110kV輸電線路自動巡檢機(jī)器人系統(tǒng)的研究.pdf

1、為保證高壓輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行，對輸電線路定期巡檢是非常必要的。目前，基本上仍采用人工沿輸電線逐塔巡視的作業(yè)方式，作業(yè)勞動強(qiáng)度大、費(fèi)用高且危險性大。隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)一種能取代人工巡檢方式的輸電線路自動巡檢機(jī)器人的時機(jī)已經(jīng)成熟，本文主要針對110kV高壓輸電線路自動巡檢機(jī)器人開展研究工作。本文介紹了巡檢機(jī)器人的國內(nèi)外研究狀況，對一些典型的巡檢機(jī)器人樣機(jī)進(jìn)行了較為詳細(xì)地描述，并提出了巡檢機(jī)器人需要解決的一些關(guān)鍵技術(shù)。 ⑴

2、針對110kV高壓輸電線路的實(shí)際情況和障礙物類型，設(shè)計出了一種全新的輸電線路自動巡檢機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)。并提出了一種可進(jìn)行實(shí)時控制的CCD迭代算法，對機(jī)器人的逆運(yùn)動學(xué)進(jìn)行了分析，仿真結(jié)果表明這種迭代算法具有較強(qiáng)的適用性和非常好地收斂性，特別適合于在線計算，便于巡檢機(jī)器人的實(shí)時運(yùn)動控制，同時也驗(yàn)證了機(jī)構(gòu)設(shè)計的合理性和可行性。 ⑵針對巡檢機(jī)器人關(guān)節(jié)多、運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜和傳感器信息多樣的特點(diǎn)，采用“基于知識庫的自主控制”和“基于視覺的遙控主

3、從控制”的混合控制方法較好地解決了復(fù)雜環(huán)境下機(jī)器人難以控制的問題。在自主控制方式下，采用了分層遞階的控制結(jié)構(gòu)，通過合理的任務(wù)分配及協(xié)調(diào)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人自主爬行，自主越障。 ⑶為解決輸電線路巡檢機(jī)器人的能源問題，設(shè)計出了用于高壓架空輸電線路的自具電源及智能電池充電一體化裝置。它不僅能將高壓架空輸電導(dǎo)線周圍的磁能轉(zhuǎn)化為電能，直接為外接負(fù)載供電；而且還可以通過充電電路對備用電池充電，消除了頻繁更換電池對巡檢工作的影響，極大地提高了巡檢效

4、率。 ⑷針對實(shí)驗(yàn)?zāi)M線路復(fù)雜的背景，根據(jù)典型障礙物的形狀差異，綜合利用多種圖像處理技術(shù)和一套抗干擾能力強(qiáng)，速度快，基于最大隸屬函數(shù)原則的模糊模式障礙物識別算法，實(shí)現(xiàn)了對輸電線路典型障礙物準(zhǔn)確、可靠地識別。 ⑸針對輸電線斷股信號的非平穩(wěn)性質(zhì)和小波基的時頻特征，選用db4小波基對斷股信號進(jìn)行了6層小波分解。通過引入小波能量熵，較好地解決了單純采用小波變換帶來的諸如分解信息量大，故障特征值數(shù)目多、提取困難，難以實(shí)現(xiàn)在線檢測與診