基于蒙特卡洛法的喷涂机器人工作空间分析及仿真

根据喷涂机器人工作情况,在求解多关节喷涂机器人的工作空间时,比较当前各种机器人工作空间求解方法,提出采用蒙特卡洛法分析其工作空间并通过机器人正向运动学方程求解得到机器人末端点的集合,从而有效地得到六自由度喷涂机器人的可达工作空间,取得了良好的效果。

六自由度喷涂机器人位姿误差分析

以所研制的喷涂机器人为研究对象,利用摄动法分析了机器人位姿误差,得出了喷涂机器人末端位姿的精确解。分析并比较不同结构参数对机器人末端位姿误差的影响。为喷涂机器人零部件的精度分配提供了理论依据。

管道内壁四足爬壁机器人的运动学与步态规划

研究用于检测气体绝缘金属封闭开关(GIS)内部的负压吸附管道内壁四足爬壁机器人.分别对机器人的腿部和机身进行运动学分析,采用改进的牛顿迭代法解决机身正运动学求解困难的问题.对机器人沿管道轴向和圆周方向的爬壁运动进行步态规划,提出运动过程零冲击的轨迹规划方法.使用Adams进行运动仿真,并在四足爬壁机器人样机上进行水平和垂直管道的全方位爬壁实验.结果表明:机器人的运动轨迹与所规划的步态一致,运动过程中速度与加速度无突变,运动平稳,无明显冲击,运动学模型的正确性和所规划步态的合理性得到验证.在GIS管道的实际检测应用中,实现机器人在不同工况下的平稳爬壁运动与检测.

基于半解析法的四足爬壁机器人关节扭矩估算

四足爬壁机器人的足端力和关节扭矩是机器人吸附力设计和关节电机选型的重要依据。在考虑重力和吸附姿态变化的情况下,利用有限元分析足端力和关节扭矩需要重复画网格和仿真分析,工作量较大。结合运动学、静力学和有限元分析提出一种简单且统一的半解析方法估算不同吸附姿态下四足爬壁机器人的足端力和关节扭矩。算例中利用半解析法计算得到84组数据并分析得到不同姿态下最大足端力和最大关节扭矩的变化规律,基于算例结果完成了机器人的吸附力设计和关节电机选型,最后实验测量了不同姿态下机器人的关节扭矩最大值。实验结果表明:机器人吸附力设计和关节选型合理,半解析法计算的最大关节扭矩误差小于8.86%。

四足管道爬壁机器人周向运动位姿规划

为了实现四足机器人沿着管道内壁进行连续的周向运动,对运动过程中的位置和姿态进行规划。建立管道坐标系和机器人的位置、姿态方程,规划了一种包含足姿调整、机身旋转和机身平移的周向运动。为保证周向运动的连续性,对运动过程中位姿的角度、方向、位移进行规划,并通过足端运动实现周向运动位姿的规划。利用Matlab计算得到的周向运动关节角度曲线,对机器人样机进行爬壁实验。实验结果和滚转角分析验证了周向运动位姿规划的正确性。

GIS内壁检测的四足爬壁机器人运动学分析

设计了一种用于气体绝缘金属封闭开关(GIS)内部检测的四足爬壁管道机器人,并对其进行运动学分析。为准确描述机器人在管道中的位置,提出了位姿参数的概念,并确定了机器人起始位姿;建立了机器人的单腿运动学模型,并求解得到单腿运动学正逆解;为了避免足端在运动中与壁面碰撞,分别对机器人进行直线、曲线轨迹规划和实验。实验结果证明,运动轨迹的平均体积误差分别为1.03 mm和1.14 mm,误差较小,运动学模型精度较高。

移动机器人运动过程的模糊自整定PID控制及实现

移动机器人的运动控制涉及到控制功能、算法及其在硬件和软件上的实现。移动机器人的环境一直处于变化之中,其控制主要集中在左、右驱动轮的独立控制,提高控制精度、响应速度以及运动过程的轨迹精度是控制的难点。提出将模糊自整定PID控制应用于复杂的移动机器人的运动轨迹控制,在建立模糊控制规则的基础上,根据速度偏差的不同,调整控制要求。进一步建立模糊变量的隶属度表,根据隶属函数曲线斜率的不同选择不同分辨率的模糊集。建立了模糊控制表,根据接收的控制量查表得出控制结论。通过在移动机器人平台上使用三角形路径跟踪的方式,对比纯PID控制,模糊自整定PID控制有效提高了轨迹跟踪精度。

