变电站巡检机器人的充电系统设计

通过对变电站巡检机器人充放电系统的研究,设计了基于ATmega128A的智能充电系统,实现了变电巡检机器人锂电池充电管理,给出了系统工作原理、硬件结构和软件运行流程。系统根据变电站巡检机器人的锂电池电量状态自动改变充电电流大小,实现恒流、恒压和涓流过程,使变电站巡检机器人在无人干预的情况下自动充电,为巡检机器人长时间在变电站自主工作提供了动力能源保障。     

变电站智能巡检机器人系统设计

针对变电站检修中危险系数高、劳动强度大等特点,设计了针对适用于变电站现场环境的智能巡检机器人,并对其控制系统的轮毂角度转向策略、电机启停策略、通信系统故障判断策略进行研究。研究结果表明,机器人具有良好的运动性能,在变电站检修中具有一定应用价值。     

基于地图匹配的变电站巡检机器人激光导航系统设计

针对目前变电站巡检机器人导航方式存在的不足,设计了基于地图匹配的变电站巡检机器人激光导航系统。介绍了导航系统的系统组成结构,并着重对建图定位软件中的地图创建和定位结算模块的实现方法行了设计,同时也针对机器人的全局路径规划实现方法进行了简要介绍。通过变电站现场测试,本系统具有较高的重复定位精度,满足机器人巡检运行的要求。     

煤矿巷道履带式巡检机器人系统设计

随着煤矿开采量的逐年增加,煤矿向着深煤层方向发展,传统的人工巡检暴露出很多的问题。为了解决传统的人工巡检存在的工人劳动强度大、环境不安全系数高、工作效率低、巡检不到位、出现漏检和误检等问题,通过对煤矿巷道巡检机器人进行相关研究,设计了一种履带式巷道巡检机器人系统,可以代替人工完成巷道的巡检,通过机器人搭载多种环境参数检测传感器、远红外摄像头、智能机械臂等,辅以智能识别算法和上位机操作系统,实现了对巷道全方位智能巡检。通过将设计的机器人进行现场应用和调试,结果表明：该套履带式巡检机器人可以准确识别环境参数并上传至上位机,能够准确识别异物并使用机械臂排除障碍,巡检续航时间为12 h,取得良好的应用效果和经济价值,有助于大力推进煤矿无人化和智慧化的建设。     

变电站巡检机器人自动充电系统

为实现巡检机器人在无人干预情况下安全可靠、快速高效地自动充电,进而实现巡检机器人在变电站长期值守、完全自治,提出一种充电装置侧向对接的自动充电系统。该系统采用磁轨道引导,RFID标签定位,导航定位精度较高;通过检测充电机构位置和极片电压,判断充电条件是否满足,简单可靠;通过采用弹片压住极片夹,滑槽连接充电座与定位槽板,提高误差容忍度和对接可靠性。该系统已在全国30多个变电站实际应用,运行效果良好,应用前景广阔。     

变电站巡检机器人电源系统研究

为满足巡检机器人电源系统自动化水平高、稳定性强的要求,提出一种应用于变电站巡检机器人的电源系统,全面监测电池电压、电流、电量及温度,全面记录历史事项信息,具有过放、过充、欠压等多重保护,实现机器人内部温度自动调节及电池自动充电。该系统电源状态监测全面,自动化程度较高,交互性好,实用性强,能够满足变电站巡检机器人长期自主运行的功能需求,并已在工程现场验证了其良好的安全性和稳定性。     

变电站轮式巡检机器人机械臂避障路径规划方法

变电站工作环境特殊且复杂,为保证巡检机器人在执行巡检任务的同时,能更好、更安全地进行作业,提出面向轮式巡检机器人的机械臂避障路径规划方法。利用八叉树结构建模技术,架构巡检机器人工作环境的三维模型与环境更新模型。确定机械臂与环境关系,建立机械臂运动学模型,根据末端执行器位姿的已知与未知情况,完成运动学模型的正解与反解计算。基于关节位姿的三维坐标,设定机械臂连杆不碰撞障碍物为必要条件,依据六次多项函数式解得的关节角速度与角加速度连续轨迹,通过更改非固定参数值,调整机械臂的移动轨迹,最后,利用贝塞尔曲线平滑处理路径。仿真试验结果表明,所提方法路径精度更优越,避障效果更理想,符合变电站巡检的实时性需求。     

变电站巡检机器人运动控制系统研究

针对变电站特殊的应用环境,为保证巡检机器人的运行可靠性和停车定位精度,研究设计了变电站巡检机器人运动控制系统.重点论述其行走方式、引导与定位方式、系统软硬件设计、运动控制算法等.通过磁轨迹引导与RFID定位,确定机器人本体姿态和位置,简单可靠,定位精度高,抗干扰能力强.通过两驱动轮差速,两万向轮随动,跟踪磁轨迹,执行运动控制指令,控制灵活,可靠性高.采用S曲线加减速、比例微分寻磁、分段补偿等运动控制算法,运动冲击小,控制误差小.经过工程验证,设计的运动控制系统能够满足变电站巡检机器人的应用要求.     

