超高壓輸電線路巡檢機器人控制系統(tǒng)的研究與實現.pdf

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

2、文首先對巡檢機器人國內外的研究現狀進行了介紹，深入研究了加拿大LineScout與日本Expliner巡檢機器人。分析巡檢機器人的工作環(huán)境，結合分析結果與機器人作業(yè)內容提出了巡檢機器人的設計要求。
　　針對500KV超高壓輸電線路的實際線路情況和障礙物類型，研究團隊共同設計了一種新型開合式巡檢機器人，對機器人進行了運動學分析，設計了連續(xù)越障、尺蠖式越障和跨步式越障等越障策略。分析結果證明機器人結構合理，適合搭載檢測儀器在輸電線路行

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

4、構提出一種連續(xù)越障的方法，介紹了基于多傳感器融合的控制方法。
　　最后，對巡檢機器人作業(yè)的典型工況進行了實驗研究。為實現線上行走、越障的主要功能，設計了I代樣機，在室內環(huán)境下進行了斜坡攀爬、變距行走等實驗，根據實驗結果，做了方案改進，加工了第 II代樣機，并在室外建立了仿真地面實驗系統(tǒng)，開展了線上行走、連續(xù)越障、跨步越障實驗。實驗結果表明：該巡檢機器人線上行走能力優(yōu)秀，爬坡能力強，能夠對簡單障礙物進行連續(xù)越障，整個機器人系統(tǒng)滿足了