使用機(jī)器人代替人工在高壓線纜上進(jìn)行巡檢是當(dāng)前特種機(jī)器人領(lǐng)域的重要研究方向,可全面提高架空輸電線路的自動(dòng)化管理水平,降低安全事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn),并推動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制,定位與建圖,目標(biāo)檢測(cè)及電磁屏蔽等技術(shù)的發(fā)展。高壓線巡檢機(jī)器人的基本設(shè)計(jì)要求是能夠在線上平穩(wěn)行走并安全越障,核心目標(biāo)是檢測(cè)線路及其上金具可能存在的斷裂,破損等異常狀態(tài)。同時(shí),機(jī)器人應(yīng)具有對(duì)前方各類物體識(shí)別與定位的功能。現(xiàn)有的高壓線路巡檢機(jī)器人系統(tǒng)主要應(yīng)用于地線巡檢,線路適應(yīng)力差,越障能力有限,而傳統(tǒng)的線上檢測(cè)方法多使用超聲波,電渦流傳感設(shè)備,效率較低且精度較差。本課題將在高壓線巡檢機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)和檢測(cè)技術(shù)兩個(gè)方面進(jìn)行研究,并搭建巡檢機(jī)器人樣機(jī),開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)與測(cè)試工作。針對(duì)四分裂高壓輸電相線巡檢任務(wù)的需求,提出了一種六臂下掛線式巡檢機(jī)器人系統(tǒng),并給出了相應(yīng)的越障方案,同時(shí)設(shè)計(jì)了一種輕量化取電機(jī)構(gòu)。在自主研發(fā)的機(jī)械系統(tǒng)基礎(chǔ)上,課題對(duì)機(jī)器人運(yùn)行時(shí)的受力狀態(tài)及在不同環(huán)境下的數(shù)據(jù)需求進(jìn)行分析,并以此為依據(jù)完成傳感系統(tǒng)與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。機(jī)器人在線上運(yùn)行的過程中需對(duì)前方可能存在的防震錘,懸垂線夾等金具進(jìn)行檢測(cè),判斷其類型并進(jìn)行相應(yīng)的越障行為規(guī)劃... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1日本研究機(jī)構(gòu)研制的線纜巡檢機(jī)器人

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士專業(yè)學(xué)位論文-3-可實(shí)現(xiàn)對(duì)前方金具與障礙物的檢測(cè)，是目前國(guó)外的主流解決方案[6]。圖1-2LineScout巡檢機(jī)器人2014年，美國(guó)電力研究所（EPRI,ElectricPowerResearchInsititude）研制了一款太陽能供電式高壓輸電線路巡檢機(jī)器人并公布了其專利[7]，這款機(jī)器人掛載在屏蔽線上，單次巡檢距離為80英里，依靠機(jī)器人頂部的太陽能板進(jìn)行線上充電，機(jī)器人攜帶高分辨率相機(jī)，用以檢查線纜完整性及線路金具破損情況，同時(shí)攜帶一支激光雷達(dá)，用以探測(cè)未知障礙物。機(jī)器人的線上行走由中心導(dǎo)向模塊引導(dǎo)，中心導(dǎo)向輪在豎直方向上與線相切，另有一組側(cè)向輪與中心導(dǎo)向模塊通過彈簧臂連接，通過臂的轉(zhuǎn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)輪的掛線與離線，如圖1-3所示，這款機(jī)器人具有較高的運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性，但只能跨越在設(shè)計(jì)中事先考慮到的幾類障礙物。圖1-3美國(guó)研究機(jī)構(gòu)地線巡檢機(jī)器人專利圖片國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)對(duì)巡檢機(jī)器人的研究發(fā)展于上世界九十年代，武漢大學(xué)吳功平教授團(tuán)隊(duì)研制了一款雙臂反對(duì)稱式的地線巡檢機(jī)器人[8]，其最大的特點(diǎn)是可以通過小臂相對(duì)于機(jī)體的水平移動(dòng)調(diào)整自身重心位置，每支手臂具有三個(gè)自由度，手臂頂端安裝一支滾輪和與滾輪軸承座固連的夾緊機(jī)構(gòu)，機(jī)器人可由單支手臂的夾爪支撐懸掛于線上，通過另一支手臂各關(guān)節(jié)的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)對(duì)線上金具的躲避與跨越動(dòng)作[9]，機(jī)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士專業(yè)學(xué)位論文-3-可實(shí)現(xiàn)對(duì)前方金具與障礙物的檢測(cè)，是目前國(guó)外的主流解決方案[6]。圖1-2LineScout巡檢機(jī)器人2014年，美國(guó)電力研究所（EPRI,ElectricPowerResearchInsititude）研制了一款太陽能供電式高壓輸電線路巡檢機(jī)器人并公布了其專利[7]，這款機(jī)器人掛載在屏蔽線上，單次巡檢距離為80英里，依靠機(jī)器人頂部的太陽能板進(jìn)行線上充電，機(jī)器人攜帶高分辨率相機(jī)，用以檢查線纜完整性及線路金具破損情況，同時(shí)攜帶一支激光雷達(dá)，用以探測(cè)未知障礙物。機(jī)器人的線上行走由中心導(dǎo)向模塊引導(dǎo)，中心導(dǎo)向輪在豎直方向上與線相切，另有一組側(cè)向輪與中心導(dǎo)向模塊通過彈簧臂連接，通過臂的轉(zhuǎn)動(dòng)可以實(shí)現(xiàn)輪的掛線與離線，如圖1-3所示，這款機(jī)器人具有較高的運(yùn)行穩(wěn)定性與安全性，但只能跨越在設(shè)計(jì)中事先考慮到的幾類障礙物。圖1-3美國(guó)研究機(jī)構(gòu)地線巡檢機(jī)器人專利圖片國(guó)內(nèi)機(jī)構(gòu)對(duì)巡檢機(jī)器人的研究發(fā)展于上世界九十年代，武漢大學(xué)吳功平教授團(tuán)隊(duì)研制了一款雙臂反對(duì)稱式的地線巡檢機(jī)器人[8]，其最大的特點(diǎn)是可以通過小臂相對(duì)于機(jī)體的水平移動(dòng)調(diào)整自身重心位置，每支手臂具有三個(gè)自由度，手臂頂端安裝一支滾輪和與滾輪軸承座固連的夾緊機(jī)構(gòu)，機(jī)器人可由單支手臂的夾爪支撐懸掛于線上，通過另一支手臂各關(guān)節(jié)的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)對(duì)線上金具的躲避與跨越動(dòng)作[9]，機(jī)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]一種新型四臂巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)分析[J]. 肖時(shí)雨,王洪光,劉國(guó)偉.  西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(03)
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博士論文
[1]高壓輸電線路自主巡檢機(jī)器人的研究[D]. 李正.上海大學(xué) 2013

碩士論文
[1]巡線機(jī)器人視覺檢測(cè)方法研究[D]. 朱衍歡.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[2]高壓線巡檢機(jī)器人的設(shè)計(jì)與研究[D]. 許博.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]基于SVM的高壓輸電線路巡檢機(jī)器人障礙識(shí)別研究與應(yīng)用[D]. 王玉平.重慶大學(xué) 2015



本文編號(hào)：2978834