高压输电线路除冰机器人的除冰机构设计

回顾了国内外高压输电线路除冰机器人的研究现状。针对不同除冰机器人的结构特点,设计了冲击式、铣削式和碾切式三种除冰机构;给出除冰机构切削力、功率等关键参数的理论计算结果,并设计了相应的除冰实验,验证了除冰机构设计的有效性。     

一种新型输电线路除冰机器人的本体结构设计

针对现有除冰机器人除冰效率较低、运行不稳定等特点,通过对国内外除冰方法的比较,设计了一种新型的输电线路除冰机器人.该机器人采用铣削与敲击复合的除冰方式,并且应用组合切削刀这种新型结构,保证了机器人可以高效、安全的去除线路上的覆冰;通过对组合切削刀切削力的计算保证了切削能力,同时降低了能耗;整个机器人由三臂组成,每只手臂设有摆臂机构和伸缩机构,可以按照规定的路径,通过位姿的调整,实现灵活越障;机器人可以通过对控制箱位置的调整,提高越障时的稳定性.     

高压输电线路覆冰远程监控系统研究

高压输电线路覆冰是影响供电安全的重要因素,我国是冰灾事故频发的国家,线路冰灾事故居世界前列。针对高压输电线路覆冰问题,进行了输电线路覆冰远程监控系统研究,构建了由数据采集模块、无线传输模块、智能决策模块、除冰机器人模块组成的输电线路覆冰远程监控系统。数据采集模块选用WS600-UMB集成传感器采集现场环境信息;无线传输模块由MC35i GPRS模块、GPRS/CDMA网络和Internet网络构成除冰现场与智能监控中心的信息通路;智能决策模块根据所构建的高压输电线路覆冰厚度预测模型,通过Visual C++与ANSYS联合编程,基于APDL参数化线路覆冰算法,实现实时的覆冰预警与除冰控制;除冰机器人选用PIC16F877A单片机作为主控芯片,AT24C16存储芯片作为扩展存储芯片实现除冰机器人的控制功能,利用凸轮机构实现除冰机器人的越障功能。该系统可实现高压输电线路覆冰的实时监测与自动维护,对于减轻巡视人员的劳动强度,提高线路安全运行水平有重要意义。     

气动式除冰机器人及其运动学分析

针对传统输电线路除冰方法效率低和安全性差的问题,提出了一种气动式输电线路除冰机器人。该机器人采用三臂对称结构,能够在输电线路上高效除冰并越障行走。在此基础上,采用齐次坐标变换法进行机器人的运动学分析,包括机器人运动学正、逆方向的求解,建立了机器人在越障过程中手臂位姿与各关节变量之间的关系,并在ADAMS环境下对机器人跨越悬垂线夹过程进行运动学仿真。仿真结果和线路运行试验验证了机器人越障的可行性。     

高压输电线路除冰技术综述

针对近年来输电线路遭受严重覆冰导致电线舞动、断线和杆塔倒塌等现象,提出了多种线路除冰方法。首先介绍了热力融冰法、机械除冰法和自然除冰法等常用的几种除冰方法,并分析了各除冰方案的利弊。然后介绍了当前的研究热点机器人除冰方法,结合几种典型的除冰装置,对除冰机器人的除冰机构、行走机构以及能量采集系统进行了介绍。最后对除冰技术的发展趋势进行了展望,并提出防冰、智能除冰和复合除冰等新型除冰理念,为线路除冰技术的发展提供有力保障。     

高压输电线路除冰机器人抓线运动控制

针对高压输电线路除冰机器人越障抓线过程中存在的对输电线缆定位困难的问题,提出一种基于输电线缆几何特征的单目立体视觉定位方法.该方法根据输电线缆成像的边缘、输电线缆半径和摄像机成像模型,可以计算输电线缆中轴线在摄像机坐标系下的数学表达式,从而对任意位姿的高压输电线缆进行精确的三维定位.在输电线缆准确定位的基础上,为了快速地确定抓取输电线缆的准确位置并提高除冰机器人抓线运动控制实时性,提出一种基于除冰机器人机械臂结构特征的除冰机器人抓线运动控制策略,该控制策略通过在机器人基坐标系下计算机械臂末端夹持器工作空间曲面与输电线缆轴线的交点来确定抓取点,并同时计算抓取线缆时机械臂各个关节的期望位置.试验结果验证了所提视觉定位方法及抓线控制策略的有效性.     

