轨道机器人运动控制系统的研制开题报告

 2021-08-08 12:08

1. 研究目的与意义

在社会上,许多场所为保证安全、稳定、有序运行都会进行巡检,而且对安全性、可靠性要求越高的场所,其巡检的要求也就愈发的严格。在过去,生产力水平不高,其巡检方式主要以人为基础,进行巡检、判断、处理,这种传统巡检方式受天气、时间、人力资源、巡检人员主观因素等影响,存在以下不足:

① 巡检设备多,劳动强度大。

② 人工成本较高。

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2. 国内外研究现状分析

在国外,电力线巡检机器人的研究始于20世纪80年代末,美国、日本、加拿大等国家先后开展了巡检机器人的研究和开发工作。日本在 20 世纪 80 年代开始研制的巡检机器人使用可见光和红外传感器对变电气设备进行巡检,实现对巡检数据进行自动处理。加拿大魁北克研制的巡检机器人,实现了远程监控,可在后台对机器人进行实时控制和远程操作。巴西研制了在变电站高空行走轨道移动的热点监测机器人,实现了变电设备异常发热的红外检测。

我国起步较晚,国内山东省电力公司1999年最早开始巡检机器人研究,并于 2004年研制成功第台功能样机,2007年出现了变电站巡检机器人的研究报道。在国内,针对变电站巡检机器人,国家电网公司也成立了电力机器人重点实验室,将机器人产品服务于电力生产,体现电力系统的高新技术水平,在机器人和机电一体化领域突出体现电力行业的特点,投1入大量的人力物力,围绕变电站巡检机器人、高压带电作业机器人、锅炉管道检测机器人以及电力特种机器人进行了一系列的研究。经过多年的探索,国内目前在变电站机器人设备巡检研发领域取得了长足的进展,并积累了许多宝贵经验,所开发的产品已在济南长清、天津吴庄等多个500kV变电站得到实际应用,效果良好。

总之,在变电站巡检机器人出现的短短十年间,国内外在理论与应用研究方面均取得了一定进展,但由于机器人运行环境的复杂多变性,目前这些机器人应用还有一定局限性。

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3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

本课题主要研究室内轨道式巡检机器人控制系统,轨道机器人的运动控制就是对机械运动部件的位置、速度等进行实时的控制管理,使其按照预期的运动轨迹和规定的运动参数进行运动。在本课题风力发电轨道式巡检机器人中,主要以步进电机控制为基础实现机器人的沿轨道行走及传感器的升降。

轨道巡检机器人系统实物连接图见附件:《轨道机器人运动控制系统的研制(开题报告)》。

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4. 研究创新点

一、采用滑线取电技术,让控制机器人的平台实现24小时不间断工作,并且还可以防止因电池电量耗尽影响机器人的正常工作,一方面保证巡检机器人不存在续航问题,另一方面利用滑线取电可实行电力载波通信。

二、移动巡检系统采用单排轨道方式,移动机构采用跨座式机构,针对风机机舱可能存在晃动,采用此方式,可以提升巡检速度,提高巡检效率,且控制简单高效,同时具有移动速度快、定位准确、稳定性好、可靠性高等特点。

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