斜拉桥拉索检测机器人的自适应研究

针对斜拉桥拉索检测机器人爬升特点,进行了机器人爬升结构的自适应分析设计,该设计结构简单、紧凑,能够根据拉索倾斜角度的不同进行自动调整压紧力,并能大大减轻机器人重量.     

斜拉桥拉索径向畸变CCD图像的边缘检测与图像提取

径向畸变是CCD成像系统中的一种常见现象.提出了一种对斜拉桥拉索径向畸变CCD图像进行边缘检测和图像提取的算法.首先,在图像的预处理阶段,对原始图像进行灰度化和滤波处理.其次,运用边缘检测、边界跟踪及Hough变换获得了拉索轮廓的连续边界.最后,利用原始的灰度图像和基于拉索轮廓的掩模板,获得了无背景的拉索表面图像.该算法在斜拉桥拉索表面伤痕检测中得到应用,结果表明该算法对径向畸变的CCD图像能有效地进行边缘检测和图像提取.     

拉索检测机器人爬升装置设计与稳定性分析

桥梁拉索因长期受到车振、酸雨等环境的影响,其表面和内部钢丝会出现不同程度腐蚀、破损或裂纹,有必要对斜拉桥拉索进行定期维护和检查。针对当前桥梁拉索检测机器人爬升装置爬升能力差,爬升不稳定的现象,提出并设计了有防偏可调功能的桥梁拉索检测机器人爬升装置。建立了爬升装置爬升动力学分析模型,采用ADAMS软件对其爬升稳定性和防偏能力进行了仿真分析。结果表明分析结果表明有配重设计和防偏轮结构时,其偏转角度小,爬升过程稳定性好。     

斜拉桥缆索缺陷检测系统的研制

由于斜拉索在斜拉桥中的重要地位 ,有必要研究斜拉索的检测问题。本文提出采用漏磁场原理检测斜拉索的断丝和磁桥路原理检测缆索的锈蚀 ,并研制了斜拉桥缆索检测系统。实验表明 :用磁性方法检测缆索缺陷是可行的     

斜拉桥缆索缺陷检测机器人的研制

为保证斜拉桥的安全使用,对其缆索进行无损检测是非常重要的。本文论述了包括检测传感器、爬行机构和控制系统的斜拉桥缆索缺陷检测专用机器人。     

基于视觉检测技术的机器人自动贴片系统设计

阐述了机器人自动贴片系统的功能和结构,给出了系统的层次结构、控制系统流程和关键模块的设计思路.系统上位机软件采用.NET平台构建,硬件基于工控机、机器人、工业相机和PLC实现,系统利用视觉检测技术对机器人定位进行实时补偿.使用结果表明,该自动贴片系统具有较高的贴片精度及效率.     

基于PSoC的智能吸尘机器人控制系统的设计

主要研究了基于PSoC片上系统的智能吸尘机器人控制系统的设计，详细论述了控制系统的组成，推导了机器人的运动控制方程，设计了传感器检测电路。该控制系统灵活运用PSoC片上系统内部集成的PWM模块、计数模块和定时模块等来完成机器人的运动控制，通过运用红外传感电路和机械结构相结合的方法来检测外部环境信息。     

连续行进式气动缆索维护机器人的研究

该文以斜拉桥缆索的防腐喷涂为目标,研制了一种全气动驱动连续行进的缆索维护机器人。设计出以同步定比速度分配回路为核心的气动系统,搭建了以PLC为核心元件的主从式监控系统。通过实验表明,该机器人具有行进速度稳定、连续及对缆索适应能力强的特点,为提高机器人缆索喷涂作业质量提供了技术保障。     

基于多智能体的斜拉索分布式智能减振控制系统

目前磁流变减振器已越来越多地被应用于斜拉桥拉索减振,但是这种减振器装置在主、被动工作模式间还缺乏有效的自动转换机制,往往需要人工切换。为了解决该装置在灵活性、自主性和自适应性等方面的不足,本文在斜拉索减振控制系统中引入多智能体技术,提出了基于多智能体技术的斜拉索分布式智能减振控制系统的结构模型和功能,该模型将传统控制系统的功能划分入不同的智能体层,分析了系统的体系结构和工作原理,研究了其实现方式,并将系统应用于洞庭湖大桥上。应用结果表明,该系统在原有装置基础上具有了较高的智能性,表现出更快的反应性和更好的自适应性。     

除锈爬壁机器人位姿分析与纠偏技术

根据除锈机器小车在钢铁立面上进行水平行走动作时容易出现位置偏移和姿态倾斜的现象,专门设计出一套机器人位姿纠偏控制系统.该系统主要包括除锈爬壁机器人的本体结构、机器人控制系统、以及纠偏控制中的关键检测元件的阐述介绍;构建车体静力学模型,深度剖析机器人位姿倾斜问题的产生原因;借助激光测距系统,建立位姿倾斜时的数学模型,分析其纠偏原理.本爬壁除锈机器人纠偏控制系统基于激光测距系统和电机反馈信息结合PID纠偏算法,通过PLC控制,达到运动过程中自动纠偏的目的,对小车位置偏移和姿态倾斜问题有一定的改善.并且通过仿真实验和现场样机测试证明了该纠偏控制系统的有效和实用性.     

