高压输电线路巡检数据库及其管理系统

通过高压巡线机器人巡检获得的红外图像和可见光图像与线路部件的对应关系,建立了图像库;根据线路的实际布局实现了对线路部件及对应图像的分类管理。该管理系统作为高压输电线路故障红外诊断系统的一个重要组成部分,为红外诊断提供了后台数据支持,能将诊断结果快速定位到线路部件,以指导线路的检修与维护,并能为巡线机器人自动过障提供辅助导航信息。     

应用于油罐内机械臂作业的点云法矢计算方法

利用机械臂对油罐内壁进行改造时,对激光扫描油罐内壁得到的点云数据的处理精度,尤其是油罐点云法矢的计算准确程度,会影响到机械臂的运行情况及改造效果.考虑到传统协方差分析法对局部特征法矢估算不准确的问题,提出一种应用于油罐内壁的法矢计算方法.首先,利用栅格法和八叉树法相结合的二次剖分方法,建立点云之间的拓扑结构,并根据实际需求实现自适应的路径点的K邻域搜索;然后,采用距离和曲率加权的协方差矩阵对路径点处的法矢进行计算.使用该方法进行实验验证,结果表明,该方法对机械臂作业路径点处的法矢计算准确,满足实际改造需求.     

基于模型的巡线机器人无碰避障方法研究

结合课题组所设计的巡线机器人,利用线路环境结构化的特点,通过霍尔接近传感器精确定位障碍物与机器人之间的位姿关系,采用D-H法构建巡线机器人运动学模型,将障碍物固连一个空间坐标系,最终可在与定位点固连的机器人基坐标系中空间重构障碍物及机器人越障手臂.在机器人越障手臂与障碍物空间位姿关系可测的情况下,并考虑到机器人越障时间短为实际需要,规划一条最短无碰越障路径.最后通过实验验证了基于模型的无碰避障的有效性.     

高效数据采集方法及其实现：缓冲包装中跌落冲击信号的获取

提出了对包装跌落冲击信号的快速,高效数据采集方法及其实现原理,通过设置“采样开始”和“采样结束”控制信号来实现对跌落冲击信号的准确捕捉;采用DMA方式实现内存和外设间数据的快速递。     

高压输电线路巡检机器人续航里程的预测方法

续航里程预测是高压线路巡线机器人要解决的一项工程实用化关键技术问题.首先通过对机器人所用锂电池进行放电实验,用负载电压法处理实验数据后得出机器人电池剩余电量函数.然后根据机器人的工作环境建立机器人在巡检作业时在线路上行走、越障、巡视等工况下的能耗模型,得出机器人续航里程估计方法.最后通过实验验证了该续航里程估计方法的正确性和实用性,最后提出并验证了一种续航预测误差方法,为巡检机器人的电源设计和线路巡检方案规划以及无动力下坡空速与馈能的研究提供了理论依据.     

柴油机喷油压力波形的分析方法

本文提出了一种柴油机喷油压力波形的分析方法.分析过程包括两个方面:基于波形形态特征的句法模式识别和基于数值特征的特征向量的参数匹配.该方法注重简明和有效.文中给出了分析实例.     

改进的穿越越障巡检机器人设计及越障动作规划

沿地线巡检机器人因其视野开阔等优点,在高压输电线路巡检中得到了广泛的研究与应用,如何安全有效地越过地线金具障碍是其研究重点和难点。本文基于穿越越障方式对巡检机器人进行了改进设计,并针对此种越障方式,对地线线路上的防震锤、悬垂线夹及耐张杆塔等线路金具进行了结构改造,采用仿真软件对易出现应力集中的悬垂线夹结构进行了强度校核以保证机器人的安全运行。同时,针对本文的机器人结构设计特点和改造后的线路金具特点,对机器人的越障动作做出了合理的规划。在武汉大学机器人试验场搭建1:1的高压输电线路试验平台,对巡检机器人的越障性能和效率进行了测试,结果表明,该巡检机器人能够顺利穿越架空地线上改造后的防震锤、悬垂线夹和干字型耐张杆塔等障碍物,相较于以往的巡检,具有更高的效率和安全性,且可穿越以往机器人不能越过的干字型杆塔障碍。     

Impacts of flexible obstructive working environment on dynamic performances of inspection robot for power transmission line

The rigid-flexible coupling dynamic modeling and simulation of an inspection robot were conducted to study the influences of the flexible obstructive working environment i.e. overhead transmission line on the robot＇s dynamic performance. First, considering the structure of the obstacles and symmetrical mechanism of the robot prototype, four basic subactions were abstracted to fulfill full-path kinematic tasks. Then, a multi-rigid-body dynamic model of the robot was built with Lagrange equation, whil~e a multi-flexible-body dynamic model of a span of lin~ was obtained by combining finite element method （FEM）, modal synthesis method and Lagrange equation. The two subsystem models were coupled under rolling along no-obstacle segment and overcoming obstacle poses, and these simulations of three subactions along different spans of line were performed in ADMAS. The simulation results, including the coupling vibration parameters and driving moment of joint motors, show the dynamic performances of the robot along ftexibile obstructive working path： in flexible obstructive working environment, the robot can fulfill the preset motion goals; it responses slower in more flexible path; the fluctuation of robot as well as driving moment of the corresponding joint in startup and brake region is greater than that in rigid environment; the fluctuation amplitude increases with increasing working environment flexibility.     

沿架空地线行驶的自主巡检机器人及应用

介绍了一种沿架空地线行驶的输电线路自主巡检机器人系统,包括自主巡检机器人本体、地面基站、巡检后台管理系统,以及地线无阻挡道路结构等.开发的新型防震锤线夹、组合悬垂线夹和跨越耐张杆塔头柔性过桥等结构,使得机器人可以无阻挡地通过防震锤、直线杆塔和耐张杆塔等而无需跨越障碍物.着重介绍了自主巡检机器人的如下关键技术:移动机器人机构、自主移动导航、电源及其管理系统和机器人本体的系统集成,给出了自主巡检机器人的一个典型实例.通过不同环境的运行试验,表明提出的巡检机器人系统的正确性和实用性.     

高压输电线路红外诊断系统开发

介绍基于绝对温差的高压输电线路故障红外诊断系统。对建立系统的总体结构模型和面向对象模型及后台数据库的设计思路进行了详细阐述,最后给出了系统的实现方法。