道的视频探测器

介绍一种在内径20mm的工业管道内进行探测的视频传感器,对所用的微小型CCD摄像头、照明用LED及其结构进行了讨论.介绍了用于图像采集、显示的硬件结构,对采集到的图像进行直方图均衡化处理,获得较好的处理结果,提高了操作人员观察的效率.     

全气动管道检测机器人的研制

针对人工检测地下排水管道存在入井尺寸限制及易燃、易爆等问题,设计研制了一款能适应直径600～1050 mm管道的全气动管道检测机器人。机器人通过气缸撑壁以及连杆变幅,实现了在不同直径管道的撑壁行走。采用大减速比气动马达低速旋转实现摄像头沿壁面慢速移动,从而进行对管道壁面的图像采集。设计了执行机构的全气动控制系统,根据气动逻辑原理图,通过FluidSIM软件对气动控制回路进行仿真。完成了管道检测机器人的样机制作与管道实验,验证了机器人在污水中检测的可行性。     

基于NI的疲劳裂纹扩展试验摄像头运动控制系统

针对疲劳裂纹在线检测的问题,提出了基于NI运动控制技术的疲劳裂纹扩展试验摄像头运动控制方法。该系统主要包括CCD摄像机、镜头、云台、NI-PCI-7334运动控制卡、光源照明系统、NI-PCI-1410图像采集卡、计算机以及安装在计算机内的图像处理软件和上位机运动控制软件。根据摄像头在图像采集过程中的动作要求,设计了运动控制方案,采用NIMotion软件包开发了四轴运动控制程序。实验结果显示,该系统可以实现疲劳试验中摄像头单步／连续运动及试验过程中的裂纹自动跟踪,摄像头定位精度达到0．05mm。