一种改进的超高压输电线路巡检机器人越障方法

介绍了一种新型的超高压输电线路巡检机器人,阐述了分阶段的控制策略．主要针对越障的工程实际问题,从理论上分析了越障阶段的难点：质心调节,输电线的辨识与定位问题．进行了仿真和试验,验证了控制策略和理论分析的正确性．     

超高压输电线路巡检机器人越障控制问题的研究

给出了一种超高压输电线路巡检机器人控制系统的设计与实现方法．根据机器人的作业任务,提出了基于传感器信息、约束信息以及动作反馈信息作为输入,产生式系统作为动作输出的越障控制方式．仿真结果表明此方法对于机器人的越障过程是有效的．     

一种输电线路巡检机器人越障规划方法

针对输电线路巡检机器人的局部自主与远程控制方式,提出了一种基于有限状态机的越障规划方法.将巡检机器人的越障运动过程分解成若干离散化的关键状态,建立了运动规划的有限状态机模型.采用一种基于模糊方法的产生式系统用于推理越障模式,并产生运动序列.仿真与现场实验验证了越障规划方法的正确性和有效性,该方法可应用于输电线路巡检机器人运动控制.     

自主越障巡检机器人质心调节控制

巡检机器人在跨越障碍时,质量偏心产生的偏矩破坏了机器人车体的水平姿态．本文提出了一种质心调节方法,利用倾角传感器测量机器人车体与水平面之间的倾角,从而控制配重块移动电机的运动,将机器人的质心调节到悬挂于架空地线上的那只手臂上,因此能保证机器人车体保持水平姿态,确保需要脱线或上线的手臂完成相应的动作．最后,通过仿真试验验证了质心调节控制方法的可行性．     

500kv超高压输电线路巡检机器人现场带电巡检试验成功

在国家“863”计划以及国电东北电网有限公司的支持下，中国科学院沈阳自动化研究所自主创新，研制出具有自主知识产权的超高压输电线路巡榆机器人，并于2006年4月12日与锦州超高压局合作开展了现场带电巡检试验，在其所管辖的500kv超高压输电线路（董辽二线）上成功地完成了沿线行走、跨越障碍以及巡检作业任务。     

架空输电线路巡线机器人越障过程运动学仿真分析

本文针对高压输电线路巡检作业,提出采用三臂结构的巡线机器人作业方案。根据该方案,进行了巡线机器人结构设计和运动学分析,利用三维参数化造型软件SolidWorks建立了该机器人的虚拟样机,利用机械系统动力学仿真软件ADAMS对巡线机器人进行了运动机构仿真,模拟机器人的实际运动状态,通过模拟和分析,寻求巡线机器人的合理结构,验证了结构设计与动作规划的合理性,得到高压输电线路巡线机器人的合理设计方案。     

基于B样条曲线的电力巡检机器人越障控制

为了提高电力巡检机器人越障控制能力,该文提出基于B样条曲线的电力巡检机器人越障控制技术,首先构建电力巡检机器人的被控对象模型,结合电力巡检机器人驱动动力学分布,进行电力巡检机器人的定位控制,同时采用避障算法进行电力巡检机器人巡检过程中的越障控制,结合位姿参数的自适应调节方法进行电力巡检机器人越障运动学模型构造。在此基础上,建立电力巡检机器人越障控制目标函数,采用B样条曲线跟踪寻优方法进行机器人的越障路径规划,采用自适应的模糊信息加权方法,进行电力巡检机器人越障控制优化。仿真结果表明,采用该方法进行电力巡检机器人运动轨迹测定分布结果稳定,接近运动轨迹的标准值。其越障控制的灵敏度较高,自适应控制能力较强,电力巡检机器人运动轨迹测定分布结果稳定,提高了电力巡检机器人越障性能。     

基于物联网的输电线路巡检机器人控制策略研究

完整设计一种具有自主协调运动功能的小型电力输电线路的巡检机器人,为了实现机器人自主越过塔头和绝缘子串,同步感知适应不同档距的杆塔以及多个机器人在一定长度的作业范围内能够协调运动作业。本文重点研究基于自抗扰控制技术的多机协调控制策略。同时考虑到输电线路环境的复杂性,在设计机器人本体中,引入了基于物联网框架的多传感器融合算法。最后通过算法仿真和设计制作实物样机,测试本实验装置和控制策略的有效性。     

一种输电线路巡检机器人控制系统的设计与实现

介绍了一种超高压输电线路巡检机器人控制系统的设计与实现方法．根据巡检作业任务的要求，采用遥控与局部自主相结合的控制模式实现巡检机器人沿线行走及跨越障碍．设计了巡检机器人有限状态机模型，实现了机器人遥控与局部自主控制的有机结合．采用基于激光传感器定位的方法实现了巡检机器人的自主越障控制．实验结果表明，该机器人可实现沿线行走及自主跨越障碍，从而验证了控制系统设计的有效性与合理性．     

架空输电线路巡线机器人的视觉导航

巡线机器人沿相线行走时必须探测识别和定位各种障碍物,并根据障碍类型规划越障行为。针对220 kV架空输电线路的结构特点,利用视觉传感器,设计了基于结构约束的障碍识别算法,完成了障碍识别和分类。根据障碍物的结构特点,设计了一种自适应多窗口区域立体匹配算法,实现了障碍物的双目视觉定位。模拟线路实验结果表明,算法能可靠地从复杂背景中识别并定位出防振锤、悬垂线夹和耐张线夹等障碍物,满足了巡线机器人导航要求。     

约束条件下的巡线机器人逆运动学求解

高压输电线路巡检机器人是一种多关节悬挂运动机构,要实现其运动控制就需要根据机器人的本身机构特点和悬挂系统的运动约束条件进行运动学分析.本文利用微分扭转法对巡线机器人的正向运动学进行了求解,并通过对机器人悬挂系统的力学分析,得到了机器人运动学的约束条件,并在这种约束条件下,采用了一种可用来进行实时控制的迭代循环坐标下降(CCD)算法,来进行机器人的逆运动学求解.这种迭代算法对于有运动约束系统的逆运动学求解具有较强的适用性,而且它具有较好的收敛性和有效性,适合于在线计算,便于巡线机器人的实时运动控制.     

