挂轨式管道泄漏检测机器人设计

地下管廊中管道的泄漏检测是管廊安全运行的重要保障之一,为了实现管廊的自动化运行,并针对传统检测方法的灵活性不足、信息交互性差的缺点,本文基于STM32F103设计了一种挂轨式管道泄漏检测机器人。机器人搭载MIC声音传感器作为泄漏检测装置,将采集到的信号利用神经网络进行音频特征的识别,监控主机对判断结果做出报警或其他措施。经过管道泄漏检测系统实验平台测试,机器人系统运行稳定,对于管道泄漏的检出率达到93%,满足实际应用需求。     

机械臂末端在不同位姿下的振动研究

基于一种管道机器人的机械臂,利用压电式加速度传感器测量其机械臂不同位置处的振动情况,以及机械臂处于不同位姿越障时其末端的振动情况。首先利用ANSYS软件建立机械臂的模型,通过有限元理论分析了机械臂在不同位姿下的振动情况;其次建立实验平台,通过加速度传感器测量机械臂的振动加速度。最后得出管道机器人机械臂末端在不同位姿状态下越障时的具体振动情况和规律。针对管道机器人在管体内的运动情况,为操作人员提供实用的操作意见,改变机械臂的位姿使机器人在运动过程中更好的抑制机械臂末端的振动,从而更稳定清晰的观察机械臂末端监测到的画面,提高机器人的使用寿命。     

电厂锅炉热交换承压管管外检测机器人

针对当前电厂锅炉带鳍片的热交换管人工无法检测的问题,提出了一种利用移动机器人和柔性机械臂技术进行自动检测的方法:并对该检测机器人的总体机械设计、管道检测系统及控制系统等进行了介绍.该机器人已在山东省几个电厂锅炉检测中得到验证.     

无轨道式水轮机叶片坑内修复机器人

介绍了一种多功能的水轮机叶片坑内修复机器人方案和研究进展。机器人本体由可全位置行走的无导轨磁吸附移动平台和多自由度作业机械臂组成,移动平台吸附于待修复的叶片表面,机械臂安装在移动平台上,机械臂可携带检测及各类可更换的作业工具,机器人可以直接在机坑内对叶片受损情况进行自主检测和修复作业（如气刨清理、焊接、打磨等）,操作人员也可通过远端监控系统时机器人的运行状况进行监控,在出现紧急情况时可以直接对机器人进行手动控制。对水轮机叶片坑内修复机器人系统涉及的关键技术进行了研究,仿真及试验结果表明本文提出的水轮机叶片坑内修复机器人方案是可行的,且利用本文研究的关键技术及究成果,可组成水轮机叶片坑内修复机器人系统,为最终实现水轮机叶片坑内修复的自动化提供了技术条件和基础。     

输电杆塔攀爬机器人运动学分析与仿真

针对首位或末位架空输电线路维护作业人员在登塔或下塔进行安全防护装置挂接或拆除时无法得到安全绳防坠保护的问题,设计了一种输电杆塔攀爬机器人,主要包括仿生攀爬机构和作业机械臂。提出了一种上下对称、左右配合的多自由度上下肢四臂仿生攀爬机构,可模仿猿类爬树时的动作姿势和顺序实现在输电杆塔主材角钢上的攀爬移动;作业机械臂采用六自由度串联多关节机械臂,能够实现安全防坠装置的挂拆操作;基于D-H建模方法,对攀爬机器人攀爬机构和作业机械臂进行了运动学分析,建立了其D-H运动学模型。通过MATLAB仿真软件对攀爬机构和作业机械臂进行了运动轨迹仿真,经过实验室样机杆塔攀爬及安全防坠装置挂拆动作试验,验证了其可行性。     

高压输电线路巡检机器人机构设计及运动学分析

由于跨越式高压输电线路巡检机器人越障效率较低且存在安全隐患等问题,文中提出了一种新型的穿越越障巡检机器人的机构设计。通过综合考虑机器人越障运动特点和机器人运行的地线线路环境,该结构设计采用双臂同侧对称悬挂的轮臂复合式机械结构,主要由行走机构、机械臂、压紧机构、锁臂结构和展臂机构组成。文中详细介绍了该机器人的各机构特点,并基于D-H法建立了机器人机构的运动学模型,采用该模型对文中提出的机构设计进行了计算分析,证明了该机构设计的合理性。通过模拟线路试验和现场示范应用说明,文中提出的机构构型具有自由度少、结构简单的特点,有效降低了越障难度,提高了机器人的越障效率和安全性,实现了机器人对高压输电线路的全自主长距离巡检。     

