输电线路巡检机器人的研究现状与发展趋势

沿输电线路行驶的自动机器执行检查或维修工作已经进行了许多理论和实验研究,巡检机器人的应用可以提高效率,降低劳动力成本,降低维修人员受伤的风险等。通过介绍国内外输电线路巡检机器人的现状,讨论巡检机器人的机械结构、运动规划和越障方式等关键技术,总结电池容量有限、自主导航稳定性差等问题,对巡检机器人在输电线路中的应用前景进行展望。

高压输电线路巡检机器人的设计与仿真研究

为解决传统高压输电线路巡检方法出现的问题,聚焦于高压输电线路巡检机器人的设计与仿真。该机器人采用双臂对称结构,通过夹紧机构和俯仰模块提高越障能力。行走模块则采用开合式轮毂滚动机构,有效提升了机器人沿线行走的效率。结果显示,在越障过程中,该机器人表现出良好的稳定性和合理的驱动力矩波动。

一种基于无人机倾斜摄影的高压输电线路智能巡检技术

随着国家经济发展的快速转型和城市现代化进程稳步推进,电力作为清洁能源,需求量急剧攀升,日益增长的居民电力需求与高压输电线路的短缺,加速了国内高压输电线路的建设。由于高压输电线路的增多,其配套变电站、输电站、杆塔、发电厂的输变电线网路等都需要日常巡检维护,特别是杆塔、线路、变电站等环境,设备数量和种类多,各设备环环相扣,加上线路长,一旦隐患未及时排除,轻则无法正常运行,重则影响周边大面积区域的正常生产生活,甚至造成人身伤害。在山高谷深、悬崖峭壁等复杂多变的环境下开展高空作业,需要数量庞大的人员来支持,也给人们生命安全和国家财产安全造成威胁。

高压输电线路巡检机器人速度控制研究

为确保高压输电线路巡检机器人在无电下坡时的安全运行,并延长其充电后的续航时间,文章提出模糊PID控制的巡检机器人行走轮电机下坡节能调速方法,结合架空导线的参数方程和架空输电线路的结构特点,分析巡检机器人车轮的驱动力矩与沿输电地线下降前后的水平位移之间的关系,从而实现对检测机器人后行走轮的节能速度控制。仿真结果表明,模糊PID控制能更好地调节机器人在不同坡度条件下的速度,且在能量回收效率方面效果较好。

高压输电线软体巡检机器人磁致动机制及PI滑模控制研究

为解决高压输电线刚性悬臂巡检机器人尺寸大、笨重、越障不灵活、效率低等问题,设计一种高压磁致动软体巡检机器人,利用载流线圈在高压直流环形磁场中受到的安培力驱动软体机器人以柔顺和蠕动方式高效灵活地跨越多种障碍物。对该机器人进行本体构型设计并分析其工作姿态,实现稳定巡检功能;对磁致动驱动器进行理论设计和分析,利用Comsol仿真软件对其所需驱动力进行仿真,验证理论的可实行性;通过拉格朗日法对高压磁致动软体巡检机器人进行动力学建模,构建系统动力学方程,获取机器人的关节角度、速度、加速度之间的关系;最后,通过MATLAB利用基于PI滑模控制法对简化后的高压磁致动软体巡检机器人动力学模型实行速度和角速度高精度追踪仿真。仿真结果表明:在滑模控制下,角度在1.5 s追踪上理想信号,角速度在0.3 s后追上理想信号,证明基于PI的滑模控制器能够实现对高压磁致动软体巡检机器人的有效控制。

基于高光谱遥感图像识别的输电线路巡检机器人路径自动化控制系统

输电线路巡检机器人路径自动控制的合理性,是保障巡检机器人能够自主完成巡检任务,提高巡检效率的关键。该文设计基于高光谱遥感图像识别的输电线路巡检机器人路径自动化控制系统。聚类输电线路高光谱遥感图像的像元,识别高光谱遥感图像中的输电线路。依据输电线路识别结果,利用双蚁群算法确定最佳巡检路径。通过模糊PID控制器控制巡检机器人的伺服电机,沿着最优巡检路径移动,实现巡检机器人的路径自动化控制。系统测试结果表明,所设计系统能够依据高光谱遥感图像的输电线路识别结果,规划巡检机器人的巡检路径,巡检路径拐点较少。

