【《巡检机器人分析的国内外文献综述》2300字】

第页巡检机器人研究的国内外文献综述1.1国内发展现状我国机器人行业起步较晚，在控制驱动器、传感器的核心部件方面严重依赖进口产品[3]。随着科学技术的发展，我国的机器人行业发展迅速，很多大学研究的新型机器人层出不叠。2016年CARPI会议(国际电力机器人学术会议)上发表了关于仓库移动巡检机器人的论文及研究成果，其内容主要有关于我国的专利和产品数量的变化趋势。十几年来，中国主要引导的仓库巡检移动机器人行业，中国仓库移动巡检机器人的专利与产品数量以及其应用规模远远超过了其他国家与地区，经过多年的市场应用和推广，预计第五年我国巡检机器人的市场有望突破16.8亿元/年，如表1[4]。目前国内的电力移动巡检机器人行业按应用场景可以分为室外移动巡检机器人、室内移动巡检机器人、电缆隧道移动巡检机器人、巡检无人机四大类。在巡检机器人中，轮式行走、履带式行走或者足步式仿生行走是大多数机器人所用的底盘。其中轮式行走机构是现代机器人领域应用里最为广泛的机构,其优点是结构简单、体型小、

运转灵活。国防科技大学提出了用双曲柄滑块来联动月球车的设计，利用差速轮系运动，提高了机构的稳定性。然而轮式行走机构拥有者行走时与地面接触面积小，在爬坡或者质地松软的路面环境下行走容易发生打滑等缺点，且在特殊的环境下无法进行对复杂障碍的跨越。履带式行走机构与路面拥有着比轮式行走更大的接触面积，还有着不容易打滑，可以适应更加复杂的路面情况的优点。随着科研人员对履带机器人底盘的持续的开发与研究，创新设计出了多种多样的机构，如四履带双摆臂、六履带四摆臂等多机构类机器人,不但优化了履带的本体结构,还加强了履带机器人的越障能力，他的缺点是在转向方面，其转向的灵敏度比较差,并且在功率消耗方面比较严重。由中国航天科工集团所研制的雪豹20新一代排爆机器人就是运用的履带式，可以抓取15kg的可疑物。足步式行走机构是最近几年新兴的研究领域，大多数是模仿人或者动物的行进方式。对关节方面研究更为深广。此类机器人行走灵活，具备很高的越障能力，在足步式仿生巡检机器人中，六足机器人是国内研究的热点，国内典型的有上海交通大学研制的用于灾难救援和环境探测的“六爪章鱼”机器人，北京航空航天大学开发的NOROS机器人，拥有圆周对称分布结构。哈尔滨工业大学所设计的六足机器人是以竹节虫为模型的。[5]国内在六足仿生机器人中有较大突破，在巡检方面的应用在向实用、轻量和智能方向发展，但是目前这些机构的设计通常比较复杂，关节处的细节问题更加复杂，重心比较高，稳定性比较差，且控制系统比较复杂[2]。由于我们是要对室内进行巡检，不需要进行爬坡或者越障等较高的动力功能，只需要在平坦的路面进行简单、精确的行走即可，所以履带式结构的移动平台不适合仓库巡检移动机器人。作为仓库内巡检移动机器人，需要高效进行移动，更快的更灵活的移动到指定地点进行指定的操作，作为室内移动机器人而言，最为适合的机器人移动方式就是轮式行走机构。我们设计时候也对移动平台的选型选择的是轮式移动平台。表1未来5年国内变电站巡检机器人市场[4]Table1Domesticsubstationinspectionrobotmarketinthenextfiveyears变电站巡检机器人渗透率（%）变电站总量（万）单价（万元/台）市场规模（亿元）20198.1%3.7--202011.0%3.88510202114.5%3.878311.9202218.5%3.938113.4202323.0%3.988015.1202428.0%4.028016.81.1国外发展现状国外研究机器人起步早，科技水平高，市场认可度高[6]。日本机器人性价比较高，结构精简[7]。二十一世纪初期，巴西学者J.K.C.Pinto等人设计了一种配备了WiFi和红外热成像仪的高空滑行变电站巡检机器人，可以用来对变电站电力设备的致热点进行检测。2013年，加拿大研制出了一种可以检测和操作的机器人，采用GPS定位方式，可以在735kV变电站实现视觉检测和红外检测，并能远程执行开关分合等操作，如图1.1（a）。新西兰研制的移动电力巡检机器人，采用GPS定位，具有双向语音交互以及激光避障等功能[8-10]。