基于多传感器信息融合的输电线路巡检机器人自主越障方法研究

针对550 kV架空输电线路巡检机器人在运行过程中对线上金具识别不稳定及自主越障效率低等问题,基于多传感器信息融合的方法,结合机器人在线越障过程的特点,提出了一种基于多传感器信息融合自主越障方法与策略,并进行了在线自主越障实验。结果表明:以巡线机器人为平台,基于多传感器信息融合的机器人自主越障策略是可行的,提高了机器人越障运动的准确性和灵活性,保证机器人安全可靠的运行。     

基于多传感器的超高压输电线路巡检机器人越障控制

根据500 kV超高压架空输电线路的结构及障碍特点,设计多传感器、多驱动器巡检机器人越障控制方案,提出采用多传感器二次定位方法实现巡检机器人越障时的空间定位.阐述系统的结构和越障原理,通过线下模拟实验环境,不断测试生成合理的知识库,实际越障时根据实测信号自动调用知识库完成自主越障动作.实验结果表明:传感器工作可靠,知识库和空间定位方法设计合理,巡检机器人能高效、快速、高精度地完成巡检及越障任务.     

架空输电线路巡检机器人的空间定位方法研究

提出了一种采用光电传感器为高压巡检机器人沿输电线路进行空间定位的方法.阐述了系统的结构和工作原理,通过合理布局的传感器测头及检测传感器的输出,并采用特定的逻辑算法,即可完成高压巡检机器人驱动轮与导线"对中",实现巡线机器人自主越障.运行实验表明:光电传感器工作可靠,导航方法简单可行,稳定识别精度为0.5mm,满足实际运行要求.     

高压输电线路巡检机器人机械结构研究现状及发展趋势

随着国家电网的发展,高压输电线路的人工巡检任务日趋繁重,因此利用智能机器人技术代替传统的巡检方法已经是国内外研究的热点。结合目前国内外巡检机器人的研究现状,对其机械结构研究现状进行了分析,并归纳了其类型以及行走机构、越障机构的结构特征,提出了电力巡检机器人的发展趋势。     

新型抱臂式架空输电线路巡检机器人研制

应用机器人替代人工实现架空输电线路的精益化管理,对解决线路运维结构性缺员造成的影响具有十分重要的意义。针对目前巡检机器人存在的线路改造工作量大、巡检效率低、智能化程度低等问题,提出一种三臂抱臂式巡检机器人及与之匹配的悬挂式过桥装置设计方法,包括整体设计、结构设计、控制系统、感知系统等。对机器人关键结构和悬挂式过桥装置进行了仿真分析,验证了机器人结构设计的合理性和悬挂式过桥装置的可行性。样机测试结果表明该机器人仅需在耐张塔处搭建过桥设施,即可实现全线连续可靠自主巡检。     

架空输电线路巡检机器人控制系统可靠性设计

针对550 k V架空输电线路巡检机器人在巡检作业中控制器死机、障碍误检以及抗干扰性能差问题,在介绍基于分布式的巡检机器人控制系统基础上,提出了主控制器双机冗余控制和传感器三模冗余容错的控制策略,并且在硬件上实行抗干扰设计。实验表明,该控制策略增强了巡检机器人控制系统可靠性,大大提高了机器人的巡检作业能力。     

全向四驱变电站巡检机器人运动控制系统设计

为了实现变电站室内外一体化巡检,开发全向四驱结构的变电站巡检机器人。着重阐述该机器人运动控制系统的开发过程:介绍全向四驱移动平台的机械结构及运动控制系统结构,建立移动平台的运动学模型,探讨全向四驱机器人不同的运动模式并提出了控制方法。对研制的全向四驱变电站巡检机器人进行测试,验证了运动控制系统的可靠性以及控制方法的有效性。     

基于视觉扫描生成巡检任务的机器人巡检方法

目前工业场景巡检机器人的巡检点设置是人员手动设置的。考虑到现场环境复杂,通常巡检点的数量庞大,设置任务耗费大量人力和时间,且一旦巡检点的设备改变,还得人工增加或删除巡检点,提出基于自动视觉扫描生成巡检任务的机器人巡检方法,利用机器人扫描环境的视频流,将所有图片送入到YOLOv4目标检测网络进行解析和筛选,并运用SIFT匹配方式去掉重复目标,可以自动生成复杂现场设备的巡检点。在隧道电缆的机器人巡检项目中应用此方法,相比于人工设置方式,提高效率90%以上。     

基于有限状态机的卷绕机系统设计

文章研究以DSP作为核心控制器的卷绕机系统设计,并以CPLD作为协处理器及IO扩展模块.在系统的软件设计中,采用了基于有限状态机(FSM)的方法,克服了传统编程模式开发的控制程序可移植性差、维护困难等缺点,并以自动模式下的有限状态机设计为例,阐述了FSM的设计方法.实验结果表明,该方案能够满足卷绕机的生产要求,有效地提高了系统张力控制的精度,增强了系统的抗干扰能力,并增强了系统的软件可维护性.     