锅炉承压管道无损检测机器人系统

介绍适用于带鳍片的锅炉热交换器承压管道无损检测的机器人系统。承压管道呈矩阵式分层排布 ,检测机器人可在管道表层平面做XY方向运动 ,同时将所带柔性臂深入到管道之间的狭小空间 ,利用柔性臂末端的CCD探头 ,超声探头及应变片测径仪对管道外表面缺陷进行检测。并介绍了机器人的行走机构、狭小空间内检测探头和控制系统的设计     

检查输电线路用的机器人

为了代替过去人工带电检查输电线路导、地线的损伤或缺陷、提高工作效率,日本最近研制成功一种能沿线路自动行走并能越过防震锤和杆塔等障碍的轻便机器人。通过现场的机械功能和控制功能试验,取得了令人满意的效果。 该机器人的机械部分,由推进装置、弧形导轨、导轨操纵装置、检测装置组成,它越过线路障碍的能力,是通过一种起导轨作用的弧形臂来实现的。当机器人进行中遇到杆塔时,它能张开弧形臂并使其一端悬挂在杆塔另一侧的导、地线上,然后,机器人沿弧形臂绕过杆塔,一旦机器人越过杆塔并扣接在导、地线上,该弧形臂便自动松开和折叠起来,直到再需用时为止。     

RS-485通信在污水管道作业机器人中的应用

介绍了污水管道作业机器人上位机与下位机通信的具体实现方法。污水管道作业机器人是一种在进行地下污水管道检测、疏通及维修的特种机器人，本文根据机器人的工作特点及控制要求，选用RS-485作为通信电气标准，介绍了在电气方面的具体实现方法，并进行了可靠性分析和设计。     

意图物联网在地下综合管廊中的应用

近年来,随着地下综合管廊建设的迅速发展,急需用先进的信息化技术对管廊的安全运维进行保障。通过对目前现行的地下综合管廊信息化系统存在的问题进行分析,引入一套先进的意图物联网解决方案进行地下综合管廊监控和报警系统的建设,介绍了意图物联网技术的特点,并给出了其实现方法。     

城市地下管线受隧道施工影响的显式解分析

为研究地下管线受隧道施工的影响，基于Winkler弹性地基梁理论和相关研究成果，综合考虑隧道施工对地下管线的影响范围，对现有计算公式进行了修正，给出了单线隧道施工时地下管线变形的显式解，并提出了一种适用于求解地下管线转角、弯矩和剪力等力学响应的新方法。在此基础上，利用MATLAB计算软件对所提出的方法进行了验证性计算，论证了其可靠性。最后，利用叠加原理，进一步提出了双线平行隧道施工时地下管线力学响应的计算方法。研究表明：双线隧道施工下地下管线的力学响应与单线隧道存在显著差异，并且双线隧道间距对地下管线的力学响应存在显著影响：随双线隧道间距的变化，地下管线的变形和转角分布趋势基本不变，但最大变形和转角总比单线隧道大；然而，存在一定范围，当隧道间距在此范围外时，最大弯矩和剪力比单线隧道大，在此范围内时，最大弯矩和剪力会出现比单线隧道小的情况。文章为分析地下管线在单、双线隧道施工条件下的力学响应提供了一种有效的计算方法，可为保障城市地下管线的安全运行评估提供理论参考。     

论我国城市共同沟建设的发展战略

共同沟是在地下建造的集电力、通信、燃气、上水等各种市政管线于一体,同时设置专门的检修口、吊装口和监测控制系统的市政管线隧道。通过对我国城市共同沟建设现状的分析,概括出目前我国城市建设共同沟过程中表现出来的特点和问题;从我国大城市未来的城市发展,从奥运会、世博会的召开,对我国城市共同沟建设的需求和趋势进行了分析;提出了今后我国城市共同沟建设的发展方向及建设过程中应该遵循的一些原则,并就推进共同沟建设的发展战略提出了建议。     

