输电线路智能巡线机器人项目可行性研究报告

11输电线路智能巡线机器人项目可行性研究报告输电线路智能巡线机器人项目可行性研究报告目的和意义/XX需求。国内外研究水平综述国外对高压输电线路巡检机器人的研究始于上世纪80年代由日本、美国、加拿大等发达GJ先后展开了对高压输电线路巡检机器人的研究从国内外巡检机器人的进展来看用于巡检机器人的行走机构主要有步进式行走机构和轮式行走机构步进式行走机构通过多只手臂的交替移动完成在线爬行行走移动为间断式，其移动速度缓慢，效率低轮式行走机构依靠由电机驱动的行走轮与线路之间的摩擦驱动机器人前进轮式爬行行走机构具有移动平稳、速度快和效率高的特点因此目前巡检机器人多采纳此种轮式行走机构。如：日本东XX电力公司研制的光纤复合架空地线巡检机器人如图l所示它采纳两轮同时驱动行走机构实现在线行走这种机器人行走机构具有结构紧凑驱动力矩大的特点。加拿大魁北克水电研究院研制的 HQLine—Rover遥控小车如图2所示。它靠上方三个轮子实现驱动行走，下方轮子起到辅助行走及刹车的作用该机器人靠轮式行走机构实现了在直线线路段的稳定行走日本HideoNkmur等人开发的蛇形巡检机器人如图3所示该机器人有多个小车组合连接而成每个小车自身携带驱动轮通过各个小车协调驱动来实现机器人的在线移动。XX4图4自动爬行机器人XX定性等方面还有待于进一步完善。项目的理论和实践依据项目研究内容的原理简述面监控计算机发出开机操纵命令,机器人本体计算机在接收到不断检测前方障碍物的情况,同时高速球摄像机对线路进行拍摄,拍到的图像通过无线设备实时传输到地面工作基站,地面工机器人本身的工作状态进行监控,决定是否对机器人的运动给予干预。项目研究内容的理论或者实践依据巡线机器人是一个复杂的机电一体化系统,涉及机械结构、自动操纵、通信、多传感器信息融合、电源技术等多个领域。但机械机构是整个系统的核心技术,是目前制约巡线机器人走向有用化的障碍之一。巡线机器人对机械结构的要求有:(1)从机构运动学角度要求机构能实现滚动、蠕动、跨越和避让输电线路上的各种障碍物,并且末端执行器能够进行空间位臵姿态的灵活调整。(2)从机器人系统的角度要求机构要有一定的负载能力,便于安装各种监测仪器、信息传输设备,并与导线形成等电势体。(3)从有用的角度要求机构小巧、紧凑、轻质,便于携带及上下线操作;在故障情况下,防止机器人摔落。(4)从运动操纵的角度要求机构的自由度尽量少,能实现解耦操纵,并且具有符合要求的操纵精度。项目研究的关键和难点像机、导航系统、图像及数据无线传输系统（机载部分XX（基站部分）及监视器。实现上述功能的巡线机器人需要解决的关键技术有：线上行走/攀爬机构完成机器人沿输电线路行走/等较小障碍物。导航系统线、越障及自动/人工操纵充电等功能。垂直起降/越障机构采纳创新的四旋翼机构，解决了机器人上线、越障及自动/人工操纵充电等功能。智能操纵系统完成机器人系统的操纵功能。机器人供电系统负责为巡线机器人供电，采纳2种创新技术解决。塔上智能充电坞机器人充电，幸免人工更换电池。项目研究内容和实施方案项目研究内容巡线机器人系统由巡检机器人、塔上智能充电坞和地面操纵像机、导航系统、图像及数据无线传输系统（机载部分XX（基站部分）及监视器。实现上述功能的巡线机器人需要解决的关键技术有：线上行走/攀爬机构完成机器人沿输电线路行走/等较小障碍物。导航系统线、越障及自动/人工操纵充电等功能。垂直起降/越障机构采纳创新的四旋翼机构，解决了机器人上线、越障及自动/人工操纵充电等功能。智能操纵系统完成机器人系统的操纵功能。机器人供电系统负责为巡线机器人供电，采纳2种创新技术解决。塔上智能充电坞机器人充电，幸免人工更换电池。技术路线实施方案线上行走/攀爬机构机构的自由度少、机构运动学逆解可实现解藕操纵,且运动操纵的精度高从巡线机器人系统角度,要求机构具有一定的负载能轻质的机械结构,且容易上下线作业和便于携带等。根据输电线路的结构特征,以及巡线作业的任务要求,通过多种可行方案的对比分析和对机构的巧妙组合,以及样机原型的反复试验和改进,提出了由2XX121平轴旋转的关节组成的双臂协调移动的机器人机构模型。如图所示为巡线机器人机构的原理简图。图中,2XX3、绕水平轴回转的关节4、绕铅垂轴回转的56XX72（2（b）1-11-21-31-445458节4和关节5分别实现机械臂（小臂机构和大臂机构）在导线82相对于国内外一般采纳臂及臂以上机器人技术而言,该机器人机构有如下特点机构的自由度少,机构长度尺寸小,加以采纳嵌人式机械结构和高强度的铝合金材料,机械结构紧凑,重量轻。导航系统1220kV器(摄像机)安装在机器人的本体前端，光轴与机器人前进方向的夹角约为5°。该系统由摄像机、采集卡、嵌入式计算机等组成。防震锤、悬垂线夹、耐张线夹等障碍既无丰富的表面纹理,但它们在摄像机成像平面上投影后会得到一些相对简单的图形基元，如直线、圆(圆弧)、角点等，如果能同时结合输电线路障碍识别的基本方法是：①对视觉传感器(摄像机)采集到Otsu算法改良后的Cnny算子提取图像边缘。②在边缘图像中运用霍夫变换等垂直起降/越障机构巡线机器人在实际应用过程中需要从地面可靠地固定到输/越障机构，可达到机器人自动上线（从地面自主导航/人工遥控安放到巡检线路上2滚轮功能。结构型式1和旋翼3逆时针旋转，旋翼2和旋翼4顺时针旋转，四个电机对称的安装在飞四旋翼飞行器的结构形式如图所示。工作原理种欠驱动系统。1和电机3逆时针2和电机41和电机3转的同时，电机2和电机4顺时针旋转，可以平衡旋翼对机身的反扭矩。四旋翼飞行器在空间共有6个自由度（分别沿3个坐标轴作平移和旋转