高压输电线路除冰机器人机械本体结构的研究

北方输电线路冬季因受冰雪危害引起的供电中断事故严重,修复工作难度大、周期长、停电面积广,是全世界范围内需解决的难点问题。针对高压输电线路覆冰情况,提出了一种线路除冰机器人,由移动机构、除冰刀具、电源系统和控制系统组成,机器人利用固定在前端的三角形刀具的撞击力清除覆冰;驱动轮采用V型结构,适应一定范围的线径,采用的锁紧机构和防倾倒机构,为机器人提供了足够的稳定支撑,有效防止了机器人激烈碰撞时向后倾斜。该机器人体较小、除冰效率高,可清除厚度20mm的覆冰。     

轻量化高速过障高压巡线除冰机器人研制

针对严寒地带输电线路覆冰厚实的情况,以强力高效除冰、高速过障和轻量化为目标,研制一种适合严寒地带高压输电线除冰机器人。该机器人采用铣削和压除组合方式实现强力、高效除冰,设计柔性侧向轮驱动装置实现机器人稳定运行和高速过障,通过对除冰机器人进行动力学分析实现结构优化和轻量化。并论述该除冰机器人的工作原理、机械结构、动力系统和控制系统,样机运行结果验证了设计的正确性。     

高压输电线上除冰机器人的系统设计

针对我国南方地区雪灾中输电线路的破坏情况,提出并设计了一种新型高压输电线除冰机器人,并在机器人的结构设计、行走规划、除冰方式和控制系统等方面做了较详细的设计说明。该机器人具有结构简单、行走稳定、除冰效率高和能耗小等优点。能够较好地完成高压输电线上的除冰任务,有较好的应用前景。     

具有越障功能的输电线路除冰机器人设计

分析国内除冰机器人设计概况,针对输电线路结构特点,提出了一种具有越障功能的除冰机器人设计方案,包括机械系统、控制系统两部分。机械系统由行走装置、越障装置和除冰装置组成;控制系统包括主控模块、无线操作模块、电机驱动模块和状态信息反馈模块。实验室以及野外真实线路性能测试实验表明,除冰机器人的机械系统设计合理,控制系统稳定有效。     

悬挂行走式高压线除冰越障机器人的设计

通过对高压线除冰技术的分析,重点研究了高压线除冰技术中机械除冰方式的实现方法,通过大量的设想与实践,确定了高压线除冰机械装置的比较有效机构。设计了悬挂行走式高压线除冰越障机器人加强除冰能力。有助于在冰冻或大雪之后高压线上的冰块等破除,防止危险的产生。而且此机器人自行控制,减少了人力,提高了效率。     

输电线路除冰机器人机构设计与动力学仿真

提出了一种新的输电线路除冰机器人越障的方法,并设计了与该越障方法相适应的机器人机械结构。机器人采用轮臂复合式结构,能在输电线路上连续行走除冰并跨越障碍物。在分析了机器人在上下坡时应该满足的力学要求后,对机器人跨越障碍物进行了运动学和动力学分析,验证了该设计的合理性与可行性。     

Safe physical human robot interaction-past,present and future

When a robot physically interacts with a human user, the requirements should be drastically changed. The most important requirement is the safety of the human user in the sense that robot should not harm the human in any situation. During the last few years, research has been focused on various aspects of safe physical human robot interaction. This paper provides a review of the work on safe physical interaction of robotic systems sharing their workspace with human users (especially elderly people). Three distinct areas of research are identified: interaction safety assessment, interaction safety through design, and interaction safety through planning and control. The paper then highlights the current challenges and available technologies and points out future research directions for realization of a safe and dependable robotic system for human users.     

基于磁感原理的结冰探测器参数计算方法

随着我国航空技术的迅速发展，防冰/除冰技术的研究越来越受到重视，系统中结冰探测器直接影响防冰/除冰的效果。文中对一种基于磁感原理的结冰探测器进行了分析，通过建模推导出相关参数的计算方法，并进行了仿真试验。笔者解决了结冰探测器基本设计参数计算的问题，为结冰探测器的设计提供了一种有效方法。     

天线反射表面除冰雪装置

天线反射面除冰雪装置的作用是与相连的天线协同工作．用于防止和清除天线反射面堆积冰雪,保证天线的电性能。论述了除冰雪装置的结构和工作原理,并通过热循环分析和热平衡平衡计算．论证了该装置的科学性和可行性。     

斜拉桥爬缆机构的研制

研制高速度,大负荷的爬缆机构,是实现斜拉桥缆索维护作业机器人化的关键,对于桥梁安全,美观具有重要意义。针对不同的工况,研制了2类爬缆机构的工程化样机,经过实验室多次试验后,在上海徐浦大桥,南浦大桥上成功地进行了现场试验,结果表明2类爬缆机构都能在斜拉桥缆索上实现安全高效的爬升作业。     

载人两足步行机器人研究现状及其关键技术

鉴于在诸如医疗、福利等众多领域广泛的应用前景,载人两足步行机器人的研发逐渐成为机器人学领域的一个新的热点。介绍了目前载人两足步行机器人的研究现状和相关成果。然后,对该研究的关键内容——步态稳定控制、安全保护和减震系统等作了介绍和分析。