超高壓輸電線路巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、超高壓輸電架空線是遠(yuǎn)距離輸配電力的主要方式，保證輸電線路的安全穩(wěn)定地運(yùn)行是遠(yuǎn)距離輸電的安全保障。由于輸電線路架設(shè)在野外，經(jīng)過風(fēng)吹日曬需要定期巡檢線路。傳統(tǒng)巡檢方式存在勞動強(qiáng)度大、檢測精度低、效率低且費(fèi)用高昂等問題，以巡檢機(jī)器人代替?zhèn)鹘y(tǒng)巡檢方式，從而減輕巡檢人員的勞動強(qiáng)度，提高輸電線路管理和維護(hù)的自動化水平。
　　本文的研究目的是研制出適應(yīng)超高壓輸電線路環(huán)境，可在線路上行走、爬坡、越障的巡檢機(jī)器人系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器人代替人工巡檢。本

2、文首先對巡檢機(jī)器人國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了介紹，深入研究了加拿大LineScout與日本Expliner巡檢機(jī)器人。分析巡檢機(jī)器人的工作環(huán)境，結(jié)合分析結(jié)果與機(jī)器人作業(yè)內(nèi)容提出了巡檢機(jī)器人的設(shè)計(jì)要求。
　　針對500KV超高壓輸電線路的實(shí)際線路情況和障礙物類型，研究團(tuán)隊(duì)共同設(shè)計(jì)了一種新型開合式巡檢機(jī)器人，對機(jī)器人進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)分析，設(shè)計(jì)了連續(xù)越障、尺蠖式越障和跨步式越障等越障策略。分析結(jié)果證明機(jī)器人結(jié)構(gòu)合理，適合搭載檢測儀器在輸電線路行

3、走及越障。
　　巡檢機(jī)器人控制系統(tǒng)是巡檢機(jī)器人研究的重要部分，所設(shè)計(jì)的巡檢機(jī)器人以500KV四分裂相線為作業(yè)路徑，機(jī)器人的控制系統(tǒng)采用分級控制結(jié)構(gòu)，包括地面控制系統(tǒng)平臺、車載系統(tǒng)主控機(jī)和電機(jī)及驅(qū)動。地面控制系統(tǒng)平臺的作用主要是利用數(shù)傳電臺遙控機(jī)器人和接收線上檢測設(shè)備采集的線路數(shù)據(jù)。機(jī)器人車載系統(tǒng)主控機(jī)采用工控機(jī)，在遙操作模式下，接收地面控制平臺的指令，解碼為各個(gè)電機(jī)的動作命令，通過CAN總線發(fā)送給驅(qū)動器執(zhí)行。同時(shí)針對本巡檢機(jī)器人結(jié)

4、構(gòu)提出一種連續(xù)越障的方法，介紹了基于多傳感器融合的控制方法。
　　最后，對巡檢機(jī)器人作業(yè)的典型工況進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。為實(shí)現(xiàn)線上行走、越障的主要功能，設(shè)計(jì)了I代樣機(jī)，在室內(nèi)環(huán)境下進(jìn)行了斜坡攀爬、變距行走等實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，做了方案改進(jìn)，加工了第 II代樣機(jī)，并在室外建立了仿真地面實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，開展了線上行走、連續(xù)越障、跨步越障實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：該巡檢機(jī)器人線上行走能力優(yōu)秀，爬坡能力強(qiáng)，能夠?qū)唵握系K物進(jìn)行連續(xù)越障，整個(gè)機(jī)器人系統(tǒng)滿足了