高压巡检机器人机械的设计探究

为了保证高压输电线路的稳定运行,定期需要对高压输电线路进行巡检,高压输电线路巡检机器人的应用,有效提高了输电线路的巡检效率,避免了人工巡检所具有的危险性,降低了人力和物力方面的投入。巡检机器人的实用性能与其机械本体结构有直接的关系,合理化的机械结构设计是影响机器人应用和发展的主要技术之一。该文对高压输电线路巡检机器人的设计进行研究和探讨。     

声屏障巡检机器人本体结构及动力学分析

针对目前声屏障人工巡检存在的效率低、难度大等问题,提出了一种新型声屏障巡检机器人结构.对巡检机器人结构的静力学分析,得到巡检机器人满足结构设计要求.对巡检机器人进行动力学分析,得到驱动的基本条件,验证了越障的可行性,结果表明,该巡检机器人有两组行进装置,交替越障可以实现翻越声屏障立柱而连续行进.通过控制气缸的伸缩,可以改变关节杆串联后的状态,来适应声屏障的不同形状.机器大越障前进性能好,能达到预定的巡检设计要求.     

雨污管道巡检机器人嵌入式系统的设计与实现

城市雨污排水管道的巡检主要以人工为主,但由于地下管道环境错综复杂并存在有毒可燃气体,人员下井存在很大危险.虽然有部分巡检工作尝试采用巡检机器人代替人工,但这些机器人采用的有缆方式,存在巡检距离受限、操作繁琐、能耗高等问题,导致巡检效率低下,智能化程度低.针对上述问题以及巡检机器人的任务需求,设计并实现了一种更加安全可靠与智能的雨污管道巡检机器人嵌入式系统.该设计基于CCTV巡检方式,采用STM32作为主控芯片,搭载工业摄像头、传感器组等模块采集数据,并采用无线通信的方式与上位机进行连接,之后通过YOLOV5s自主判断所采集的视频流中是否存在淤积物堵塞问题.通过在广州市番禺区的实地试验,结果表明,嵌入式系统设计合理,管道巡检机器人能够实现各项功能与技术要求.     

一种可升降式变电站室内巡检机器人控制系统设计

针对变电站室内环境复杂,人工巡检强度大,传统巡检方式覆盖范围小、效率低的问题,研究了一种可升降式变电站巡检机器人.首先,根据变电站室内环境和巡检点的位置信息,设计了一种改进Floyd全局路径规划算法以搜索执行巡检任务的最优路径,提升了机器人执行巡检任务的效率.其次,设计了一种基于欧拉数值积分的轨迹跟踪控制算法,提升了机...     

智能机器人在电力电缆隧道巡检的研究与应用

本文介绍巡检机器人在电力电缆隧道的应用，对隧道智能巡检机器人系统各部分功能与工作原理分析。     

浅析矿用巡检机器人设计及其应用

在矿山生产作业中,矿山的井下安全巡检是保障矿山安全的重要任务之一,但由于大部分矿山井下的环境十分复杂,且要想应用新技术的难度系数较大,因此一般在进行矿山井下巡检时采取的是人工巡检方式.为此本文就悬挂式巡检机器人结构设计、过弯规划、跨越障碍规划、动力学等应用问题进行分析讨论,以期为我国煤矿事业发展提供参考依据.     

浅析机器人巡检系统在变电站运维管理中的应用

为提升变电站人力资源管理、设备管理水平,提高变电站各项工作的智能化水平,减轻人员劳动强度,改善变电站运维模式,引入机器人巡检系统进行变电站运维工作,主要应用于变电站设备巡视、红外测温、缺陷跟踪、事故处理、倒闸操作等工作。文章将全面介绍机器人巡检系统在变电运维过程中的管理思路、应用措施,如何实现替代人工工作,并分析其运维管理实施成效,为机器人巡检系统实际运用于具体的运维工作,提供详细的指导意见。     

基于STM32单片机的六足巡检机器人设计研究

针对传统的巡检机器人运动局限在二维平面，不能从事复杂地形巡检工作的问题，系统采用了舵机控制的六足机器人的结构，并研究了STM32单片机控制六足机器人的方式，舵机控制器的控制调试原理、六足机器人的结构、硬件搭建和软件控制。为了让六足机器人具备避障、循迹、自动识物的功能，采用了超声波测距技术、蓝牙、WiFi无线传输技术、摄像头控制技术，并完成了相关的实验调试。调试结果表明：六足巡检机器人控制范围为40 m以上，超声波测距精度为3 mm，舵机的控制精度为0.24°，可以很好地完成避障、循迹等任务，具有稳定性高、适应性强等优点，在实际应用中取得很好的成效，有着广泛的发展前景。     