高精度管线测量机器人多传感器集成方法

针对现有地下管道探测方法适用性差、易受环境干扰、测量精度低等问题,提出了一种基于管道测量小车,多传感器数据融合的高精度管线测量机器人集成方案。系统以管道测量小车为平台,FPGA为控制核心,挂载惯性测量单元、里程测算单元,通过实时测量管道小车的姿态信息,同时融合里程数据及起止位置坐标推算地下管道的埋深、走向等信息。测试结果表明,本系统的适用性好、抗干扰性强,实现了对地下管道三维航迹参数的实时测量,以及测量数据的同步传输和存储;数据解算达到了95 m横向重复性±40 mm,高程重复性优于±20 mm的高精度曲线测量指标。     

实现上海地下电力管线通道资源管理的设想

地下电力管线通道是电力输送的生命线,是电力企业非常宝贵的资源。采用计算机、图形、自动化、通信等技术手段对地下电力管线通道资源进行动态跟踪智能化管理,使电力通道的规划和建设合理化,管线资源的使用与管理规范化。对实现地下电力管线通道资源管理提出了初步设想和建议。     

Power Systems in Close Proximity to Pipelines

In recent years, a trend has developed toward building energy corridors which better utilize land resources. Due to the adverse environmental impacts of building electrical power lines by utility companies and the installation of pipelines by the petrochemical industry, many governmental entities are requiring that electric power lines and underground pipelines use the same transmission (energy) corridor. The energy corridor, by design, is used to minimize the land requirements for transmitting energy?whether by electrical transmission lines or through pipelines. The energy corridor does not necessarily minimize the lengths of transmission lines but, conversely, may require longer lines to utilize the land resources better by paralleling transmission systems. The electric power companies have utilized this practice in the past with electrical corridors and are being pressured to make every effort to parallel electric lines in the future on these same corridors. The effect of paralleling electric circuits has been long understood by the electrical engineer. Induced currents and voltages occur between the electrical circuits and may cause relaying, communications, and safety problems. Proper engineering has led to solutions to most of these problems. A problem has developed with the addition of pipelines to the electrical corridors or, conversely, electrical lines to the pipeline corridors. The problem is that the pipeline has become part of the electrical circuit due to electrostatic and electromagnetic coupling. This coupling may cause induced currents and voltages to exist on the pipeline. The pipeline is addressed as an electrical circuit.     

地下综合管廊建设初探

地下综合管廊的建设是合理利用地下空间的有效手段。介绍了国内外城市地下综合管廊建设的概况,分析了地下综合管廊的特点,讨论了规划原则、建设条件以及包括其中电力管线敷设的有关技术问题。     

管道漏磁内检测的管壁缺陷漏磁场解析模型

漏磁内检测技术是长输油气管道缺陷检测的主要手段,缺陷几何特征识别对管道安全运行评价具有重要意义。基于二维磁偶极子模型,建立管道内壁缺陷漏磁场空间分布的三维解析模型,对磁化方向垂直缺陷时磁荷产生漏磁场的变化规律进行研究;基于内壁解析模型,引入管壁退磁影响因子,对模型进行补偿,建立管道外壁缺陷漏磁场三维解析模型,得到了管道外壁不同缺陷漏磁场的分布特征。搭建漏磁检测实验平台,对所建模型有效性进行实验验证。结果表明,管壁对外壁缺陷漏磁场具有一定屏蔽作用,实验结果和理论分析具有很好的一致性,所建模型可有效描述管道内外壁缺陷漏磁场空间分布特性,对缺陷识别和定量评估具有一定工程指导意义。     

考虑多元主体利益均衡的电力管线入廊费用分摊方法

制定公平合理的电力管线进入城市地下综合管廊的有偿使用费分摊方法,对于提高电力管线的入廊积极性有着重要的意义。采用考虑多元主体利益均衡的离差最小化法来建立电力管线入廊的费用分摊模型,对各管线单位的入廊费和日常维护费进行分摊。该费用分摊模型以各管线的占用空间、直埋成本和直埋运维成本为比例因子,所有管线单位对费用分摊结果的满意程度为群体满意度因子,综合考虑各管线单位的分摊意愿和独立第三方的评价意见来平衡电力企业与其他管线单位间的利益诉求。最后,以某市的综合管廊案例进行验证,算例结果说明了该方法的有效性和实用性。     

炉内管道泄漏声检测与定位系统的研究现状

电站锅炉管道泄漏的声检测与定位系统,主要利用声学技术检测炉内管道的泄漏状态,并利用多传声器定位机理对泄漏点进行定位,有效地减少了由管道泄漏引起的非计划停炉.分析了该系统的关键技术,介绍了其发展概况及应用现状,提出了改进方向.