10kV配电线路带电抢修作业机器人实用化研究

电网安全是公共安全的重要组成部分随着电网大范围互联、电力市场化、大量分布式电源接入等,电力系统的可靠性面临着新的挑战。特别是,近年来发生的冰雪、地震等严重自然灾害,更是对电网形成了严峻的考验。面向电力带电抢修作业机器人拟重点研究10kV配电线路带电作业工艺要求和带电作业环境下亟待解决的机器人共性关键技术和专用技术,研制出满足配电网抢修维护作业的带电作业机器人,该机器人可以替代人工完成作业频率较高的带电断线、带电接线等作业任务,减轻作业人员的劳动强度,使作业人员与高压电场完全隔离,最大限度的保证作业人员的安全。     

高压带电引流作业机器人系统的设计与开发

面向10 kV带电引流作业,研制了具备远程控制功能的高压带电作业机器人系统.首先介绍系统总体设计,该系统由移动载体、带电作业平台、专用工具、控制台、绝缘防护设备等组成,然后分析远程控制功能实现,介绍了控制系统四个组成模块,最后进行引流作业试验与剪线试验.试验结果表明,该系统可以通过多机械臂协作实现带电引流作业任务.     

高压输电线路带电检修机器人机械系统设计

针对高压输电线路人工带电检修作业存在的种种弊端、现有带电作业机器人技术尚不成熟且作业任务单一等问题,提出一种集绝缘子更换作业和螺栓拧紧作业为一体的末端可更换作业机器人,对机器人进行了构型分析、模块划分与集合、运动规划;研制了一台"非跨越越障平台+双机械手+4个作业末端"的机器人样机;通过了模拟线路试验、工频耐压试验,证明绝缘子更换作业和耐张线夹螺栓紧固作业的可实现性;展开了对带电作业多作业任务机器人的初步探索。     

协作机器人在高压带电作业中的应用研究

高压带电作业机器人能减轻作业人员的劳动强度,提高了作业效率,最大程度保证了作业人员的安全。协作机器人具有安全可靠、人机协作、操作简便、部署灵活等特点,其在高压带电作业中的应用前景十分广阔。介绍了高压带电系统总体方案的组成,对协作机器人的关键技术包括一体化关节模块的软、硬件设计;轨迹规划的算法;操作系统及其实时性设计进行了详细的阐述。研制的协作机器人进行了一系列性能测试和试验,测试和试验结果表明所设计的协作机器人能满足高压带电操作的各项要求。     

高压输电线路螺栓紧固机器人结构设计与动力学分析

以高压输电线路耐张线夹引流板螺栓为作业对象,研究提出了一种可以沿高压输电线路行驶并由双作业臂携带螺栓紧固末端工具进行耐张线夹引流板螺栓紧固的带电作业机器人。研究提出了一种四臂移动作业的螺栓紧固作业机器人构型,即移动机器人的双臂、一个携带螺栓固定末端的机械手、一个携带螺栓拧紧末端的机械手,研究了带电作业机器人的机械结构,分析了作业末端的性能与携带螺栓拧紧末端的机械手动力学模型,研制了机器人样机。通过在实际线路上的带电作业试验,验证了提出的构型方案的正确性和有效性。     

高压带电作业机器人系统的研制

为了适应10KV配电线路带电作业的要求,研制了一台能够最大限度的满足现场作业环境要求的高压带电作业机器人,包括主从操作机械臂、机器人专用升降系统、绝缘工具系统、绝缘防护系统四部分。并在10KV配电线路上进行了试验,机械臂操作灵活,绝缘防护方法设计合理,防护性能可靠,操作简单方便。工具系统采用无线遥控方式,可以代替人工完成作业频率较高的带电断线和带电接线等作业任务,减轻了作业人员的劳动强度,使作业人员与高压电场完全隔离,最大限度的保证作业人员的安全。     

基于DSP的高压带电作业专用机器人一体化关节研制

一体化关节是高压带电作业专用机器人的关键部件,对研制高压带电作业专用机器人具有十分重要的作用。介绍了高压带电作业机器人系统的主要组成,对关节进行了匹配计算,详细阐述了以DSP (digital signal processor)为控制核心的硬件电路设计和软件控制算法,对设计的关节进行了一系列试验,结果表明设计和控制算法正确有效。研制的三种类型关节成功应用于高压带电作业专用机器人上,机器人的各项性能指标优良,能满足高压带电操作的要求。     

110 kV智能变电站检修机器人带电作业路径规划

针对110kV智能变电站检修机器人带电作业,提出了一种面向高压带电操作机器人作业安全性的路径规划方法。根据相间安全距离的定义以及带电操作任务需求,建立机器人危险性指标。通过研究机器人本身所固有的几何特性,分析各关节角与机器人危险性指标之间的关系。在此基础上提出新的评估函数,利用A*算法在构型空间内以机器人危险性指标最低为目标进行路径搜索,实现机器人的路径规划。通过有限元法电场仿真和模拟实验,验证了该方法的有效性和可行性。     

220kV变电站带电作业机器人的研制

电网安全是公共安全的重要组成部分随着电网大范围互联、电力市场化、大量分布式电源接入等,电力系统的可靠性面临着新的挑战。特别是,近年来发生的冰雪、地震等严重自然灾害,更是对电网形成了严峻的考验。围绕电力行业应急救援和安全抢修作业装备发展的需求,拟研究220kV变电站带电作业工艺要求和带电作业环境下亟待解决的机器人共性关键技术和专用技术,研制出满足变电站抢修维护作业的带电作业机器人,该机器人可以替代人工完成作业频率较高的设备套管清扫与清洗、设备RTV防污闪材料的喷涂、带电绝缘子零值检测、隔离开关除锈防护等作业任务,减轻作业人员的劳动强度,使作业人员与高压电场完全隔离,最大限度的保证作业人员的安全。     