校园巡检机器人智能导航与控制

针对校园巡检需求设计机器人本体结构,采用了GPS导航作为全局路径规划和模糊控制算法作为局部路径规划的机器人组合控制策略,提出了借助NI myrio作为控制核心和LabVIEW图形化编程的巡检机器人控制系统构建方法,研究了巡检机器人在校园环境下的导航、控制、多传感器融合等问题。结果表明:该套控制系统的研发有效解决了校园巡检机器人的智能导航与控制系统构建编程效率低、开发周期长等问题。通过采用二级分布式结构,保障了整个系统的实时性,实现了机器人复杂的人机交互和环境交互。同时提高了机器人控制系统的自适应性和鲁棒性,为巡检机器人的智能化研究提供了一种高效可靠的方法。     

越障机器人行走机构结构设计

高压架空输电线路的巡检大多采用人工巡线、车辆巡线和直升机巡线。这些巡线方式效率低,劳动强度大,还受地理环境、天气状况、作业人员经验和个人素质等因素的影响,有些隐患也不容易被发现,还常常出现漏检和错检。因此,采用巡线机器人来代替人工巡检已成为大势所趋。文章在对现有同类产品进行分析研究的基础上,通过一种新型的越障行走机构——四轮耦合夹持行走机构,实现快速自动地越障。     

变电站机器人视觉伺服系统研究

变电站巡检机器人替代人工巡检变电站设备,主要是机器人携带CCD摄像仪和红外成像仪,在固定点对目标设备的状态进行检测。由于机器人的定位误差和机器人本体自由度的误差,会造成机器人到固定点取图像时巡检目标偏移甚至丢失。采用Adaboost图像识别分类方法和光学成像原理组成视觉伺服控制系统,对机器人进行调整,使巡检目标保持在图像的中心位置。实验结果表明,机器人视觉伺服系统能有效避免机器人定位和自身误差带来巡检目标偏移和丢失的影响。     

一种用于巡检作业的移动机器人设计与实现

介绍了一种能够应用于小区安防巡视、工业现场监控等自动化巡检场合的轮式移动机器人。本机器人能够完成固定路线的巡视工作,并对巡视路线上的关键目标进行视频拍摄和温度检测,从而起到替代人工的作用,具有一定的应用前景。对机器人导航、视频采集与传输以及温度测量等关键技术进行了较详细的介绍。利用本文方法开发的移动机器人,通过实验室环境验证,系统运行平稳。     

输电线路直升机智能巡检关键技术研究

随着我国输电网的快速扩张,人工巡线为主的方式已难以满足电网日益发展的要求,直升机巡线已成为国内输电线路巡检的主要发展趋势,但目前国内外输电线路直升机巡检普遍存在由于主要依靠人工捕捉与跟踪对象、人工采集和处理信息、人工进行缺陷识别与诊断而造成的直升机巡检效率低、巡检人员劳动强度大、易漏检等问题.本文从专业精益化管理需求出发,提出了一套具有巡检目标自动跟踪及数据自动采集、设备缺陷自动智能诊断、交跨物距离自动测量等功能的输电线路直升机智能巡检系统,具有显著的推广应用价值.     

考虑负载时变的线路巡检机器人动态性能分析

巡检机器人进行越障时，受负载时变影响，会出现控制超调、振动等现象.在考虑负载惯量时变特性的情况下，研究了一种用于分析巡检机器人越障状态下动态性能的方法.对双臂线路巡检机器人的回转机构建立了基于双惯量模型的动力学方程，使用改进D-H法与拉格朗日法对机器人建模，具体包括分配坐标系，求解拉格朗日方程，利用惯性矩阵计算负载转动惯量等.通过选择合适的阻尼系数设计了控制器参数，利用阻尼系数与固有角频率的变化分析了机器人的动态性能变化.研究成果有助于对双臂巡检机器人越障时的动态性能进行分析，并可用于机器人的伺服控制参数调试.     

巡检机器人中二维条码的设计与应用

提出了一种巡检机器人中应用二维条码的视觉定位与任务给定及辅助导航的方法.通过在机器人巡检路线中的关键点设置二维条码标记,将巡检机器人大范围的绝对定位问题转化为小区域的相对定位,消除了里程计的累积误差.通过传递导航与命令信息,使巡检机器人的可操作性与可维护性大大提高.详细分析了二维条码图的设计方法,通过图像预处理、图像的矢量中值滤波、条码数据区定位等步骤得到了二维条码的读取算法.分步调试与在变电站设备巡检机器人系统中的应用表明,该算法实现简便,处理速度快.     

