智能巡检机器人的电缆缺陷检测关键技术研究

为了满足电力系统运维过程中电缆沟巡检的任务要求,设计了一种智能型电缆沟巡检机器人系统,并对该系统中的电缆缺陷检测关键技术进行研究。提出了一种基于小波变换图像分割与图像轮廓检测的电缆绝缘层破损检测算法和电缆温度异常检测算法,通过在搭建的模拟电缆沟实验环境中对机器人系统进行整体测试,验证了算法的有效性。同时,测试结果表明,设计的机器人巡检系统能够实现实时的电缆缺陷检测,可以满足电力系统电缆巡检的实际要求。     

一种新型排管电缆微型检测机器人的机构设计

随着国民用电需求的快速增长,地下电缆输配电在城市电力输送中的应用越发广泛,对于地下排管电缆的巡检已成为保证电力输送安全可靠性的一项重要任务。目前对排管电缆的巡检大都采用人工停电检测的方法,这种方法效率低、安全性差,并且伴随一定的经济损失。为解决上述问题,这里设计了一种新型排管电缆微型检测机器人,该机器人能够在电缆排管这类的狭小且不规则的异形管道内行走。其中,弹簧装置的设计进一步提高了机器人的稳定性与对不同管径的管道的适应性,微型步进电机驱动保证机器人有足够的牵引力,并且为其他传感器的集成提供了有利的平台,安全线的设置保证机器人即使遇到特殊状况也不会搁浅在管道内。这里建立了已敷设电缆排管内剩余空间模型以及机器人的三维模型,给出了机器人的具体结构参数及运动参数,对该机器人在排管内的状态进行了受力分析和适应性分析。分析结果表明,该机构能够实现在电缆排管内的平稳运行。     

一种自主式小型浅水水下管道巡检机器人的研制与试验

针对浅水水域机器人的姿态平衡、运动控制、信息获取及工作环境多变等难题,文中研制了一款能够沿水下管道自主运动、检测管道上的吸附物、发出警报并对吸附物移除及回收的小型水下机器人。采用Arduino Mega 2560集成芯片作为核心控制器,开发了管道巡线、图形识别和回收装置驱动等模块的外围电路,制作了实物样机。实景试验表明：所研制的机器人能够完成460～530 mm深度水下管道的巡检作业。     

基于STM32的电缆管道智能巡检小车设计

针对配电网电缆管道分布广、空间狭窄、巡检难度大的问题,以STM32单片机为核心,以OV7725摄像头作为图像采集设备设计了一种用于电缆排管巡检的智能小车来代替人工巡检.小车采用WiFi通讯方式进行下位机与上位机通讯,采用LED照明.对小车电源的电压与电量关系进行分析,确定了电压与电量的关系曲线.在PC端及手持设备上均可进行小车控制,通过小车摄像头所拍摄图像回传对管道内情况进行观测,图像传输速度超过15帧/s.对小车进行了多次爬坡实验、越障实验、管道行走等实验,小车可通?150 mm、?160 mm、?200 mm等电缆排管,续航时间可达到30 min以上,爬坡角度大于10°,有效通信距离40 m以上.     

基于STM32的电缆管道智能巡检小车设计

针对配电网电缆管道分布广、空间狭窄、巡检难度大的问题,以STM32单片机为核心,以OV7725摄像头作为图像采集设备设计了一种用于电缆排管巡检的智能小车来代替人工巡检.小车采用WiFi通讯方式进行下位机与上位机通讯,采用LED照明.对小车电源的电压与电量关系进行分析,确定了电压与电量的关系曲线.在PC端及手持设备上均可进行小车控制,通过小车摄像头所拍摄图像回传对管道内情况进行观测,图像传输速度超过15帧/s.对小车进行了多次爬坡实验、越障实验、管道行走等实验,小车可通?150 mm、?160 mm、?200 mm等电缆排管,续航时间可达到30 min以上,爬坡角度大于10°,有效通信距离40 m以上.     

基于巡检机器人的电缆卷筒减速器故障诊断技术

针对传统电缆卷筒减速器故障诊断技术存在不同状态下的电缆卷筒减速器故障诊断误判率高的问题,提出基于巡检机器人的电缆卷筒减速器故障诊断技术。基于巡检机器人构建一个数据采集系统,利用该系统采集电缆卷筒减速器发出的振动信号数据;采用 KPCA 方法提取采集数据的特征,获得电缆卷筒减速器特征向量;将特征向量用作输入量输入到故障诊断模型中进行训练,训练期间对特征向量数据进行简化,以此提升故障诊断效率,依据输出的故障类型实现电缆卷筒减速器的故障诊断。实验结果表明,通过对该方法进行不同状态下的故障诊断误判率测试,验证了该方法的准确率高、实用性强。     

电缆管道牵引机器人

由山东东营供电公司与上海交通大学合作开发的科技成果“基于视频监控的电缆管道牵引机器人”在济南顺利通过山东省科技成果鉴定委员会专家鉴定，鉴定专家认为该成果运行稳定、可靠、实用，项目总体创新性强、达到了国内领先水平。该机器人将电缆敷设过程中的管道监测和敷设拉线功能集于一身，     

一种新型巡检机器人的结构设计与运动学分析

介绍了一种新型500 kV高压输电线自动巡检机器人的机械结构,并在此基础上利用D-H方法对机器人进行了运动学建模与分析,推导出末端机构相对于基坐标的转换矩阵,现场实验证明该机器人能够自主完成高压输电线地线越障巡检任务.     

