1. 研究目的与意义
1.选题背景提供高质量和高可靠性的电力是电力系统最重要的任务。电力传输必须依靠高压输电线路,高压输电线路的安全稳定运行直接影响电力系统的可靠性。输电线路分布具有点多、面广,绝大部分远离城镇,所处地形复杂,自然环境恶劣等特点,且电力线及杆塔附件长期暴露在野外,从而受到持续的机械张力、电器闪络、材料老化的影响而产生断骨、磨损、腐蚀等损伤,如果没有及时修复更换,原来微小的破损和缺陷就有可能扩大,最终导致严重事故,造成大面积停电,将带来重大的经济损失和严重的社会影响。所以,必须对输电线路进行定期巡视检查,随时掌握和了解其运行情况以及线路周围环境和线路保护区的变化情况,以便及时发现和消除隐患,预防事故的发生,确保供电安全。目前,对输电线路的巡检主要采用地面人工目测法和直升飞机航测法。前者的巡检精度低,后者则存在飞行安全隐患。
2.选题目的
轮式巡线机器人具有良好的稳定性,较快的移动能力等优点。其悬挂于架空避雷针上,并以此为行驶作业路径,通过自动控制方式完成输电线路巡检作业,以及对线路的绝缘子劣化和污秽、导线的机械破、连接金具机械松脱等故障进行检测。在特殊的作业环境下,轮式巡线机器人能够沿输电导线全程运行,包括沿输电导线的直线段和耐张线段实现滚动爬行,跨越及避让悬垂线夹、悬垂绝缘子、防震锤、耐张线夹等结构型障碍物。
2. 研究内容和预期目标
1. 研究内容(1)根据查到的资料了解和分析已有的轮式巡线机器人移动的工作原理和结构,分析操作手臂常用的结构和工作原理,对比他们的优劣点;
(2)在了解了原理的基础上提出可行性方案,并选择最佳方案来设计;
(3)根据选定的方案对带有机械臂的全方位机器人进行本体设计,包括:a.全方位车轮旋转机构的设计;b.车轮转向机构的设计;c.机器人操作臂的设计。
3. 研究的方法与步骤
1.研究方法(1)文献研究法。收集资料,查阅相关文献,掌握轮式巡线机器人系统的基本知识和设计方法,以及国内外发展现状;
(2)比较分析法。比较各种系统结构,设计方法的优缺点及应用范围,在分析对比各种系统设计的性能后,设计出理想的轮式巡线机器人系统。
2.研究步骤
4. 参考文献
[1] 李玉娟.基于stm32的变电站巡检机器人运动控制系统设计与实现[d].西南交通大学硕士学位论文,2013[2] 崔彦彬,刘欢. 变电站智能巡检机器人系统的设计[j],现代制造技术与设备, 2014, 4(1),pp.1-4
[3] 周立辉,张永生,孙勇等.智能变电站巡检机器人研制及应用[j],电力系统自动化, 2011, 35(19),pp.85-86
[4] 李向东,鲁守银,王宏等.一种智能巡检机器人的体系结构分析与设计[j],机器人, 2005, 27(6),pp.502-506
5. 计划与进度安排
(1)2022.1.19-2022.3.6 查阅资料,填写开题报告,完成外文资料的翻译;(2)2022.3.7-6.20 熟悉c语言开发环境;
(3)2022.3.21-2022.3.31 研究基于嵌入式系统控制器硬件,包括通信模块、驱动模块和输入输出模块的设计;
(4)2022.4.1-2022.4.30 编程实现巡线机器人控制系统软件代码;