变电站巡检机器人检测及控制系统研究

针对全天候、强电磁等复杂背景下,要求变电站巡检机器人适应性强、可靠性高、控制灵活及检测结果准确等因素,介绍一种抗干扰能力强、实用化程度高、完全自主运行,能够满足变电站设备巡检要求的机器人检测及控制系统,主要包括导航定位及运动控制系统、电源管理系统、云台控制系统、图像及声音检测系统。检测及控制系统是机器人的重要组成部分,为巡检机器人长期自主运行提供了有力支持。     

基于变电站巡检机器人的超声波检测系统的设计与实现

本文研究开发了一种基于变电站巡检机器人的多超声传感器采集系统.系统选用一体化超声传感器,以单片机为控制器,设计了超声波的发射和接收电路,完成了与机器人工控机的通信,并完成了相应的软件程序设计.考虑到变电站的强电磁环境对电子设备的干扰影响,在电路设计上采用大量的滤波电路,提高了系统的抗干扰能力,实现了测量的实时性和准确性.变电站环境应用表明:该系统运行稳定,具有较高的测量精度,对变电站巡检器人在变电站中的应用具有重要意义.     

变电站机器人沿轨道自主巡检的方法研究

为了克服对未铺设道路的变电站巡检的困难,设计了一种能导电和传输数据的巡检轨道,提出了一种机器人沿轨道运动并对变电站设备进行自主巡检的方法,机器人通过在轨道上移动,收集选定目标的热图像,并处理数据和预测电气元件的机械强度,从而实现对电气元件的故障诊断。将设计的自主巡检机器人识别的热图像测量结果与美国FLIR SC660红外热像仪的测量结果进行了比较,结果表明,该机器人能准确识别部件和测量部件的温度。     

基于Hopfield神经网络的变电站巡检机器人自主导航方法

针对变电站巡检机器人自主规划问题,为了使变电站巡检机器人快速有效的自主规划出最佳巡检路线,缩短最优路径规划时间和巡检作业时间,保证变电站巡检机器人更快、更有效地自主完成巡检作业,提出了一种基于Hopfield神经网络算法的变电站巡检机器人自主导航方法,同时结合磁轨迹导航和RFID技术。利用MATLAB仿真实验,验证了该方法的有效性和实用性。     

变电站智能巡检机器人系统的设计

本文通过对多个变电站的调研和分析,提出了一套变电站智能巡检机器人系统的方案,该方案由计算机基站、固定检测设备和可移动智能巡检机器人组成。在变电站智能巡检机器系统中实现了在一定程度上代替工作人员的巡检工作。     

皮带运输机巡检机器人数据处理系统设计与实现

数据处理系统是皮带运输机巡检机器人控制系统的核心,为保证巡检机器人安全、高效、稳定运行,在分析皮带运输机巡检机器人特征的基础上,设计了基于STM32控制器的巡检机器人数据处理系统。重点介绍了数据处理系统的总体设计以及软、硬件设计方案,并进行了试验室验证。验证结果表明：设计并实现的巡检机器人数据处理系统满足设计要求,可保障皮带运输机巡检机器人高效、安全运行。     

面向变电站多机器人智能协同巡检系统的研究分析

变电站巡检机器人长期面临高温、高电压、强风雷电等外部环境,严重影响巡检机器人的工作质量。为提高变电站巡检机器人系统的稳定性、可靠性及精度,对多机器人智能巡检系统的构建及关键技术进行分析,基于ROS系统的多机器人创新开发平台对巡检机器人模型构建、巡检路径动态规划、避障控制算法、环境建模、人-机-环境交互感知等进行实验分析,形成一套面向变电站多机器人智能协同巡检系统的研究方法,为变电站巡检机器人后续的研究提供一定的参考。     

变电站巡检机器人视觉精确定位算法研究

该文研究了变电站环境下基于可见光单目视觉的变电站智能巡检机器人云台二次对准问题。该方法采用一幅预先采集的参考图像定义机器人的期望位置和摄像机云台期望方向,利用尺度不变特征变换(SIFT)特征匹配算法实现当前图像与参考图像之间的匹配以获取视觉反馈信息,采用RANSAC算法求解当前图像与参考图像间的仿射变换。并通过创建云台控制信号和图像特征空间之间的雅克比矩阵映射关系,结合图像多尺度变换实现云台精确二次对准。在变电站户外环境下的实验结果证实了该方法的有效性。     

变电所轨道式巡检机器人控制系统设计与实现

针对变电所智能化巡检的相关需求,研制一种以STM32微控制器为核心的轨道式巡检机器人控制系统。巡检机器人以轨道和运动机构为基础,集成可见光摄像机、红外摄像仪、局放检测仪和拾音器装置,通过局域网与监控中心建立连接,在接收到命令后,应用该控制系统实现变电所室内设备的遥控或自主巡检。实际运行结果表明,该控制系统在导航、定位、刹车和避障方面表现良好,配合上位机软件,能够安全、稳定、高效地对变电所室内设备进行全覆盖巡检,具有显著的应用推广价值。     

基于视频监控的变电站巡检巡视系统设计

针对当前系统未能对变电站红外图像进行异常检测,导致变电站巡检巡视性能下降,平均测试时间和误报率增加,提出一种基于视频监控的变电站巡检巡视系统。 分别设计系统管理子模块、状态监测子模块和智能辅助控制子模块,对通过视频监控采集到的变电站图像进行 RGB 值校正,将输入空间样本映射到特征空间中,得到对应的数据集。 采用核猫群红外图像异常检测方法对变电站进行检测,最终获取异常区域,实现变电站巡检巡视。 通过和已有系统进行实验对比可知,所设计系统能够有效降低平均测试时间和误报率,同时还能够提升巡检巡视性能。