110kV輸電線路自動(dòng)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(duì)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(dòng)強(qiáng)度大、費(fèi)用高且危險(xiǎn)性大。隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，開(kāi)發(fā)一種能取代人工巡檢方式的輸電線路自動(dòng)巡檢機(jī)器人的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟，本文主要針對(duì)110kV高壓輸電線路自動(dòng)巡檢機(jī)器人開(kāi)展研究工作。本文介紹了巡檢機(jī)器人的國(guó)內(nèi)外研究狀況，對(duì)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(duì)110kV高壓輸電線路的實(shí)際情況和障礙物類型，設(shè)計(jì)出了一種全新的輸電線路自動(dòng)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(shí)控制的CCD迭代算法，對(duì)機(jī)器人的逆運(yùn)動(dòng)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(jì)算，便于巡檢機(jī)器人的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制，同時(shí)也驗(yàn)證了機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和可行性。 ⑵針對(duì)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(shí)庫(kù)的自主控制”和“基于視覺(jué)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(wèn)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(guò)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(wèn)題，設(shè)計(jì)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(guò)充電電路對(duì)備用電池充電，消除了頻繁更換電池對(duì)巡檢工作的影響，極大地提高了巡檢效

4、率。 ⑷針對(duì)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(shí)別算法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸電線路典型障礙物準(zhǔn)確、可靠地識(shí)別。 ⑸針對(duì)輸電線斷股信號(hào)的非平穩(wěn)性質(zhì)和小波基的時(shí)頻特征，選用db4小波基對(duì)斷股信號(hào)進(jìn)行了6層小波分解。通過(guò)引入小波能量熵，較好地解決了單純采用小波變換帶來(lái)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(cè)與診