巡检机器人行驶轨迹定位方法

针对机器人在架空地线上的无人监控的自动巡检,提出了一种在杆塔档间测绘巡检机器人行驶路径轨迹并定位的方法,为自动巡检任务奠定了基础。依赖优化后的里程计及倾角传感器实时测量由重力或张力引起的具有悬链线附加弧垂的行走里程与倾角数据并融合,得到机器人在悬链线上运行时不同时刻不同位置相对于杆塔基准点的位姿关系。为了提高定位精度,根据地线的悬链线特征对倾角数据进行平滑处理,降低外在因素对定位的影响程度。通过多次模拟实验以及现场实际运行结果发现该定位方法满足现场自动巡检的应用。     

双履带式巡检机器人翻越圆管能力分析

对双履带式巡检机器人翻越圆管障碍过程进行了运动规划,考虑机器人越障过程中的几何约束、滑移稳定性条件和倾翻稳定性条件,对机器人翻越圆管障碍的各个阶段进行越障能力的理论分析,为双履带式巡检机器人翻越圆管能力提供理论分析依据;设计了一台双履带式巡检机器人样机,选取直径D=60mm钢制圆管为障碍,对越障模型进行数值仿真分析和实验研究,得到了各阶段的最大高度值,并确定了机器人能成功翻越圆管障碍的最大高度值。     

基于里程计的巡检机器人定位恢复方法

针对变电站稀疏环境下智能巡检机器人易丢失定位并迷路的问题,提出了一种基于里程计的巡检机器人定位恢复方法。该方法采用行走回溯法来解决定位丢失的问题。系统在确定定位丢失后,触发定位恢复流程,使机器人逐步回退到里程计中记录的位置点,在回退过程中利用周期纠正流程对机器人进行速度控制,提高定位恢复的几率。实验结果显示,该方法能顺利完成定位恢复,保障机器人的续航能力,并具有较好的鲁棒性。     

跨越式巡检机器人的自主越障方法研究

分析了跨越式巡线机器人跨越通过悬垂线夹等障碍物的动作序列,指出限制其自主性的关键动作。在该动作过程中提出了一种越障简化模型,并利用该模型计算出越障过程中障碍物与机械臂之间的实时距离。然后制定出始终保持安全距离的自主跨越越障控制方案,并且分析在控制过程中机械臂上脆弱部件的受力,将其作为不同控制参数选取下的评判依据。最后选择不同的控制参数,分别在模拟高压输电线路上进行实验,并且对比分析其受力和消耗时间。     

基于深度强化学习的轨道式巡检机器人巡检驻点规划方法

针对三峡水电站中轨道式巡检机器人的实际巡检需求,对巡检驻点规划展开研究。机器人的巡检驻点一般为人为根据经验及场景预设,因此难以规划最优驻点,影响检测效果。该文通过机器人本体搭载的各种传感设备信息构建综合环境感知函数,作为无模型强化学习算法的环境信息,引导机器人找到最优检测驻点。最后设计实验评估了该方法的有效性。     

无配重欠驱动输电线路巡检机器人研究与试验

配重系统、电机及其传动系统是电缆巡检机器人重量的主要组成部分,其结构复杂、整体重量大,人力将其搬至塔上困难。如采用无配重欠驱动设计,可大幅减轻机器人重量。基于这一设计思想,设计了在重力约束的情况下无配重,且仅用一个滚筒电机就能驱动肩、肘、腕三个关节的欠驱动机器人。结合越障机理对机器人的结构状态进行了研究。为了验证设计的合理性,设计了控制系统和主程序结构图,并结合样机进行越障试验。试验结果表明该机器人能在无配重系统的情况下,保持了机体基本平衡;利用欠驱动控制实现了机器人的平稳越障;达到了减轻机器人自重的目的。     

轴向磁力耦合驱动机构的设计方法研究进展

综述了轴向磁力耦合驱动机构设计理论与方法、动态性能、磁场分布计算等方面的研究和应用现状,以及现有方法存在的局限和问题。分析指出了轴向磁力耦合驱动机构设计方法研究的发展方向及其主要研究思路：研究建立轴向磁力耦合驱动机构的精确数字化设计与基于磁力耦合动态性能的优化设计理论和方法;研究建立适应优化设计需要的具有大气隙的永磁场精确快速数值计算方法;磁力耦合驱动机构矩角特性、涡流损耗、稳定性、动刚度与振动等动态性能的理论和实验研究等。     

双永磁轮直线驱动装置的磁力特性仿真分析

双永磁轮非接触永磁力直线驱动装置是一种依靠永磁力进行长距离直线传动的磁力驱动装置。双永磁驱动轮与铁质导轨齿条之间没有直接的表面接触,通过控制伺服电机带动永磁驱动轮转动,依靠永磁体对铁质导轨齿条凸齿产生的磁力实现装置的直线驱动。首先,根据双永磁轮磁力驱动装置的结构建立磁力数学模型;其次,利用有限元方法对驱动装置的水平驱动力和竖直干扰力进行仿真分析,将仿真结果与单永磁轮驱动装置的仿真结果进行对比分析。对比分析的结果说明,双永磁轮非接触永磁力直线驱动装置不仅消除了纵向竖直干扰力的干扰,增大了驱动装置的水平驱动力,同时消除了驱动装置在驱动过程中的反向间隙,使导轨在水平方向受力平衡,大大提高了驱动装置的驱动效率。     

