基于背景数据增强和改进YOLOv4的断路器试验机器人接线定位方法

为提高断路器试验机器人接线的准确性和可靠性,以双目视觉和深度学习目标检测技术为基础,提出一种基于背景数据增强和改进YOLOv4的断路器试验机器人接线定位方法。该方法利用本文提出的背景混合剪切的数据增强方法,解决因断路器训练图像背景特征不足而导致所训练的目标检测模型泛化能力和准确率低的问题,可以极大地提高不同试验场所(背景)和人员走动等背景扰动下机器人接线的准确性和可靠性;将标准YOLOv4的特征网络CSPDarknet-53替换为Mobiledets,可以优化目标检测模型的推理时间,提高机器人接线效率。仿真结果表明,本文方法的准确率为99.9%;实测结果表明,接线准确率为98.8%,全项目试验接线时间减少了57 s。通过对比分析,本文方法在接线准确率和时间上优于其他方法,可为断路器机器人试验平台的实用化提供技术支持。

10 kV高压断路器电气试验机器人接线定位误差分析及动态补偿

10k V高压断路器电气试验机器人接线定位误差直接影响机器人接线动作的正常进行以及接线插头与端口的接触性能。为此,在接线插头与断路器端口梅花触头受力分析的基础上,研究了接线定位误差对测试接线的影响,并确定了机器人接线定位允许误差为0.1mm。建立了六轴机器人Denavit-Hartenberg(DH)连杆坐标系和运动学方程,分析了机器人末端负载和环境温度对接线定位误差的影响机理,重点研究了环境温度变化对机器人运动学参数及末端位姿的影响;建立了保持机器人末端位姿不变条件下各关节旋转角与环境温度的线性回归方程,并提出了基于环境温度和各关节旋转角偏移值的机器人末端定位误差动态补偿方法,即根据环境温度的变化对各关节旋转角偏移值(温度补偿角)进行调整。仿真试验结果表明:所提方法可有效补偿环境温度变化引起的机器人接线定位误差,且环境温度场分布温差在±3℃时仍可将接线定位误差控制在0.1mm以内。所提方法对提高断路器电气试验机器人定位精度及降低成本费用具有实际工程意义。

仿人手接线机器人运动控制研究

近年来机器人普遍应用于纺纱行业中,针对在细纱机落纱过程中断线的问题,设计了仿人手接线机器人系统平台,采用双臂六自由度机械臂代替人手,目的是来完成纱线断开后的接线动作,比传统人工接线更迅速和更节省人力。分析了平台的系统构成,并根据人手接线动作探讨了仿人手接线机器人其接线的运动动作策略。根据双臂机器人的正运动学和逆运动学,在此基础上分析了双臂的协调控制。最后通过仿人手接线机器人系统平台的实验,验证了此方案的可行性。

继电保护智能化检验系统的研究和实现

为了解决继电保护现场测试工作的人力资源的瓶颈问题,研发了智能化检验系统,对继电保护智能化检验系统的实现方案及硬件系统做了介绍,尤其对基于PLC控制的接线机器人在自动测试中如何实现自动接线做了阐述。智能化检验过程由自动测试和自动生成报告两部分组成,其中自动测试为重点研究对象。以自动接线机器人为核心,并配以管理软件和测试软件,即可达到自动测试的目的。

高压互感器自动化检测系统关键设备设计与实现

高压互感器检测人工作业方式难以满足当前运用。为建立无人化高压互感器自动检测系统,需解决互感器电气自动接线等关键技术问题,并进行流水线优化设计。设计互感器自适应式工装托盘解决不同类型互感器流水线运载及定位通过机器视觉定位、多维感知与立体移动自动控制技术,设计研发高压互感器人工智能接线机器人及多维立体接线装置,实现对各类互感器自动接线。以满足场地利用率及物流优化为原则,设计互感器检测流水线“蛇形”与“O型”布局方案并予以工程实践,通过组建高压互感器自动检测系统/流水线,验证了自动接线装备的适应性、使用性及流水线、工位布局的科学性。该研究为电力自动化装备的技术发展及工业化流水线标准化设计提供了方向,具有良好的应用前景和推广价值。

继电保护智能化检验系统的研究和实现

传统的现场检验方式已不满足目前繁复的继电保护装置的现场检验工作。研发了由自动测试和自动生成测试报告两部分组成的继电保护智能化检验系统,分析了该系统的软、硬件设计,重点介绍了自动接线机器人、管理软件和现场测试软件等,并以变压器差动保护为例分析了自动测试的实现方案。