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输电线路智能巡线机器人科技项目可行性分析论证研究报告 输电线路智能巡线机器人科技项目可行性分析论证研究报告

格式:word 上传:2022-06-24 12:47:38

《输电线路智能巡线机器人科技项目可行性分析论证研究报告》修改意见稿

1、“.....以技术为核心经营原则,不断创新,为客户提供优质服务,打造智能电网领域物联网技术应用第品牌。项目研究人员介绍思明公司拥有高电压专家博士生研究生等高素质人员组成专业研发团队公司顾问肖晓晖,博士后,美国伊利诺大学香槟分校机械工程系,长期从事机器人学复杂机械系统动力学及振动控制微纳米制造过程中精密控制方法等方面研究工作,先后主持和参加了国家级省部级项目十余项,横向课题近二十项。项目负责人王柏林,西安电子科技大学毕业,余年来直致力于高压输电线路监测系统研发,积累了丰富经验,在恶劣环境下传感器稳定工作研究上投入了大量精力,取得了显著成果。产品经理冯万平,硕士,多年来分别供职于大唐电信中兴通讯华为技术,在研发市场等众多岗位上担任过管理职位。软件架构师邓振祥,本科,超过年软件与系统集成行业从业经验,曾担任项目经理软件架构师等职位。硬件工程师李林利,西安电子科技大学毕业,年以上硬件产品开发经验......”

2、“.....本科,曾在大型机械企业供职技术厂长,将近年机械设计单片机速度测量计算输入设定及系统控制单片机运算控制器模拟发生器电机速度采集电路电机驱动电路键盘显示器与制造经验。实验室条件冻雨模拟实验室雄厚专家研发团队是保证项目正常运行基础,为了保证该项目顺利实施我们已经做好了准备,全国唯冻雨模拟实验室,为导线覆冰项目实验,设备检验提供了依据,也方便了客户远程或者实地实时了解产品运行情况。现将实验室基本情况拟阐述如下实验室名称冻雨模拟实验室实验室空间长米宽米高米实验室功能实验室最低温度摄氏度,最高可达摄氏度。可恒定至到摄氏度。变频可调喷淋系统。模拟自然风级。薄雾浓雾发生器。绝缘子金具模拟导线及地线。触摸屏中控系统。观测窗。全方位移动高清图像采集及传输系统。合作方可远程操控观察冻雨形成覆冰实验过程。合作方可通过远程操控观察到研制出设备在覆冰条件下工作情况......”

3、“.....迅速达到指定恒定温度。更加真实展现自然界覆冰条件下设备运行状况。喷淋系统通过变频调速和控制模拟自然界暴雨大雨中雨小雨毛毛雨雨夹雪等恶劣自然现象。系统分为两大部分过冷水生成系统和冷雨生成装臵。冻雨产生有两大条件,是低于零度水,二是始终处于地面环境气温。过冷水生成系统功能就是满足第个条件,冷雨生成装臵则是满足第二个条件。过冷水生成系统是个带有水槽大铁盒子,常态水在水槽里面经过滤进入大铁盒,在铁盒里循环流动同时,与载冷剂乙二醇进行冷热交换,从而形成零摄氏度以下不结冰水过冷水。模拟自然风采用模糊算法控制自然风产生器,改变风强弱风向。电路框图如下薄雾浓雾发生器薄雾浓雾发生器采用集成线制动机构滚轮滚轮张开后即形成个四旋翼无人机,可完成起降跨越障碍等功能。结构型式四旋翼飞行器采用四个旋翼作为飞行直接动力源......”

4、“.....四个旋翼处于同高度平面,且四个旋翼结构和半径都相同,旋翼和旋翼逆时针旋转,旋翼和旋翼顺时针旋转,四个电机对称安装在飞行器支架端,支架中间空间安放飞行控制计算机和外部设备。四旋翼飞行器结构形式如图所示。工作原理四旋翼通过调节四个电机转速来改变旋翼转速,实现升力变化,从而控制飞行器姿态和位臵。由于飞行器是通过改变旋翼转速实现升力变化,这样会导致其动力部稳定,所以需要种能够长期保稳定控制方法。四旋翼飞行器是种六自由度垂直升降机,因此非常适合静态和准静态条件下飞行。但是四旋翼飞行器只有四个输入力,同时却有六个状态输出,所以它又是种欠驱动系统。四旋翼飞行器结构形式如图所示,电机和电机逆时针旋转同时,电机和电机顺时针旋转,因此当飞行器平衡飞行时,陀螺效应和空气动力扭矩效应均被抵消。与传统直升机相比,四旋翼飞行器有下列优势各个旋翼对机身所施加反扭矩与旋翼旋转方向相反......”

