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机器人技能在架空电力线路查看中的运用

2017-07-22 23:03分类:机械维修 阅读:

 

跟着我国经济活络翻开,对动力的需求越来越大,超高压大容量电力线路大幅扩建。线路走廊需求穿越各种凌乱的地舆环境,如经过大面积达水库、湖泊和崇山峻岭等,这些都给电力线路的查看带来了许多艰难。格外是对于电力线路穿越初始森林边沿区域、高海拔、冰雪掩盖区以及沿线存在再三多滑坡、泥石流等地质灾祸,大有些区域山高坡陡,交通和通讯极不兴隆时,怎么处理电力线路的往常查当作 为挟制电力作业的一个严峻难题。

传统的输电线路的巡检首要选用两种办法,即地上人工目测法和直升飞机航测法。前者的巡检精度低,劳作强度大,且存在巡检盲区;后者则存在飞翔安全风险且巡线费用贵重。跟着机器人技能的翻开,巡线机器人可以打败上述缺点,因此,巡线机器人已变成特种机器范畴的一个研讨抢手。

移动巡线机器人

如今国表里研讨的巡线机器人有两种类型,一种是移动巡线机器人,可以沿电力电线自立行走、跨过阻遏并进行线路巡检。巡线机器人可以带电作业,以必定的速度沿输电线匍匐,并能跨过防震锤、耐张线夹、悬垂线夹、杆塔等阻遏,运用带着的传感仪器对杆塔、导线及避雷线、绝缘子、线路金具、线路通道等施行挨近查看。

国外巡线机器人的研讨始于20世纪80年代末,日本、美国、加拿大、泰国的一些研讨安排先后翻开了巡线机器人的研讨。他们研制的巡线机器人可以分为两类:一类是具有跨过阻遏物功用,但构造标准大、质量大,因此有用性差,并大多仍处在实验室研制期间;另一类则只能在两杆塔间的直线段巡线,不具有跨过阻遏物功用,因此其巡线作业计划遭到极大绑缚。

东京电力公司的Sawada等人研制了光纤复合架空位线(OPGW)巡检移动机器人。该机器人运用一对驱动轮和一对夹持轮沿地线(OPGW)匍匐,能跨过地线上防震锤、螺旋减震器等阻遏物。遇到线塔时,机器人选用仿人攀援机理,先翻开带着的弧形手臂,手臂两头勾住线塔两头的地线,构成一个导轨,然后本体顺着导轨滑到线塔的另一侧;待机器人夹持轮抱紧线塔另一侧的地线后,将弧形手臂折叠收起,以备下次运用。机器人运动操控有大概和精断定位两种办法,大概操控是把线塔和地线的材料数据(线塔的高度、方位,地线长度,线路上附件数量等)预先编制好程序输入机器人,据此操控机器人的行走和越障;精断定位操控则依据传感器反响信息进行操控。机器人带着的危害勘探单元选用涡流剖析办法勘探光纤复合架空位线铠装层的危害状况,并把勘探数据记载到磁带上。

国内巡线机器人的研讨始于20世纪90年代末,我国科学院、武汉大学等单位在该范畴进行了研讨,并恳求了有关专利:

我国科学院沈阳主动化研讨所恳求的发明专利200410020490.8(恳求日:2004.04.30)触及一种超高压输电线巡检机器人安排。它由移动车体、后手臂、前手臂构成,其间:移动车体由本体和行走轮构成,行走轮经过水平翻滚副和移动副设备在本体上,并与线相抓持,本体经过翻滚副别离与前、后手臂相连,手臂结束为手爪;所述前手臂、后手臂构造一样,其间每一手臂由上臂、下臂两有些构成,上臂为连杆及滚珠丝杠与滑块组合构造,经过水平翻滚副与下臂相联接,下臂为大行程弹性安排。该发明作业空间大、重量轻、能耗低且越障才调强。

