新型电力铁塔攀爬机器人的设计及攀爬步态分析

针对现有电力铁塔攀爬机器人存在的结构复杂、稳定性差、越障能力不足等问题,这里设计了一种新型电力铁塔攀爬机器人并对其攀爬步态进行了分析.通过选取电力铁塔主材上的脚钉为夹持对象,采用机械电磁复合手爪夹持方式等创新性的方法,简化了攀爬机器人的结构,提高了夹持稳定性,解决了避障难题.然后使用Workbench对关键受力部件进行有限元分析并利用Robotics Toolbox对机器人的攀爬过程进行了建模仿真,仿真结果表明攀爬机器人机械结构及攀爬步态设计合理,验证了新型电力铁塔攀爬机器人在实际工作环境中应用的可行性.     

基于深度学习的杆塔接地网断点诊断方法研究

在使用电磁感应方法诊断杆塔接地网断点的过程中,针对人工诊断引起的误差问题,提出了一种基于一维卷积神经网络(one dimensional-eonvolutional neural network,1D-CNN)的诊断模型,诊断模型以接地网正上方的一维磁场数据为输入,通过深度神经网络输出断点故障的数量和位置.首先通过实验验证了电磁感应方法在杆塔接地网断点诊断问题中的有效性,然后建立了磁场断点故障数据集,之后进行了1D-CNN诊断模型的训练.在诊断准确度验证实验中,1D-CNN诊断模型在40个故障磁场样本上达到了97.50％的诊断准确率,表现出了良好的泛化性;诊断效果对比实验表明,1D-CNN诊断模型的AUC值达0.951,在3次随机训练中对各类故障的平均识别率达到了92.08％,在15次训练中的平均测试集精度达到了94.30％,平均每代训练时间0.8750 s,在各项指标上较DNN、RNN均有明显优势.     

光纤电流互感器光学组件寿命研究

针对光纤电流互感器在电力应用中的长期可靠性问题,分析了其光学组件常见的失效模式,阐述了变比误差等关键指标退化的规律。并引入peck加速模型,以温度、湿度为应力因子,开展了三组不同应力水平下的加速寿命试验。根据试验数据计算得出光纤电流互感器光学组件的平均激活能约为0.63e V,推算出在正常工作环境下的寿命约为40.89年。     

基于自偏置磁-机-电耦合效应的电流传感器研究

基于自偏置磁-机-电耦合效应,提出了一种新型电流传感器,其由磁电层合材料Sr Fe12O19/Fe Cu Nb Si B/PZT、质量块、基座组成。磁电层合材料Sr Fe12O19/Fe Cu Nb Si B/PZT具有自偏置磁-机-电耦合效应。通过该磁电层合材料与载流电线周围的涡流磁场耦合,该新型电流传感器具有较大的输出电压和电流灵敏度,无需额外的直流偏置磁场等优点。实验结果表明,所提出的传感器在载流电线的电流频率为50 Hz时具有198.91 m V/A的较高灵敏度,并且电流传感器的输出电压与施加的50 Hz电流大小之间呈现出良好的线性关系。另外,提出的传感器还可以区分小至0.01 A的微小电流。这种基于自偏置磁-机-电耦合效应的电流传感原型器件在电流监测领域具有极大的应用前景。     

全光纤电流互感器白噪声特性及对测试的影响研究

白噪声是全光纤电流互感器(FOCT)的一种固有特性,使小电流下FOCT的即时电流波形显示较多毛刺的视觉效果。文中分析了FOCT白噪声来源和表征方法,研究FOCT在零输入电流下的白噪声统计特性,分析其在不同一次电流下的数据时域及频域特性,表明FOCT白噪声符合均值为零的正态分布,噪声大小与一次侧输入电流大小无关。在此基础上,深入研究白噪声对FOCT测量结果造成的影响并给出减小该影响的方法。     

基于COMSOL的接地网阴极保护仿真分析

针对土壤中施加电流的扁钢,研究电导率的改变对其表面电位、电流密度的影响。借助COMSOL软件腐蚀模块,建立扁钢的阴极保护模型,改变土壤电导率的大小,模拟扁钢的阴极保护情况,得到了扁钢表面电位、电流密度分布曲线。仿真结果表明,其他条件不变,仅增加土壤中的电导率,土壤中电解质电流密度也随之逐渐增大,扁钢的表面电位降低,说明电导率增加,阴极保护效果变好。     

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。     

基于压电圆管的二维全向风能采集器研究

环境风能具有多向性及不稳定性,为了实现平面各方向风能的收集,设计了基于压电圆管和圆柱梁的二维全向风能采集器.不同于传统的薄片梁结构,圆柱梁的对称特性使系统获得了多风向响应能力.基于系统结构和工作原理,进行了理论分析;建立了风能采集器的有限元模型,并进行了仿真分析.在1～8m/s的风速激励下,对采集器的输出性能进行了风洞...     

单目视觉测量电力线覆冰厚度方法研究

严重的电力线覆冰会导致电线杆塔倾斜、倒塌等事故,给社会带来巨大的经济损失,因此对输电线路覆冰厚度进行测量、覆冰情况进行监测十分必要.本文针对传统单目视觉测量法中Hough直线检测易受背景影响,提出先对电力线覆冰区域分割,减小直线检测区域后再测量;而对于Hough直线检测的边缘直线不止两条的问题,提出用最小二乘法将多条直线拟合得到最终的一条覆冰电力线边缘;最后通过计算覆冰前与覆冰后的电力线尺寸差,得到覆冰的厚度.结果 表明,该方法能够在背景复杂、对比度低、噪声多的图像中准确的检测出覆冰电力线的厚度.     

输电线主动除冰机器人后台监控系统的设计与实现

输电线路覆冰在秋冬季节较为常见,人工除冰效率低且危险性较高,而现有的除冰机器人设计上更注重于除冰的机械性能忽略了在覆冰初期主动除冰的重要性导致除冰效果不佳,本文设计一种主动除冰机器人后台监控系统能够在覆冰初期智能预测主动除冰作业,能大幅降低覆冰可能和除冰难度,实现智能化除冰.该系统由除冰机器人本体、数据采集装置、通信模...