液压技术在缆索机器人中的应用

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，研制了液压调节装置的缆索机器人方便施工中的装卸、保障施工对缆索不同直径的要求。经过在上海徐浦大桥、南浦大桥上进行了现场试验，结果表明使用具有液压技术的缆索机器人在斜拉索桥上实现安全高效的爬升作业。     

一种抱缆力可调的斜拉索检测机器人设计

在对国内外典型爬缆机器人结构深入研究的基础上,设计了一种抱缆力可调的斜拉索检测机器人。通过电机正反转带动螺旋压紧机构实现抱缆力遥控调节功能,可有效防止机器人抱缆卡死的危险状况。其滚轮结构对缆索直径系列具有更好的自适应性。能充分利用重力锤效应进行位姿控制。轻量化的翻转式框架结构更方便现场安装。在设计好的爬行本体结构基础上,提出了对监控系统的相应功能要求,为下一步控制与监控系统的设计奠定基础。     

Dynamic performance of a cable with an inspection robot — analysis, simulation, and experiments

A special cable inspection robot is designed to inspect automatically the cables of a cable-stayed bridge. The free vibration equation of the cable-robot system is derived firstly to study the dynamic characteristics and safety performance of the system. Then, the effect of the robot on the cable natural frequency is discussed, and the dynamic response equation when a robot is climbing at a constant speed is deduced. Furthermore, the effect of the cable vibration on the robot’s climbing ability is studied. The natural frequency characteristics of the robot are analyzed and optimized to avoid the resonance between the cable and the robot, using a finite element model. Additionally, dynamic cable responses are simulated under different conditions wherein the robot mass are 10 and 200 kg, and the speeds are 0.2 and 0.3 m/s, respectively. At last, to demonstrate further the dynamic characteristics of the cable-robot system experimentally, cables are set up on the Junshan highway bridge over the Yangtze river. Similar experimental models of these cables are constructed, and vibration experiments are conducted to validate the theoretical calculation. The results show that a light robot has little effects on the cable vibration amplitude and vibration acceleration; this confirms the safety of the cable.     

电力电缆敷设监测系统设计

给出一种模块化的电缆敷设监测系统的设计,该系统由采用三滑轮加定滑轮的牵引力测量装置和基于工控机的牵引力测量仪、敷设长度计米器以及无线数据传输机构组成,具有结构简单、配置灵活、使用方便的特点,可对电力电缆敷设全过程的牵引力进行实时监测,现场测试表明该系统的有效性。     

PVDF传感器实现斜拉桥桥索张力在线监测

斜拉索是斜拉桥的主要承载部件，斜拉桥桥跨结构的重量和桥上活载绝大部分或全部通过斜拉索传递到索塔上，实时监测分布于大桥上的桥索张力变化，对于了解斜拉桥的健康状态，确保斜拉桥的安全是至关重要的。采用聚偏二氟乙烯（Polyvinylidene Fluoride）通过监测应变得到拉索的振动信号，计算出拉索的张力，实现斜拉索张力的在线测量。     

基于无线网络的电缆防盗报警系统设计

针对电缆被偷盗的严重情况,设计了一套基于无线网络的电缆防盗报警系统。根据巴特沃斯快速设计方法,进行高通滤波器参数计算及仿真分析,使用对脉冲计数方式,完成了监控电路软硬件设计,与上位机相连运行模块测试软件,完成了控制系统的设计。该报警系统可以监测管理区域内电缆线路的运行情况,当电缆出现断路时,系统将及时把被盗窃电缆的信息传给监控中心,同时通过GSM(global system for mobile communications)无线网络把该信息以短信息形式转发到管理人员的手机。     

斜拉索索力测试及评价方法研究

斜拉桥是利用斜拉索把桥跨结构的恒载和承受的活载传递到塔柱上,斜拉索索力的大小对整个桥梁结构受力的合理性和主梁线形起着决定性的作用,因此对斜拉索的索力进行测试及评价对斜拉桥的安全运营十分必要。基于两端张紧弦模型,明确了基于频率法测试斜拉索索力的基本原理及过程。基于测试到的索力数据,提出了一种采用灰色关联度方法对全桥索力进行评价的方法。最后以一座斜拉桥的索力测试为工程依托,验证了方法的可行性和有效性。     

变电所电缆温度无线监测系统研究

变电所电缆温度能够反应电缆及设备的工作状态。针对电缆温度监测中存在的分布分散,不适合架线的特点,设计了一种基于无线传输的数据采集系统,将系统中各个关键点的温度信息实时传输到监控中心。研究表明该方式结构简单、工作可靠。