我国科学院主动化研讨所恳求的发明专利200310118302.0(恳求日:2003.11.18)触及机器人技能范畴,是110kv高压输电线路主动巡检机器人的一个单体。该发明高压输电线路主动巡检机器人单体,由防护罩、驱动臂、驱动臂升降电机、小臂、小臂升降电安排成,其驱动臂包含驱动轮、驱动轮轴、同步带、同步带轮、主电机、主电机输出轴、开合电机、开合螺杆等,其间,主电机股动驱动轮,使巡检机器人单体在输电线上行走,开合电机操控开合安排,挑选驱动轮与输电线之间的挂靠或撤离;其小臂中设有支持轮和关节轴承,支持轮槽曲率较大,与输电线坚持点触摸,有利于关节轴承对支持轮姿势的自调度。该发明主动巡检机器人单体,可结束在输电线上安稳行走、跨过阻遏物、急迫刹车等功用,代替了人工巡检高压输电线路。

武汉大学恳求的发明专利200510019930.2(恳求日:2005.12.01)点破了一种高压巡线机器人沿输电线路进行导航的办法,其特征在于:将一系列一样参数的电磁传感器别离安顿在机器人的手臂上,各组传感器别离同轴线安顿,让机器人的各待调控部位的空间位姿状况能经过各该部位的传感器阵列组相对高压输电导线的间隔表征。本发明的利益是:结束简略,构造细巧,本钱贱价;可防止强电场、强磁场的烦扰,有用性强;操控算法简略,操作便利。如装备相应的机器人设备,可以用来辅佐结束高压巡线机器人沿架空高压输电线路进行全主动化的巡检作业。

山东大学恳求的专利200510042569.5(恳求日:2005.03.18)为沿110kV输电线自立行走的机器人及其作业办法,由机器人本体、操控设备、传感器、查看设备和无线图画传输设备构成;操控设备和无线图画传输设备设备在机器人本体基地的操控箱内,方位传感器设备在机器人的各个关节省用电机的结束,测距传感器和查看阻遏用的视觉传感器CCD设备在每只手的前方,查看设备包含高速球摄像机和热成像仪经过云台与机器人本体相连。可以在110kV输电线路上平稳行走,自登时跨过输电线上的各种阻遏,代替人进行输电线路的巡线作业,减轻输电线路巡线的作业量,跋涉作业功率和查看的精度,到达确保输电线路安全作业的超卓特征。

巡检飞翔机器人

另一种是线路巡检飞翔机器人,选用小型无人飞翔器,设备CCD摄像机,可以超视距测控飞翔和低空飞翔,具有智能化程度高的特征。

如国外EA Technology公司研制的电线巡检机器人Sprite是一种小型对称旋翼飞翔器,机身计差异外思考到了空气紊流的低影响,设备了增稳操控体系,可以在阵风扰动中平稳飞翔。飞翔器设备有一个高精度CCD摄像机,有一个变焦镜头设备在主动平衡体系上,平衡体系可以确保飞翔器飞翔时图画的平稳。

国内华北电力大学恳求的发明专利200410098960.2(恳求日:2004.12.17)供给了一种电力线路巡检机器人飞机及其操控体系,飞安排造选用共轴双螺旋桨反向驱动构造,选用两个建议机别离驱动两个螺旋桨反向旋转,经过操控两个建议机的转速比操控飞机机身的安稳;运用GPS体系与GIS体系断定飞机的飞翔轨道,运用依据32位的精简指令集核算机处理器ARM的嵌入式体系进行飞翔姿势调整,运用蓄电池为建议机电机、查看传感器以及数据链路体系供给电源。操控体系由电力线路巡检机器人飞机导航体系、飞翔途径自立计划体系、数据链路体系、依据多传感器交融的在线查看体系构成。其利益在于:有用的改进电力线路的监控质量,确保输电网络的安全平稳作业,并且安全、牢靠、习气性好,监测速度快,机器人飞机警能化程度高、可结束超视距测控飞翔、程控自立飞翔及主动归航等多种功用。

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