基于电磁吸附的输电线路角钢塔攀爬机器人结构设计

通过对输电线路角钢塔攀爬机器人的攀爬环境分析,研制了一种输电线路角钢塔攀爬机器人。该机器人整体结构包括上下臂和上下部手爪,其结构简单,能提高机器人的可靠性和工作效率;手爪采用一种电磁吸附与二自由度冗余机械爪的复合结构,以保证夹持的快速性和可靠性,重点介绍了电磁吸附手爪的分析和设计过程。在此基础上,分析了输电线路角钢塔攀爬机器人的攀爬步态和越障步态,验证了机器人步态的合理性。该机器人可以代替工人攀爬输电线路角钢塔,降低了电力工人的工作风险,提高了工作效率,具有实用和推广价值。     

基于有限状态机的煤矿辅助运输转载自动化控制研究

为实现辅助运输过程中转载容器装载和转载工作的少人化、智能化,提出一种采用煤矿辅助运输转载机器人实现容器自动化转载的控制方案。概述煤矿辅助运输转载机器人组成及工作原理,分析机器人转载过程,确定了辅助运输转载自动化需要对单轨吊车、转载机械臂、平板车、锁具的工作时序进行控制,在MATLAB中建立系统状态机,将单轨吊车、转载机械臂、平板车、锁具作为子系统,系统状态机根据用户指令结合当前各子系统的状态,协同控制各个子系统的工作时间和顺序,保证了煤矿辅助运输转载的安全进行;最后在ROS中建立辅助运输转载仿真环境,通过系统状态机控制机械臂进行多次抓取实验,实验结果表明转载容器在20次不同位置抓取实验中,抓取成功率均在80%以上。     

基于有限状态机的多级液压缸仿真分析

为研究某内置节流缓冲装置的多级液压缸复杂的动态特性,分析其换级过程中的过载和冲击,对各级液压缸的运动方程、节流缓冲形式和换级条件进行深入分析,并利用有限状态机对多级液压缸的运动状态进行描述。在此基础上,利用建立容腔压力流量关系的节点法和活塞动力学基本方程,建立多级液压缸计算模型。针对该模型的仿真分析表明:基于有限状态机的计算模型反映了多级液压缸的典型特性;所分析的液压缸在流量控制律和内置节流缓冲装置的共同作用下,能有效地将换级过程所带来的过载控制在一定范围内。     

海底电缆巡检水下机器人建模及运动控制系统研究

海底电缆巡检水下机器人是为检测与维护海底电缆等管线的腐蚀、磨损等问题而设计的开架式水下机器人。结合海底电缆巡检机器人的实际应用需求,介绍了水下机器人四自由度运动建模方法,详细讨论了海底电缆巡检水下机器人的硬件体系结构组成,采用模块化的方法对海缆巡检水下机器人的软件体系进行了设计。     

基于数控机床(CNC)半自动线的工业机器人设计

将工业机器人上下料技术与CNC加工中心相结合,通过自动化改造,设计了一种新的机器人。该机器人实现了模块化自动上下料柔性制造单元,达到集成化、高精度、高效率的效果,并且大大节省了人工成本。     

管道检测机器人在垂直输气管道的运动分析

管道检测机器人用于管道腐蚀缺陷和变形缺陷的定期巡检,当管道存在较大倾角时会对机器人的运行状态产生影响,尤其是机器人进入垂直管道内运行,机器人自重将明显影响设备的运行速度,严重时可能导致机器人超速运行,影响检测数据质量。利用动量守恒定律建立了在垂直管道向下运行时机器人前后端气体的压差增量与机器人运行速度增量间的关系式,指出压差增量与气体的密度、扰动波传播速度和机器人的速度增量等因素有关。建立了机器人在垂直管道内运行加速度和运行距离的关系式,并对关系式进行了简化,方便工业现场应用。通过与数值仿真结果对比,建立的关系式可有效计算出机器人在垂直管道内运行时的速度增量和运行距离,为工业现场预测机器人的运动参数提供了保障。     

一种采用自夹紧模糊控制的缆索检测机器人设计

针对斜缆索检测机器人爬升所需夹紧力的特点,设计一种带气动夹紧装置的缆索机器人,能根据缆索机器人自身重力与所攀爬的缆索状态进行夹紧力的自适应模糊控制.气动夹紧机械臂能实时提供合适的夹紧力,在保证检测机器人获得足够摩擦力的同时避免由于夹紧力过大而对缆索造成二次损伤;同时,采用自夹紧技术的机器人,可以调节夹紧机构的气缸行程,实现同一个检测机器人检测各种不同直径和倾斜度的斜拉桥缆索.自夹紧功能的实现对于缆索机器人的结构改进和保护缆索避免二次损伤,具有积极意义.     

610管道检测机器人速度控制装置研究

针对目前常规管道检测机器人在大流速天然气管道内由于运行速度过快而导致无法应用的问题,提出利用速度控制装置对管道机器人进行主动调速。设计 610管道机器人速度控制装置,并对其开展了静态试验、动态试验和工业试验研究。静态试验压力可到10 MPa,有效检验了速度控制装置泄流阀在高压运转情况下的密封性及动作准确性。动态试验结果表明： 610速度控制装置泄流阀开启量在1/2区间对速度控制装置产生的压差影响最为明显,当泄流阀开启量超过 2/3 区间对速度控制装置产生的压差影响很小。工业试验针对带固定泄流孔的管道机器人启动力问题,测试了泄流阀开启固定泄流面积时的启动力,建立了泄流状态下机器人启动压差方程,并测试了速度控制装置的实际降速能力,为大口径、大流速工况下管道检测机器人的调速技术提供了理论和试验基础。