高压输电线路巡检机器人机构设计及运动学分析

由于跨越式高压输电线路巡检机器人越障效率较低且存在安全隐患等问题,文中提出了一种新型的穿越越障巡检机器人的机构设计。通过综合考虑机器人越障运动特点和机器人运行的地线线路环境,该结构设计采用双臂同侧对称悬挂的轮臂复合式机械结构,主要由行走机构、机械臂、压紧机构、锁臂结构和展臂机构组成。文中详细介绍了该机器人的各机构特点,并基于D-H法建立了机器人机构的运动学模型,采用该模型对文中提出的机构设计进行了计算分析,证明了该机构设计的合理性。通过模拟线路试验和现场示范应用说明,文中提出的机构构型具有自由度少、结构简单的特点,有效降低了越障难度,提高了机器人的越障效率和安全性,实现了机器人对高压输电线路的全自主长距离巡检。

一种改进的超高压输电线路巡检机器人越障方法

介绍了一种新型的超高压输电线路巡检机器人,阐述了分阶段的控制策略.主要针对越障的工程实际问题,从理论上分析了越障阶段的难点:质心调节,输电线的辨识与定位问题.进行了仿真和试验,验证了控制策略和理论分析的正确性.

基于分布式专家系统的超高压输电线路巡检机器人控制系统的研究

探讨了基于分布式专家系统的超高压输电线路巡检机器人控制系统 ,给出了一种利用CLIPS和C、VC ++混合编程构成分布式专家系统作为机器人控制器的方法 ,并且提出了一种基于规则和证据的可信度 (CF)的分布式专家系统的协调算法 .经过试验论证 。

高压输电线路巡检机器人能源在线补给装置的研制

为了彻底解决高压输电线路巡检机器人的能源供给问题,介绍了一种适用于高压架空输电线路自动巡检机器人的能源在线补给装置,该装置主要由自具电源和锂电池充电电路组成。其中自具电源将高压输电线周围的磁能转化为直流电能,它不仅可直接为机器人供电,而且还可以在电源控制器的控制下通过充电电路对备用锂电池在线充电,完全满足机器人长时间、长距离不间断巡检工作的要求,同时该装置还可广泛应用于其他高压输电导线上各类电气设备和野外带电作业移动设备,具有广阔的应用前景。

基于多传感器的超高压输电线路巡检机器人越障控制

根据500 kV超高压架空输电线路的结构及障碍特点,设计多传感器、多驱动器巡检机器人越障控制方案,提出采用多传感器二次定位方法实现巡检机器人越障时的空间定位。阐述系统的结构和越障原理,通过线下模拟实验环境,不断测试生成合理的知识库,实际越障时根据实测信号自动调用知识库完成自主越障动作。实验结果表明:传感器工作可靠,知识库和空间定位方法设计合理,巡检机器人能高效、快速、高精度地完成巡检及越障任务。

超高压输电线路巡检机器人两种越障定位方法比较

将两种基于传感器信息的导线定位方法的特点和差异进行了分析和对比,得出方法Ⅱ的解算能力强于方法Ⅰ的解算能力,但由于方法Ⅱ的定位精度低于方法Ⅰ的定位精度,因此,选用方法Ⅰ进行野外作业。

超高压多分裂输电线路巡检机器人研制与开发

针对超高压多分裂输电线路相线间距大、线上障碍物多的特点,介绍了一种全新的输电线路巡检机器人。机器人本体采用前后交错分布的四个轮臂机构,分跨左右两个输电导线上,可直接压过防震锤,自主跨越间隔棒、线夹、绝缘子串等障碍物;根据线路环境和方案分析,给出一个巡检机器人总体结构,并在实验室内进行验证。实验线路上的运行表明,机器人较好地实现了自主巡线,能够完成规定的巡检任务。

电力设施多模态精细化机器人巡检关键技术及应用

电力设施巡检对于加快电网基础设施智能化改造和智能微电网建设,提高电力系统互补互济和智能调节能力的需求具有重要作用.近年来,智能巡检机器人开始在电力巡检中广泛应用,在提高电力设施巡检效率和准确性、提升安全性、降低成本和促进电力智能化发展等方面发挥关键作用.本文从电力巡检机器人的智能感知和导航技术出发,重点介绍目标检测、语义分割、自主导航等共性关键技术的国内外发展现状.然后以可见光红外双光融合、可见光图像和点云数据融合、声纹和可见光融合为例,阐述电力场景多模态数据融合方式.并进一步介绍电力部件精准分割和异物检测、线路点云杆塔倾斜检测、输电线路覆冰多模态检测和电力架空线路缺陷分析及台账异常检测等电力设施多模态机器人相关案例.最后探讨电力设施多模态精细化机器人巡检关键技术的发展趋势和所面临的挑战.