基于产生式系统和轨迹优化的巡线机器人控制

阐述了一种新型的基于产生式系统控制方法的高压输电线路自动巡线机器人的嵌入式控制系统及其实现.提出了一种基于人工控制规则库和分层规划的产生式系统的控制策略.该控制策略通过人工控制机器人的方法,建立相应的专家规则库,再采用分层规划的方式与手爪的自动微调相结合来实现机器人的自动行走.最后,通过最优算法并结合机器人各个关节伺服系统的运作特性,对机器人运动轨迹进行优化,实现了对巡线机器人的最优控制.     

A novel power line inspection robot with dual-parallelogram architecture and its vibration suppression control

Developing a climbing robot to inspect the power transmission line is a state-of-the-art method. To enhance the obstacle-crossing ability, a novel tri-arm robot with dual-parallelogram architecture (DPA) is developed. The DPA can improve the efficiency to move each arm in 3D space, keep the force on each arm well balanced, and enhance the adjacent-obstacle-crossing ability. Besides that, the centroid of the payload can shift in a large range which could greatly decrease the motor load. The dynamic model of the robot considering the floating base effect and link elastic distortion is constructed, based on which a state feedback controller is proposed to suppress the system vibration caused by the link dynamic coupling, link elastic distortion and external disturbance. A linear matrix inequality-based regional pole placement method is introduced to tune the state feedback gains, and an empirical parameter regulation strategy is employed to compensate the model parameter inaccuracy and state estimation error. Both simulation and real robot experiment results verify the effectiveness of the proposed method for system vibration suppression. The experiments on the prototype robot verify the feasibility of the designed mechanism.     

基于窄带物联网的巡检机器人目标跟踪控制系统设计

目前研究的巡检机器人目标跟踪控制系统存在目标位置误差大、目标跟踪控制效果差、采集的图像模糊等问题。为了解决上述问题,基于窄带物联网的巡检机器人目标跟踪控制系统。系统硬件以窄带物联网无线通信模块为基础,优化设计了Zigbee压力采集器、中央控制器和STM32主控电路,实现了巡检机器人目标跟踪控制系统的数据信息集中调度。Zigbee压力采集器主要由XBee控制模块、压力传感器两部分组成,同时设计了供电电路、晶振电路和复位电路,通过系统硬件,实现了对巡检机器人的跟踪、控制和监控,为系统提供了硬件支持。软件方面给出了系统的控制流程,设计了Zigee组网程序、嵌入式视觉处理程序和巡检机器人自主导航程序。实验结果表明,基于窄带物联网的巡检机器人目标跟踪控制系统目标位置误差较小、控制效果较好、图像更加清晰。     

基于机器鱼的水下无线输电装置的研究

在水下无线输电技术研究中,考虑水环境对水下无线输电的影响,对无线输电发射与接收线圈距离变化时的情况进行研究分析。分析机器鱼无线输电装置的总体结构,重点讨论水下无线输电技术的线圈形状设计、线圈电感量与匝数的计算方法。使用电磁感应的无线传输方式,结合串联-串联的谐振拓扑组成水下无线输电装置并进行实验。当两线圈间距离变化时,无线输电装置的输出功率、电压仍然能够满足负载的要求,传输效率能够达到最大。     

用于相贯线焊缝检测机器人的图像处理算法

针对管道相贯线焊缝难以检测的问题,提出了一种用于管道相贯线焊缝自动检测机器人轨道识别和定位的图像处理算法.在颜色空间转换和彩色边缘检测基础上,引入图像金字塔方法的Hough变换直线检测算法,快速识别磁性色码条并实现机器人自身姿态和运动轨迹的实时控制,将多阈值处理引入区域生长算法分割人工标识点,对人工标识点进行计数从而实现定位.实验结果验证了提出的图像处理算法的有效性.     

基于蛇形机器人桥梁缆索无损检测系统的研究

基于桥梁缆索无损检测的特殊性,且针对目前桥梁缆索检测智能化的需要,介绍了一种新型的检测系统,即基于桥梁缆索检测的蛇形机器人.此蛇形机器人具有较大的自由度,有非常好的环境适应能力.在分析蛇形机器人的本体结构特点和运动机理的基础上,并根据桥梁缆索的特性,研究了基于蛇形的器人桥梁缆索的无损检测系统.通过实验证明:此无损检测系...     

工业机器人视觉检测系统的现场标定技术

介绍了基于通用工业机器人柔性在线视觉检测系统的坐标测量原理。为了获得封闭和准确的系统坐标变换链,以MD—H模型为基础建立了机器人的距离精度校准模型,同时,对多个校准点运用奇异值分解的形式分步求解旋转矩阵和平移矩阵,实现机器人基础坐标系与激光跟踪仪坐标系之间的配准,进而完成多台机器人基础坐标系与车身坐标系的统一。实验表明:该方法操作简单,能够获得±0.30 mm的标定精度。