双臂巡检机器人沿输电线路行走特性研究

传统双臂巡检机器人沿大跨度输电线路行走过程中存在行走轮受力不均、易脱线等问题.针对这些问题,分别建立了传统双臂巡检机器人和带柔索双臂巡检机器人行走轮受力模型,对比分析表明:与传统双臂巡检机器人相比,随着线路倾斜角度增大,带柔索双臂巡检机器人两臂行走轮受力较均匀,不会出现脱线现象.在相同质量参数和结构参数条件下,采用虚拟样机技术分析了2种类型机器人沿输电线路行走时行走轮受力情况,仿真结果表明,传统双臂巡检机器人在线路倾斜角度达到28°时,出现单臂挂线现象;而带柔索双臂巡检机器人在线路倾斜角度达到37°时,仍能保持稳定地双臂挂线.综合分析表明,带柔索双臂巡检机器人的结构设计在线路行走方面具有明显优势,对于倾斜角较大的大跨度输电线路具有更强的适应能力,行走稳定性更好.      

可分体轮腿四足机器人的运动模态分析与轨迹切换

【目的】煤矿井下地形复杂多变且空气中含有多种易燃易爆气体，具有极高的危险性。为了降低巡检风险，提高巡检效率，提出了一款具有多种运动模态的可分体轮腿四足机器人。【方法】分析了该机器人的腿模态、轮模态、轮腿混合模态、躯体分离组合模态、双臂夹持模态等5种主要运动模态。阐述了单腿结构参数并基于蒙特卡洛法绘制了机器人的腿部工作空间；利用加速度倒推法消除了足端纵向的加速度突变，优化了机器人腿模态下的足端轨迹；基于5次多项式的轨迹特点规划了机器人多个运动模态相互切换的轮腿切换轨迹；基于Webots与MATLAB的联合仿真环境，验证了机器人腿模态下使用Trot步态的稳定性及轮-腿模态切换轨迹的柔顺性。【结论】研究内容可为可分体轮腿四足机器人在矿井环境中进行巡检作业提供理论基础。     

油气场站自动化巡检机器人系统设计

油气场站存储的物质由于具有可燃性,需要高频率的进行巡检。针对油气场站分布较广,占用面积较大,人工巡检费时费力,需要携带各种传感器进行采集与分析数据的问题,设计了一套油气场站自动化巡检机器人系统。该巡检系统包括自主移动平台、底层控制及传感器、自主导航算法、传感器检测算法、数据处理与预警平台。通过设计的被动式底盘和自主导航算法,该系统能够在油气场站的非结构化路面上进行快速巡检;通过设计的传感器检测及处理预警平台,该系统能够对油气场站的甲烷等易燃气体进行自主分析并数据回传,使得检测流程更加简洁高效。经实验测试,本油气场站全自动化巡检机器人系统能够完成灵活的越过各种障碍物,在危险环境下进行巡检,自主建立环境地图并导航,环境异常检测并回传数据,数据分析并报警等复杂任务,能够广泛的运用在油气场站的自动化巡检任务中。     

目标检测在电力巡检中的应用与发展趋势

电力巡检是保障电力稳定输送的重要因素.随着无人机巡检在电力巡检领域的广泛应用,产生大量的巡检图像需要人工进行检测.由于工作强度高、效率低且容易受人为因素影响使检测效果参差不齐.因此,基于计算机的目标检测算法对巡检数据进行处理十分必要.首先介绍基于传统特征提取目标检测和基于深度学习目标检测以及它们在电力巡检的应用;其次从目标检测应用在电力领域的趋势出发,具体探讨基于深度学习目标检测技术在电力巡检的应用前景;最后对巡检数据集的建立、网络模型轻量化和检测方法三个关键问题进行了重点阐述.     

变电站巡检机器人导航方法研究

随着移动机器人技术的发展和变电站无人值守的开展,变电站巡检机器人应运而生。稳定的导航是巡检机器人能够正常工作的前提保证,因此针对变电站巡检机器人的导航方法进行研究。影响导航的关键因素有导航方式和导航算法,变电站巡检机器人采用视觉与电磁融合的导航方式,运用自适应位置型PID控制算法,对于脱离导航线的错误处理采用模糊控制的思想,实现了巡检机器人的导航并得到了实际应用,实际运行的结果说明此种方法抗干扰能力强、收敛性好。