桥梁检测机器人作业规划与位姿优化方法研究

针对桥梁底部病害人工检测的作业难题,介绍了桥梁检测机器人的工作原理,结合桥梁的结构化特征和视觉检测拍摄参数约束,研究了桥梁检测机器人作业规划与位姿优化方法。首先,提出一种以最佳拍摄模型约束的桥梁检测机器人拍摄作业位姿规划方法。在最佳拍摄规划方法的基础上,针对小箱梁桥梁和T型梁桥梁底部的褶皱结构,研究了以安全拍摄模型为约束的拍摄位姿优化方法,设计了结合拍摄偏角和拍摄距离的权重函数,推导了优化算法公式并给出了收敛证明。通过对不同拍摄参数的配置,进行了针对空心板桥梁的拍摄作业位姿规划方法仿真;针对小箱梁桥梁的结构,在位姿规划仿真结果基础上进行了位姿优化方法的仿真。最后以研制的桥梁检测机器人为对象,进行了现场测试与验证,仿真和实验结果均表明,该规划和优化方法符合桥梁拍摄检测的要求,具有很好的鲁棒性和实时性。     

高压输电线路巡检机器人机械本体设计

对国内外已提出的高压架空输电线路巡检机器人机械本体机构的特点进行综述.在此基础上提出了新型的高压输电线路巡检机器人行走及越障机构,并对高压线路巡检机器人的发展趋势做了论述.     

吊臂式巡线机器人悬吊姿态自平衡机构的研究

文中针对目前应用较为广泛的吊臂式巡线机器人在跨越线缆附件时所出现的姿态失稳现象进行了研究,从机构学的角度研制了相应的俯仰失稳自平衡机构、侧倾失稳自平衡机构,并分析了其工作原理.通过理论分析和实验验证,证明了上述自平衡机构的实用性和可行性,为电力巡线机器人的应用推广奠定了坚实的基础.     

超高压线巡检机器人移动越障机构综述

介绍了国内外超高压输电线路巡检机器人的研究现状,分析了几种典型的巡检机器人传动原理、机械结构的特点,详细探讨了巡检机器人移动、越障的运动机理和机构形式。最后总结了巡检机器人移动越障机构的难点,展望了巡检机器人的发展趋势。     

单轨检测机器人的研制

文章根据桥门式起重机轨道的工作状况及环境,开发了一种适于轨道检测的单轨机器人。该机器人可以携带反射棱镜沿轨道匀速行进。它具有两个侧轮,在行进过程中,根据两边侧轮距离的变化可以判断轨道横截面宽度的变化。单轨机器人中心的位置,可由全站仪追踪。全站仪发射的激光,经棱镜反射后,再由全站仪接收。通过对采集数据的处理,计算出轨道机器人的位置坐标。该位置在轨道横截面上的变化反应了轨道中轴线的变化。检测时,单轨机器人的前进和后退速度分别为1.853m/s和1.804m/s。     

基于自动化交互行为的电力机房巡检机器人系统设计

目前设计的电力机房巡检机器人系统响应时间较慢,导致巡检精度较低。为解决上述问题,基于自动化交互行为设计一种新的电力机房巡检机器人系统,对系统的硬件和软件进行设计,巡检机器人系统硬件由驱动器、处理器、传感器、红外热成像测温器组成。利用驱动器实现信息驱动,驱动器的控制信号的引脚分别为GND、ALM、PG、EN,分别控制驱动器的报警、以及驱动信号的接收和输出、电机方向的确定。采用TUIS-8689处理器,TUIS-8689处理器的核心是8核智能芯片处理器的芯片为Xilinx芯片,具有超强的计算能力和处理能力,传感器采用14vdc供电模块,传感器的振动速度和位移具有关联,实现巡检机器人运动的校验。选用PI 400型红外热成像仪测温器实现温度测量。通过数据获取、特征值提取、确定巡检路线实现软件流程。实验结果表明,基于自动化交互行为的电力机房巡检机器人系统能够有效缩短响应时间,提高巡检精度。     

基于电源线载波的有缆管道机器人通信系统

当有缆管道机器人的线缆长度增加时,其重量大增,与管壁的摩擦力会变得很大,严重影响了机器人作业时的最大行走距离及可靠性。为了克服该缺点,本文采用KQ-100E电源线载波调制解调模块,给出了载波电路图,制定了通信协议,描述了通信流程,从而实现了线缆内电源线与信号线的复用。该研究成果已应用于中央空调风管清洁机器人中。应用结果表明,该通信系统大大减轻了线缆与管壁的摩擦力,提高了管道机器人的可靠性,增大了其作业时的最大行走距离。     

输电线路巡检机器人的设计与控制系统研究

文章介绍了一种新型的履带式高压输电线路巡检机器人,阐述了基于递阶控制理论的分级控制系统结构设计和基于规则库模型的专家控制系统控制策略,仿真验证了机器人越障动作过程的正确性。     

Design and analysis of a gait rehabilitation cable robot with pairwise cable arrangement

Journal of Mechanical Science and Technology - A new design of gait rehabilitation robot using pairwise cables is proposed for post-stroke patients. Compared to conventional rehabilitation...     

变电站巡检机器人云台设计及动力学仿真

本文针变电站巡检机器人云台结构设计提出解决方案.根据该方案,进行了巡检机器人结构设计和动力学分析,利用三维参数化造型软件Solid Works建立了该云台结构的虚拟样机,利机械系统动力学仿真软件ADAMS对巡检机器人云台进行了动力学仿真,模拟云台的实际运动状态,通过模拟和分析,寻求巡检机器人云台的合理结构,验证了结构设计的合理性,为部门的管理和决策提供了定量的分析依据.