電網有限公司科技項目可行性研究報告-預覽頁

　

【正文】 未來新需求。輪式行走機構依靠由電機驅動的行走輪與線路之間的摩擦，驅動機器人前進。加拿大魁北克水電研究院研制的HQLine—Rover遙控小車如圖2所示。該機器人有多個小車組合連接而成，每個小車自身攜帶驅動輪，通過各個小車協調驅動來實現機器人的在線移動。亦采用了輪式行走機構。 同時對機器人本身的工作狀態進行監控, 決定是否對機器人的運動給予干預。( 2) 從機器人系統的角度要求機構要有一定的負載能力, 便于安裝各種監測儀器、信息傳輸設備, 并與導線形成等電勢體。巡線機器人系統由巡檢機器人、塔上智能充電塢和地面控制系統組成。3) 垂直起降/越障機構采用創新的四旋翼機構，解決了機器人上線、越障及自動/人工控制充電等功能。四、 項目研究內容和實施方案1. 項目研究內容巡線機器人系統由巡檢機器人、塔上智能充電塢和地面控制系統組成。3) 垂直起降/越障機構采用創新的四旋翼機構，解決了機器人上線、越障及自動/人工控制充電等功能。2. 技術路線思明公司采用自主研發核心技術，外聘專業人員協作的方式進行產品研發、生產。技術路線如下：3. 實施方案 移動機器人機構是巡線機器人系統中關鍵的核心技術。圖中, 2個小臂操作手機構是由小臂繞水平軸回轉的關節繞鉛垂軸回轉的關節轉軸轉臺7和以小臂為機架的末端執行器組成末端執行器是由主動滾輪2和夾緊機構組成（圖2（b））；夾緊機構是由夾桿1回轉副1有限約束的回轉副13和夾爪14組成, 且沿導線橫截面對稱布置；繞水平軸回轉關節4的軸線與繞鉛垂軸回轉關節5的軸線垂直相交, 移動關節4的軸線與關節5的軸線垂直相交；2個小臂機構和與其相聯的移動關節8沿導線軸向呈反對稱布置。關節8實現2個臂交互滑移異位。巡線機器人視覺系統安裝在機器人下方，其中視覺傳感器(攝像機) 安裝在機器人的本體前端，光軸與機器人前進方向的夾角約為5176。障礙識別的基本方法是：①對視覺傳感器(攝像機) 采集到的圖像進行預處理，消除圖像噪聲，并采用經Otsu 算法改良后的Canny 算子提取圖像邊緣。在此方案中，提出一種新型的垂直起降/越障機構，可達到機器人自動上線（從地面自主導航/人工遙控安放到巡檢線路上）、跨越障礙以及降落塔上智能充電塢上進行充電等功能。2. 工作原理 四旋翼通過調節四個電機轉速來改變旋翼轉速，實現升力的變化，從而控制飛行器的姿態和位置。 四旋翼飛行器結構形式如圖所示，電機1 和電機3 逆時針旋轉的同時，電機2 和電機4 順時針旋轉，因此當飛行器平衡飛行時，陀螺效應和空氣動力扭矩效應均被抵消。電機1和電機3作逆時針旋轉，電機2和電機4作順時針旋轉，規定沿x軸正方向運動稱為向前運動，箭頭在旋翼的運動平面上方表示此電機轉速提高，在下方表示此電機轉速下降。保證四個旋翼轉速同步增加或減小是垂直運動的關鍵。（3）滾轉運動：與圖b的原理相同，在圖c中，改變電機2和電機4的轉速，保持電機1和電機3的轉速不變，則可使機身繞x軸旋轉（正向和反向），實現飛行器的滾轉運動。在圖d中，當電機1和電機3的轉速上升，電機2和電機4的轉速下降時，旋翼1和旋翼3對機身的反扭矩大于旋翼2和旋翼4對機身的反扭矩，機身便在富余反扭矩的作用下繞z軸轉動，實現飛行器的偏航運動，轉向與電機電機3的轉向相反。向后飛行與向前飛行正好相反。對于這種特殊的工作環境，要求巡線機器人必須具備自動控制和主從遙控操作控制兩種工作方式，并具有在惡劣環境中可靠工作的能力。