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。     

双机械臂反对称结构线路巡检机器人设计研究

线路巡检机器人用于在架空线路上行走检测线路的缺陷情况,遇到障碍物时要实现自主越障,机器人靠双臂悬挂于架空线路,因此机器人自身的重量不可忽视。采用双机械臂反对称结构,在保证越障时机器人稳定性的前提下,提出一种新型的夹持行走机构,简化机械臂的结构,实现机器人轻量化设计。结合新型夹持行走机构论述越障过程,实现机器人在线路上行走与越障的功能。     

数据中心智能巡检机器人管理平台自主控制方法

巡检机器人在大数据扰动下存在控制精度不高的问题,为了提高数据中心智能巡检机器人管理和自主控制能力,提出基于多传感参数辨识和模糊控制的数据中心智能巡检机器人管理平台自主控制方法。在不同载荷质量参数下采集并组合机器人的耦合系数刚度、主臂运动意图等信息,得到结构参数融合函数,建立智能巡检机器人管理平台的参数优化解析模型,结合模糊PID控制方法进行智能巡检机器人的参数调节,构建误差反馈控制进行智能巡检机器人的参数修正,在数据中心根据信息融合结果获得载荷的质量参数,实现对巡检机器人管理平台自主控制。仿真结果表明,采用该方法进行巡检机器人管理平台控制的智能性较好,参数辨识能力较强,提高了机器人控制的稳定性和精度。     

基于视觉伺服的巡检机器人返航路径确定方法

针对目前方法对机器人返航路径进行确定时,由于未能对巡检机器人的参数进行整定,导致该方法选定的路径存在迭代次数高、与实际轨迹误差大、避障效果差以及搜索路径长度短的问题,提出基于视觉伺服的巡检机器人返航路径确定方法。该方法首先利用视觉伺服控制方法对巡检机器人的速度进行控制,采集速度数据并规整成小组对其进行离散化处理;再依据处理结果构建非线性函数,对巡检机器人的机械参数进行参数整定处理;最后以整定后的参数为基础,对巡检机器人的全局路径和局部路径进行规划处理,从而实现巡检机器人返航的路径确定。实验结果表明,运用该方法选定的路径迭代次数少、与实际轨迹误差小、避障效果好以及搜索的路径长度短。     

一种双驱动管道机器人行进机构

针对现有管道机器人行进机构通用性差、结构复杂等问题,设计了一种能够以蠕动和快速运动切换方式在管道中行进,同时能灵便适应管道的水平、竖直、弯曲等形状变化,以及管道直径变化的通用管道机器人行进机构.该行进机构引入气动装置和轮毂电机,结构简单、成本降低,使管道机器人的性能和应用范围得到了进一步的拓展.     

基于图像处理的室内巡检机器人坐标提取方法研究

为获取室内安全走道中的障碍物信息,以引导巡检机器人进行自主作业,提出一种基于分布式远程通信与二维坐标提取的地图更新方法。控制ROS(Robot Operating System)机器人基于Gmapping算法创建全局先验地图,用于巡检机器人的轨迹规划;若检测到新增障碍物,通过图像处理方法获取障碍物位置坐标,并将其作为标记点,引导机器人进行局部建图,从而实现对原始地图的更新。试验结果表明,该方法具有一定的可行性。     

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。     

用于电力巡检机器人的挂空异物智能检测方法

在电力信息化战略的不断深入下,电力巡检机器人日益普及,为完善机器人功能,拓宽其应用前景,提出一种挂空异物智能检测方法。根据光照强度、天气状况等因素,基于不同颜色空间变量值与背景特征关联,合理利用对应滤波方式去除图像内噪声杂质。面向模糊不清的采集图像,依据前景与背景的分割阈值和平均灰度值,改变分段区间与拉伸区间,增强图像对比度。结合输电线路的直线特征与点线对偶特性,以霍夫变换直线提取法为基础识别出输电线路;通过设计的拟合恢复方法,获取完整的输电线路由局部二值模式图像特征点匹配策略,建立矩形兴趣范围,遍历像素点,检测出线路上的挂空异物。实验环节分别通过检测图像与评估指标数据,从主客观角度全面分析了检测效果,经实验结果验证,所提方法具有良好的可行性与适用性,能够较为准确地检测出多种异物。     

巡检机器人机械结构设计研究

随着科技的不断发展和社会的进步,科技广泛的应用于工业生产过程中,其中典型的例子如机器人的应用,用机器人代替人工进行作业,不仅节约了大量的劳动力,在一定程度上还保障了人们的生命安全。对于机器人而言,不同的行业,其作用也不同,例如有服务行业专用机器人,工业生产专用机器人以及进行巡检的机器人。本文从不同的方面对巡检机械人的机械结构进行研究。