發(fā)布時(shí)間：2022-01-20 19:07

　　變電站巡檢的主要目的是實(shí)時(shí)檢測(cè)變電站各設(shè)備運(yùn)行情況和現(xiàn)場(chǎng)工作情況,并把相關(guān)信息反饋給變電站管理部門,減輕工作人員負(fù)擔(dān),使變電站的運(yùn)行更加安全可靠。本文根據(jù)變電站巡檢需求設(shè)計(jì)了一款二輪差速驅(qū)動(dòng)巡檢機(jī)器人,并對(duì)其控制系統(tǒng)進(jìn)行研究。論文的主要工作如下:首先,根據(jù)變電站巡檢需求對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化比較,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械結(jié)構(gòu),并對(duì)巡檢機(jī)器人的自動(dòng)充電裝置和防水結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì),使其能夠持續(xù)完成巡檢任務(wù)并適應(yīng)變電站復(fù)雜的氣候環(huán)境。其次,設(shè)計(jì)了巡檢機(jī)器人的控制系統(tǒng),其中包括整體架構(gòu)、總體設(shè)計(jì)和控制方案設(shè)計(jì),并根據(jù)性能需求對(duì)變電站巡檢機(jī)器人的搭載設(shè)備進(jìn)行選型,以STM32單片機(jī)為主控制器,選擇了驅(qū)動(dòng)器及傳感器,設(shè)計(jì)了多電壓輸出電路板,以滿足搭載設(shè)備的不同電壓需求。然后,研究二輪驅(qū)動(dòng)差速運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,并且利用自適應(yīng)PID控制算法對(duì)巡檢機(jī)器人進(jìn)行控制,在MATLAB軟件中對(duì)直線、曲線進(jìn)行了仿真�？紤]實(shí)際控制的需要,利用RFID校準(zhǔn)的里程計(jì)定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了巡檢機(jī)器人的定位,使巡檢機(jī)器人在循跡過程中測(cè)得的數(shù)據(jù)更加精確。最后,利用巡檢機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)定位模塊進(jìn)行了測(cè)試,并進(jìn)行了磁循跡實(shí)驗(yàn),包括直線循跡實(shí)驗(yàn)、曲線循跡實(shí)... 

【文章來(lái)源】：安徽大學(xué)安徽省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

自主移動(dòng)機(jī)器人ShakeyFig.1-1autonomousmobilerobotShakey

安徽大學(xué)碩士學(xué)位論文3圖1-2日本軌道式巡檢機(jī)器人Fig.1-2Japaneseorbitinspectionrobot此外，加拿大魁北克水電研究院研發(fā)出可以遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)遙控和實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的巡檢機(jī)器人，在多個(gè)變電站進(jìn)行巡檢任務(wù)，如圖1-3所示，該機(jī)器人搭載了可見光圖像采集系統(tǒng)和紅外熱像儀，在行進(jìn)過程中不斷對(duì)變電站進(jìn)行信息采集，遠(yuǎn)程PC裝置以無(wú)線形式接收巡檢機(jī)器人采集到的數(shù)據(jù)，由工作人員在室內(nèi)進(jìn)行觀察分析[18-20]。并且，巡檢機(jī)器人配備了遙控裝置，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)遙控其移動(dòng)位置，對(duì)特殊點(diǎn)或者固定點(diǎn)進(jìn)行巡查[21]。圖1-3加拿大變電站巡檢機(jī)器人Fig.1-3CanadianSubstationInspectionRobot2008年，巴西圣保羅大學(xué)開發(fā)出用熱點(diǎn)源監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)變電站運(yùn)行期間故障檢測(cè)的移動(dòng)機(jī)器人，如圖1-4所示，為了定期檢查變電站設(shè)備熱現(xiàn)象，研制出一種可以記錄熱圖像的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠自動(dòng)接收相關(guān)信息，操作員也可以配置所有參數(shù)，在故障發(fā)生初期就可以檢測(cè)出來(lái)，當(dāng)時(shí)將紅外熱像儀用于故障檢測(cè)已成為一種普遍的做法[22-25]。另外，紅外熱像儀可以自動(dòng)在變電站內(nèi)移動(dòng)并定位以收集可能的關(guān)鍵點(diǎn)圖像，使變電站更加可靠運(yùn)行[26]。