广州市变电站室外金属构件腐蚀调查

为了解广州市各区变电站内室外金属结构设备设施的腐蚀情况以便指导变电站的运行维护,选取了分布在广州10个行政区的具有代表性的39个变电站,对变电站内采用不同防腐蚀措施的钢结构设备设施进行了调查分析。结果表明:广州几个主城区内变电站室外钢结构腐蚀较轻微,而周边几个沿海及工业区腐蚀较为严重;长期潮湿高温天气是广州大气腐蚀的主要因素;建立变电站完善的腐蚀数据库、规范防腐蚀技术标准及验收要求,以及正确地选材及施工是今后防腐蚀工作的重点。

Zn/Zn-5Al镀层表面超疏水膜层的结构及耐腐蚀性能

在Zn/Zn-5Al镀层表面采用铈盐粗糙化磷化膜、再经硬脂酸改性,构筑出无铬超疏水膜层,以提高Zn/Zn-5Al镀层的疏水性和耐腐蚀性。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、疏水角及电化学测试表征了膜层的结构及耐腐蚀性能。结果表明:Zn/Zn-5Al镀层表面磷化膜经铈盐处理后,膜层变得粗糙,膜层磷化膜发生部分溶解而形成铈转化膜,铈盐磷化膜层由Zn(OH)2、Zn3(PO4)2、Ce(OH)3、CePO4和Ce2O3组成;粗糙化的膜层经过低表面能改性后变为超疏水,这种超疏水膜层在腐蚀过程中会在其表面形成一层隔绝腐蚀介质渗入的空气层,阻碍了腐蚀的发生,具有优异的耐腐蚀性能。

广州市变电站钢构件热镀锌防腐蚀体系分析与探讨

为给钢构件提供最佳的防腐蚀保护设计,选择广州区域内具有典型大气环境特点的9个变电站,通过现场大气腐蚀试验,确定了广州腐蚀严重地区属C3级大气环境。考虑到变电站室外设备可能处于泄漏电流、杂散电流与复杂大气环境的协同作用下,对目前变电站主要采用的热镀锌和热镀锌加防腐蚀涂层保护体系进行了实验室模拟带电流中性盐雾加速腐蚀试验、带电流二氧化硫加速试验及紫外光老化试验,结果表明,试样带电流会加速锌层的腐蚀;但对于锌层加聚氨酯涂层的双涂层体系没有大的影响。基于上述试验结果,对C3大气环境下变电站所采用的热镀锌及热镀锌加涂漆防腐蚀体系进行了探讨,结果表明:针对广州C3大气环境,变电站内主要采用的热镀锌体系可能无法满足防腐蚀年限要求,需要适当增加热镀锌层的厚度,或采用在热镀锌层表面再涂装防腐蚀涂层的工艺来进一步提高材料的耐腐蚀性,但在漆层的选择上需要科学合理。锌层上醇酸涂层黏附性差,而丙烯酸涂层或聚氨酯涂层附着力良好。

仿壁虎爬壁机器人的语音识别及语音回放系统研制

随着人们对工业生产便捷性的需求日渐增强,人工智能技术一直保持着发展的动力与活力,因此与语音识别技术相结合的机器人控制拥有良好的发展前景。这里将语音识别技术应用于仿生壁虎爬壁机器人的控制中,研制一种仿壁虎爬壁机器人的语音识别及语音回放系统。语音识别方式采用模板匹配法以适合爬壁机器人使用者的语音识别系统输入命令的特点,降低了控制系统对存贮容量的要求,同时提高了处理速度。语音回放模块使用结构简单的APR9600语音录放芯片,可获得较好的音质效果。