基于10kV高压带电作业机器人专用剥线装置的设计

10kV配电网架空导线长期裸露在大气中,受外界恶劣环境影响且线缆自身外皮较厚导致外部绝缘层很难剥除,在总结目前已有手动剥皮器的基础上,研究设计了一款适用于10kV高压带电作业机器人的专用剥线装置。装置结构简单、安全可靠、作业风险低、效率高、自动化水平高,通过实际应用取得了良好的专业效果。     

10 kV配电线路带电作业的必要性和方法探究

首先分析了10 kV配电线路带电作业的必要性和技术条件,然后介绍了绝缘手套作业法、带电水冲洗法和分相检修法等几种常见的10 kV配电线路带电作业法,具有一定的参考价值.     

一种基于绝缘杆的便携式配电线路智能剥皮器的设计

在10 kV配电线路不停电搭火作业过程中，对高压电缆绝缘层进行剥皮是必不可少的环节。由于高压架空电缆自身因素和传统剥皮工具的加工精度和工艺缺陷等问题，电缆绝缘层的剥除难度较大，剥皮质量和作业效率都较低，同时也增加了带电作业人员的安全隐患。为解决这一系列问题及安全隐患，设计了一种基于绝缘杆的便携式配电线路智能剥皮器，并根据电缆相关物理属性及剥皮器几何关系对关键部件进行有限元分析。该剥皮器主要由双啮合旋转驱动装置、自适应剥皮夹具、自动进刀装置组成。     

高压线路带电作业智能化自动工具研究

为了解决现有手动工具劳动强度大,作业风险高,自动化水平低的情况。研制出高压带电自动剥皮器、电动扳手、断线钳、破螺母工具、并股线夹、导线遮蔽罩等六种作业工具,具有统一的机械连接和电气控制接口,并进行了电磁兼容设计,采用差分式无线接收模块实现可靠通讯,应用积分分离PID算法进行电流闭环控制,实现过载保护,在高压大电流环境下保证工具的可靠运行。由机械手或人工遥操作完成常规的带电作业任务,作业风险低、效率高,为配电网可靠运行提供了技术保障。     

高压带电作业机器人自动剥皮器的研制

使用带电作业机器人进行高压线路作业不但可以提高配电可靠性、保证带电作业人员的人身安全,而且能够大大降低作业的劳动强度,提高带电作业的自动化水平.架空导线长期裸露在外面,受外界恶劣环境的影响,外层绝缘层很难被剥除,这给高压带电作业带来很大困难,也增加了作业不安全因素.本文总结手动剥皮器经验,通过结构设计、控制设计和试验研究,研制出使用简单、安全可靠,适合高压作业的自动剥皮器.     

基于主从控制技术的配网带电作业机器人研制

研制一种10 kV配网带电作业机器人以代替人工开展不停电作业。根据D-H法对机械臂建模和运动学分析,通过Matlab验证模型的正确性。采用关节空间控制方法,降低了控制系统复杂性,解决了主从控制的延时问题。配网机器人主从控制系统通过电磁兼容检测,测试过程中未出现卡顿现象,符合国家检测标准。经上杆断接引流线测试,验证了配网带电机器人关键技术的有效性和实用性。     

带电作业机器人J型线夹安装工具的研制与TCP位置标定方法

研制一种智能J型线夹安装工具,与机器人配合完成行线与引流线的搭接.该工具采用自动化控制、绝缘耐压和电磁兼容技术,由夹紧机构、拧紧装置、通信和控制系统等组成.文中提出一种实用性强的TCP位置标定方法.测试和试验结果表明,智能J型线夹安装工具可以作为机器人的末端工具,也可以安装在绝缘杆上完成带电接火作业,实用性高经济效益好...     

利用绝缘软梯进入等电位的带电作业研究

带电作业是输变电设备测试、检修、改造的重要手段,500 kV线路结构紧凑,通常无法满足相关规程要求的带电作业最小安全距离,其带电作业方式的安全性至关重要。现以某500 kV线路带电更换绝缘子串为例,探讨了利用绝缘软梯进入等电位的带电作业操作要领及注意事项。     

高压带电作业机器人产品化样机控制系统研制

提出了高压带电作业机器人产品化样机控制系统设计方案,该系统采用主从控制方式,机器人控制的实时性和控制精度较高。作为产品化样机,机器人控制系统人机界面友好,具有完善的保护和异常处理功能,并能够最大限度的保证操作人员的高压安全。经过现场实验,机器人能够满足作业要求。     

基于O—O的高压带电作业机器人控制系统设计

提出了高压作业机器人控制系统的设计方案,该设计方案是以面向对象（O-O）的方法给出的,该方法提高了高压带电作业机器人控制系统的开发效率,增强了该控制系统的可扩展性、移植性,填补了国内高压带电作业机器人领域的空白,并为复杂系统的设计与开发提供了借鉴。     

一种悬垂绝缘子带电清扫机器人机构设计

采用绝缘子带电清扫机器人清扫绝缘子可以有效地清除绝缘子表面的污秽,防止污闪事故的发生。针对500kV超高压交流输电线路悬垂绝缘子串的环境特点和双伞裙瓷质盘形悬式绝缘子带电清扫任务需求,提出了一种新型悬垂绝缘子带电清扫机器人机构。介绍了机器人机构的构型,推导了机器人的运动学方程,分析了机器人的工作流程。在实验室线路上开展了机器人的行走实验和清扫实验,实验结果验证了机器人机构设计的可行性。该机构具有结构紧凑、环境适应能力强等特点。