5、“.....可以平衡旋翼对机身反扭矩。四旋翼飞行器在空间共有个自由度分别沿个坐标轴作平移和旋转动作,这个自由度控制都可以通过调节不同电机转速来实现。基本运动状态分别是垂直运动俯仰运动滚转运动偏航运动前后运动侧向运动。在图中,电机和电机作逆时针旋转,电机和电机作顺时针旋转,规定沿轴正方向运动称为向前运动,箭头在旋翼运动平面上方表示此电机转速提高,在下方表示此电机转速下降。垂直运动垂直运动相对来说比较容易。在图中,因有两对电机转向相反,可以平衡其对机身反扭矩,当同时增加四个电机输出功率,旋翼转速增加使得总拉力增大,当总拉力足以克服整机重量时,四旋翼飞行器便离地垂直上升反之,同时减小四个电机输出功率,四旋翼飞行器则垂直下降,直至平衡落地,实现了沿轴垂直运动。当外界扰动量为零时,在旋翼产生升力等于飞行器自重时,飞行器便保持悬停状态......”

6、“.....由于输电线路分布点多面广,所处地形复杂,自然环境恶劣,电力线及杆塔附件长期暴露在野外,因受到持续的机械张力电气闪络材料老化的影响而产生断股磨损腐蚀等损伤,必须及时修复或更换。所以,必须对输电线路进行定期巡视检查,随时掌握和了解输电线路的运行情况,线路周围环境和线路保护区的变化情况,以便及时发现和消除隐患,预防事故的发生,确保供方式,确保机器人可靠快速越过障碍。由于巡线机器人在高空作业,会受到刮风及弓子线跳线部分导线不规则形状影响,并且环境中障碍物形状各异,尺寸较小,因此使用了超声传感器激光测距仪等多种传感器,并采用多传感器信息融合技术,成功地解决了机器人避障问题。规划级通过与直接控制级进行通信,指示控制级完成指令规定运动轨迹。而无线数据收发模块用于接收地面遥控指令,并向地面发送机器人系列重要状态信息,以便于地面手动干预,避免事故发生,优先级高于自动控制......”

7、“.....用来完成对各自由度运动控制。它主要由以下个部分组成电机伺服控制单元。由电机驱动器直流电机,位臵传感器和嵌入式系统组成位臵闭环控制系统另外它还与视觉传感器和电磁传感器等构成机器人姿态伺服环。开关量单元。由板卡,限位开关等组成,执行对执行机构限位和电源系统操作。红外成像仪和可见光摄像仪,用于对线路平轴旋转关节组成双臂协调移动机器人机构模型。如图所示为巡线机器人机构原理简图。图中,个小臂操作手机构是由小臂绕水平轴回转关节绕铅垂轴回转关节转轴转台和以小臂为机架末端执行器组成末端执行器是由主动滚轮和夹紧机构组成图夹紧机构是由夹杆回转副有限约束回转副和夹爪组成,且沿导线横截面对称布臵绕水平轴回转关节轴线与绕铅垂轴回转关节轴线垂直相交,移动关节轴线与关节轴线垂直相交个小臂机构和与其相联移动关节沿导线轴向呈反对称布臵。主动滚轮完成沿直线无障碍物段行驶......”

8、“.....在过障和路径转移时,通过单臂夹爪夹紧导线,另臂通过运动规划实现过障各种分解动作。关节实现个臂交互滑移异位。相对于国内外般采用臂及臂以上机器人技术而言,该机器人机构有如下特点机构自由度少,机构长度尺寸小,加以采用嵌人式机械结构和高强度铝合金材料,机械结构紧凑,重量轻。导航系统下图是单分裂输电线路结构示意图,该图显示了巡线机器人遇到典型障碍有防震锤悬垂线夹耐张线夹等。巡线机器人采双轮结构在导线上行进,当遇到障碍时,通过轮子下方两个夹爪依次夹紧导线,抬升机器人本体,以错臂方式跨越障碍。巡线机器人视觉系统安装在机器人下方,其中视觉传感器摄像机安装在机器人本体前端,光轴与机器人前进方向夹角约为。该系统由摄像机采集卡嵌入式计算机等组成。防震锤悬垂线夹耐张线夹等障碍既无丰富表面纹理,也无鲜明颜色特征,且相互铰接,因而难以分割成单独区域......”

9、“.....如直线圆圆弧角点等,如果能同时结合输电线路结构特点对上述图形基元进行结构约束,去除掉环境中些干扰图形基元,就可判断出障碍物存在及其类型。障碍识别基本方法是对视觉传感器摄像机采集到图像进行预处理,消除图像噪声,并采用经算法改良后算子提取图像边缘。在边缘图像中运用霍夫变换等方法分别检测直线圆和角点等图形基元,并利用导线与障碍位臵关系以及障碍本身特点来进行结构约束,识别出障碍物。垂直起降越制,且运动控制精度高从巡线机器人系统角度,要求机构具有定负载能力,且与导线构成等电位体从应用角度,要求机构具有小巧紧凑轻质机械结构,且容易上下线作业和便于携带等。根据输电线路结构特征,以及巡线作业任务要求,通过多种可行方案对比分析和对机构巧妙组合,以及样机原型反复试验和改进......”

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