第一章緒論4圖1-4巴西熱點(diǎn)檢測(cè)機(jī)器人Fig.1-4Brazilhotspotmonitoringrobot2012年，新西蘭電網(wǎng)和梅西大學(xué)合作研發(fā)出可適用于各種地形的變電站巡檢機(jī)器人，該巡檢機(jī)器人上面裝有超聲波傳感器和防碰撞的可見光攝像頭，也搭載了可以傳輸變電站現(xiàn)場(chǎng)圖像和視頻的高清攝像頭，如圖1-5所示，目前此移動(dòng)機(jī)器人僅可以通過遠(yuǎn)程遙控控制其運(yùn)行工作[27-29]。圖1-5新西蘭電網(wǎng)和梅西大學(xué)聯(lián)合研發(fā)巡檢機(jī)器人Fig.1-5NewZealandPowerGridandMasseyUniversityjointlydevelopinspectionrobot在關(guān)鍵技術(shù)方面，在2008年，D.A.Carnegie等人為實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自主運(yùn)行提出了一種可以利用慣性導(dǎo)航以及全球定位系統(tǒng)的技術(shù)，該系統(tǒng)實(shí)時(shí)性和定位精度較高[30]。2010年，SuzuKiT提出了在機(jī)器視覺和數(shù)字地圖視覺基礎(chǔ)上的導(dǎo)航方案，并將其應(yīng)用在巡檢機(jī)器人上完成巡檢工作[31]。GueaiebW提出了機(jī)器人的射頻定位方法，并把RFID技術(shù)應(yīng)用在巡檢機(jī)器人領(lǐng)域。Joon-YoungPark等人分析總結(jié)了前人對(duì)巡檢機(jī)器人的工作，認(rèn)為需要進(jìn)一步提高智能化水平，立體視覺技術(shù)將是發(fā)展方向[32]。綜上所述，變電站巡檢機(jī)器人雖然在國(guó)外研究較早，但還是有很多問題并沒有得到

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于RFID的變電站巡檢機(jī)器人無(wú)線充電系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[J]. 孟祥忠,王保磊.  工業(yè)儀表與自動(dòng)化裝置. 2017(06)
[2]變電站巡檢機(jī)器人應(yīng)用現(xiàn)狀和主要性能指標(biāo)分析[J]. 蔡煥青,邵瑰瑋,胡霽,文志科,王興照,呂俊濤.  電測(cè)與儀表. 2017(14)
[3]變電站巡檢機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)及其適用性研究[J]. 楊俊,黃禮華,張立平.  湖北電力. 2017(01)
[4]移動(dòng)機(jī)器人在高壓變電站中的應(yīng)用[J]. 魯守銀,張營(yíng),李建祥,慕世友.  高電壓技術(shù). 2017(01)
[5]智能巡檢機(jī)器人在變電站的應(yīng)用[J]. 鄭曉瓊,王鵬輝.  電力安全技術(shù). 2016(11)
[6]變電站開放式輔助監(jiān)控系統(tǒng)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 張修華,劉序軍,孟祥軍,陳杰,馮飛,崔麗蓉.  自動(dòng)化儀表. 2016(09)
[7]基于PID控制的移動(dòng)機(jī)器人路徑跟蹤[J]. 李林琛,蔣小平.  激光雜志. 2016(02)
[8]基于微型攝像頭的軌道式變電站巡檢機(jī)器人[J]. 蘇尚流,繆希仁.  電器與能效管理技術(shù). 2015(13)
[9]變電站巡檢機(jī)器人研究現(xiàn)狀綜述[J]. 楊旭東,黃玉柱,李繼剛,李麗,李北斗.  山東電力技術(shù). 2015(01)
[10]變電站自動(dòng)巡檢機(jī)器人系統(tǒng)及其關(guān)鍵技術(shù)[J]. 羅俊豪,顏雨薇.  電氣應(yīng)用. 2014(13)

碩士論文
[1]智能巡檢機(jī)器人在變電運(yùn)行中的應(yīng)用[D]. 孫曉迪.山東大學(xué) 2019
[2]變電站巡檢機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 段曉東.北華航天工業(yè)學(xué)院 2019
[3]智能巡檢機(jī)器人在變電站戶外設(shè)備巡視中的應(yīng)用研究[D]. 劉鵬.東北農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[4]變電站智能巡檢機(jī)器人機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)與巡檢技術(shù)研究[D]. 高建龍.中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所) 2018
[5]小型變電站智能巡檢機(jī)器人設(shè)計(jì)與巡檢規(guī)劃研究[D]. 劉昊.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2018
[6]變電站智能機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 鄭亮.華北電力大學(xué) 2018
[7]智能變電站巡檢機(jī)器人設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 高運(yùn)興.山東大學(xué) 2018
[8]變電站智能巡檢機(jī)器人改進(jìn)技術(shù)研究[D]. 崔健.山東大學(xué) 2018
[9]變電站巡檢機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 馮坤.西南交通大學(xué) 2018
[10]變電站巡檢機(jī)器人路徑規(guī)劃的智能算法研究[D]. 張楠.合肥工業(yè)大學(xué) 2018



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