输电线路巡检机器人在树障检测中的应用与研究

在输电线路巡检中,树障检测和清除是确保电力供应稳定性和安全性的重要环节。传统的人工巡检方法不仅效率低下,还存在安全隐患和高成本问题。该文提出了一种输电线路巡检机器人树障检测方法,以提高检测的实时性、精确性和环境适应性。该方法主要包括对三维点云数据的预处理、特征提取、特征匹配与识别、三维重建与分析以及实时监控与预警。其目的在于解决现有树障检测技术在复杂环境下的局限性,如误报、漏报和环境适应性差等问题。通过引入三维点云数据处理技术,提高了巡检机器人的检测性能,使其能够在各种光照条件、复杂背景及多变环境下稳定工作。实验结果表明,巡检机器人在误报率和漏报率上分别为5.1%和6.2%,显著优于传统的基于二维图像的方法。同时,系统在不同环境下表现出良好的适应性和稳定性。

输电线路巡检中的智能机器人应用

阐述物联网中的高效远程控制特点,它具有任务模块灵活多变、智慧电源系统和智能自学习系统的功能。探讨输电线路巡检中的智能机器人应用,包括自主越障、自动定位、自主故障诊断与复位。

基于PLC的输电线路巡检机器人越障自动化控制研究

针对传统方法在输电线路巡检机器人越障自动化控制中应用存在质心高度较高、稳定性系数较低的问题,提出基于PLC的输电线路巡检机器人越障自动化控制研究。结合超声波传感器和摄像头采集的机器人路况信息,识别障碍,通过建立巡检机器人越障动力学模型,描述机器人运动状态,利用PLC对机器人越障姿态进行控制,实现基于PLC的输电线路巡检机器人越障自动化控制。实验结果表明,设计方法应用下机器人质心高度不超过5 mm,稳定性系数在0.85以上,可以实现对巡检机器人越障精准控制。

基于多尺度轻量化卷积的高压输电线路巡检

无人机搭载轻量化模型进行高压输电线路巡检对于保障输电系统的安全运行至关重要,针对目前轻量化模型中特征提取不够丰富导致高压输电线路巡检效果较差的问题,该文提出了一种多尺度轻量化卷积(multi-scale lightweight convolution,MSLConv),其进行了不同尺度与深度的特征融合,并实现了网络轻量化。同时在混洗注意力(shuffle attention,SA)中提出一种新的更具适应性的通道混洗方法,并将MSLConv与SA相结合设计了MSLConvSA1与MSLConvSA2特征提取模块,提高了MSLConv的通道利用率。在处理样本输出时,提出了一种基于样本的双重归一化与激活的组合方法,该方法能在通道数较少的轻量化模型中对通道特征进行更细粒度的调整,且能更好地建立样本间的特征关系。最后以YOLOv5n为基线进行一系列改进,得到了MSV1与MSV2两种模型。经实验证明,相对于基线,这两种模型的参数量分别减少了43.8%和28.6%,计算量分别减少了38.1%和23.8%。同时,mAP@.5(IoU阈值为0.5时的平均检测精度值)分别提升了5.2%和5.4%,mAP@.5:.95(IoU阈值为0.5~0.95,取步长为0.05时的平均检测精度值)分别提升了3.3%和4.7%。

超高压输电线路智能巡检机器人的研究

超高压输电线路巡检机器人主要用于对超高压输电线路进行检测和维护,是输电工程技术发展的重要内容。本文研究设计的巡检机器人系统能够控制和引导巡检机器人本体在超高压输电线路上自主地行走,跨越障碍,将检测到的图像信号传回地而工作站,接受地而工作站的遥控操作。采用机器人对超高压输电线路进行巡检将减轻输电维护人员的劳动强度与难度,提高巡检效率与质量,保证线路质量,对输电工程的安全可靠运行具有重要意义。

基于MOPSO算法的输电线路巡检计划优化分析

针对传统输电线路巡检方法速度慢、准确率低、成本高等问题,提出基于MOPSO算法的输电线路巡检计划优化策略。通过对现存问题的了解,构建巡检计划模型,评估输电线路风险等级,结合实例,采用MOPSO算法优化输电线路巡检计划,检验MOPSO算法的可行性。结果表明:基于MOPSO算法的输电线路巡检计划符合客观规律,研究结果对输电线路巡检频率的设置有参考意义,规避传统方法巡检不足或巡检过度的问题,实现高效巡检,获得反映输电线路实际运行情况的巡检结果;巡检计划优化模型提高巡检平滑度,保证巡检有效性的同时减少人力资源投入,经济效益高。MOPSO算法应用效果良好,研究内容对输电线路巡检计划的优化有指导意义。