西班牙Desmasa公司最近研究出移动协作机器人（MCR），是由自主移动机器人（AMR）与FANUC公司研发的协作机器人CRX组合而成，被称为“用途广泛的机器人”如图1.1（b）[11]。我们的仓库巡检机器人因该有避障功能，可以拥有对控制柜进行开锁动作并开门拍照的功能。图1.1（a）加拿大检测及操作机器人和（b）移动协作机器人[11]Fig.1.1（a）Canadiandetectionandoperationrobotand（b）Mobilecooperativerobot参考文献[1] 牛继荣,侯佑华,张冀东,赵晨旭,刘丁华,孙兆元.配电带电作业创新发展与管理实践[J].农电管理,2018(12):26-28.[2] 黄山,吴振升,任志刚,刘弘景,桂媛.电力智能巡检机器人研究综述[J].电测与仪表,2020,57(02):26-38.[3] 金亮.智能机器人的现状及发展趋势[J].工业设计,2017(01):163.[4] 2019年中国电力巡检机器人行业发展背景、市场空间预测及企业格局分析：预计未来5年国内变电站巡检机器人市场有望突破16.8亿元/年[图][EB/OL]./industry/202004/854493.html[5] 谢玮,陈家明,陈军,孙华.一种六足仿生巡检机器人的设计与实现[J].计算机测量与控制,2021,29(02):202-206.[6] MahmutDirik,OscarCastillo,FatihKocamaz.Vision-BasedMobileRobotControlandPathPlanningAlgorithmsinObstacleEnvironmentsUsingType-2FuzzyLogic[M].:2021-03-03.[7] NwachiomaChristian,Pérez-CruzJ.Humberto.Analysisofanewchaoticsystem,electronicrealizationanduseinnavigationofdifferentialdrivemobilerobot[J].Chaos,SolitonsandFractals:theinterdisciplinaryjournalofNonlinearScience,andNonequilibriumandComplexPhenomena,2021,144.[8] Robotics;ResearchersatShanxiUniversityTargetRobotics(ANovelPathPlanningAlgorithmforWarehouseRobotsBasedOnaTwo-dimensionalGridModel)[J].JournalofRobotics&MachineLearning,2020.[9] ZhaoLv,JinJie,GongJianqiang.Robustzeroingneuralnetworkforfixed-timekinematiccontrolofwheeledmobilerobotinnoise-pollutedenvironment[J].MathematicsandComputersinSimulation,2021,185(prepublish).[10] JingZhao,FengjieXie.Cognitiveandartificialintelligencesystemforlogisticsindustry[J].InternationalJournalofInnovativeComputingandApplications,2020,11(2-3).[11] Desmasa推出“移动协作机器人”[EB/OL]./news/detail/202103/17690.html[12]罗佳,李伯方,黎立,崔顺炬.配电开关柜辅助作业机器人应用研究[J].电气自动化,2019,41(02):113-115.[13]杨敏.基于智能控制及移动机器人的应用[J].电子技术与软件工程,2020(24):104-105.[14]计时鸣,黄希欢.工业机器人技术的发展与应用综述[J].机电工程,2015,32(01):1-13.[15]朱季泽.六自由度关节机器人运动仿真与磨抛应用[J].自动化应用,2019(10):136-139.[16]周科.六轴工业机器人设计与轨迹规划方法研究[D]