由于線路情況復雜，因此規劃層的運動軌跡規劃主要是局部越障規劃，它可以通過接收來自控制面板的控制命令（檢修和調試時），或地面基站工作人員通過無線通信發過來的遙控命令（遙控操作），或利用傳感器提供的機器人周圍的局部環境信息，自動生成下一步的控制策略（自動控制方式），確保機器人可靠、快速的越過障礙。 　　執行層是直接面向被控對象的，用來完成對各自由度的運動控制。 252。 紅外成像儀和可見光攝像儀，用于對線路的檢測。但是，高壓輸電線路分布在野外，跨越山川湖泊，巡線機器人作業時，能量消耗大，而現場沒有可供充電的電源，并且在巡線過程中頻繁的更換蓄電池會造成諸多不便，該因素會極大的限制巡線機器人的廣泛應用。在如此大的變化范圍之內，為保證能為機器人連續供電，取電裝置必須在較小的電流時便能取得較高的能量，并且隨著電流不斷增加而增大。但由于高壓輸電線路無斷點，同時，機器人在行進過程中需懸垂子、平衡錘等障礙。 塔上智能充電塢塔上智能充電塢由風光互補供電系統、機器人承載平臺和導航模塊組成。系統結構如下：太陽能與風能在時間上和地域上都有很強的互補性。如下圖所示，我省所處的區域太陽能資源均勻，區域差異較小。2. 機器人承載平臺機器人承載平臺為八變形的合成材料平臺，機器人降落到上面后，將充電探頭與平臺上的磁性插座緊密接觸，由充電電路完成充電。五、 預期目標和成果形式項目成果為：1. 輸電線路智能機器人系統一套；2. 客戶端配套軟件一套，windows運行環境；六、 合作單位或依托工程單位落實情況無七、 項目承擔單位的條件 項目承擔單位介紹作為導線覆冰在線監測項目協作的西安思明電力科技有限公司成立于2010年9月16日，注冊資本501萬元人民幣，公司的主營業務領域為：架空高壓輸電線路在線監測系統。 項目研究人員介紹思明公司擁有高電壓專家、博士生、研究生等高素質人員組成的專業研發團隊：公司顧問：肖曉暉，博士后，美國伊利諾大學香檳分校（UIUC）機械工程系，長期從事機器人學、復雜機械系統動力學及振動控制、微/納米制造過程中的精密控制方法等方面的研究工作，先后主持和參加了國家級、省部級項目十余項，橫向課題近二十項。硬件工程師：李林利，西安電子科技大學畢業，10年以上硬件產品開發經驗。 實驗室最低溫度30攝氏度，最高可達80攝氏度。252。252。252。252。4. 實驗室功能實現路徑：252。 噴淋系統通過變頻調速和控制模擬自然界暴雨、大雨、中雨、小雨、毛毛雨、雨夾雪等惡劣自然現象。過冷水生成系統是一個帶有水槽的大鐵盒子，常態的水在水槽里面經過濾進入大鐵盒，在鐵盒里循環流動的同時，與載冷劑乙二醇進行冷熱交換，從而形成零攝氏度以下不結冰的水——過冷水。 薄霧、濃霧發生器：薄霧、濃霧發生器采用集成式霧化模塊，霧化效率高，整機所輸出的霧粒直徑只有13微米，最大相對濕度可高達99％以上。 絕緣子、金具、模擬導線及地線安裝符合國家標準。當接觸了屏幕上的圖形按鈕時，屏幕上的觸覺反饋系統可根據預先編程的程序，驅動各種連結裝置，可用以取代機械式的按鈕面板。 全方位移動高清圖像采集及傳輸系統。我公司配有專用服務器，方便客戶瀏覽，用戶可以通過電腦、手機等移動終端，遠距離實時查看并操控該實驗室，第一時間了解實驗室狀態及被測設備運行情況。它通過對自然環境下各類復雜天氣條件的模擬，能夠實時反映設備在惡劣自然環境下的運行情況，使客戶實時真實的了解實驗室內部設備運行