硅酸盐钝化技术的研究进展

综述了锌、铝、镁及其合金表面的硅酸盐钝化的研究情况,详细讨论了硅酸盐溶液的溶液结构以及硅酸盐钝化膜的成膜机理,并对硅酸盐钝化技术的应用进行了展望。

负荷电流对电接触点温升的影响

由于高压电气设备的电接触点的发热功率和负荷电流的大小有关,在通过温度判断其是否存在电接触缺陷时需要考虑负荷的影响,因此文中研究了负荷电流对电接触点发热的影响。首先根据焦耳—楞次定律和热传递理论从理论上分析了电接触点的发热机理及温升规律,然后通过实验研究了隔离开关这种典型的电接触设备在负荷变化情况下发热部位的温度随时间的变化规律,以及发热部位稳态温升和负荷电流之间的关系。研究表明,对于隔离开关的触头和接线端,在负荷变化时其温度变化快慢和热时间常数有关,其稳态温升和负荷电流之间存在幂函数的关系。文中的研究结果为在不同负荷情况下判断电接触缺陷提供了参考。

广州500kV变电站220kV侧失压风险设备健康质量提升措施研究

结合广州电网实际情况分析广州地区500kV变电站220kV侧失压风险,并基于设备健康质量提升与差异化运维策略,以提升风险设备、健康设备质量和风险化控能力为目标,提出预防变电站失压风险措施。

关于小型化GIS设备产品现状及对策的探讨

在电力系统中,由GIS(气体绝缘金属封闭开关设备)引发的设备故障对电网的安全稳定运行造成了不可忽视的危害。简要介绍电网中GIS设备的发展现状与趋势,阐述了小型化GIS设备产品在生产运行中所造成的影响,在分析小型化GIS设备存在问题的基础上,探讨了提升GIS设备健康质量和运行可靠性的关键措施。

退役阀控铅酸电池性能的实验研究

变电站直流系统的后备电源采用了阀控铅酸电池,由于长期处于浮充状态,因此电池具有一定的再利用价值。本文搭建了包括电池测试仪、电化学工作站在内的电池实验测试平台,对广州供电局神山站的25块容量为300Ah的退役铅酸电池进行实验测试,获得了电池的基本充放电曲线、电池容量、电池欧姆内阻等实验数据,基于这些实验数据分析了退役电池性能。实验结果表明,浮充工作状态没有改变电池的基本特性曲线,电池的欧姆内阻与其容量间存在一定相关性,电网提供的SOH数据与真实值存在较大偏差,表明其方法不理想。本文的研究为退役铅酸电池在储能中的利用打下基础。

500kV老旧变压器维护检修方案

针对老旧500 k V壳式变压器,从其存在的缺陷和隐患两方面分析检修处理的必要性,提出技改更换、返厂大修、现场诊断性检修3种方案,通过技术分析与资产全生命周期成本分析确定实施现场诊断性检修,提升设备性能。通过该项工作,总结了老旧主变压器(大型电力设备)缺陷与隐患处理方法,力求达到效能、风险、成本最优,提升设备利用率、节约运维成本。

广州北片区城市轨道交通对220kV变电站振动噪声影响研究

轨道交通运行杂散电流会侵入沿线和牵引变电站中性点,引起变压器直流偏磁运行,导致变压器振动噪声加剧、故障概率增加。为了研究城市轨道交通对变压器振动噪声影响的特性,文中首先理论分析了变压器直流偏磁运行时的振动频谱特性,然后引入一种电量和非电量同步测量的方法,对广州北片区220kV变电站变压器中性点电流、振动和噪声等物理量进行同步测量,研究轨道交通运行和变电站振动噪声的关系。最后采用数据归一化的方法,获得广州北片区220kV变压器振动噪声受轨道交通运行影响的一般规律。

220kV变压器短路故障分析

针对一起220kV变电站#1主变发生的短路故障进行分析,指出故障直接原因是恶劣天气和站外环境等突发原因导致的短路冲击,但主要原因是变压器本身抗短路能力不足。进一步分析发现,该主变同厂家同时期产品的抗短路水平均存在裕度不足的问题,为此有必要对在运变压器的抗短路能力进行普查,主要包括变压器抗短路水平核算、安装地点的短路电流计算、历史承受短路电流统计与分析、变压器绕组变形测试等内容。

电网架线工程的建模及算量系统设计研究

电网架线工程的建模及计算工程量主要是为了保证其工程投资的可靠性和准确性,进而增加工程实际效益。文章分析了一种对电网架线工程建模与算量进行有效实施的系统,其能够在很大程度上满足工程造价的质量与效率要求。