當前位置:首頁 > 工業(yè)控制 > 《機電信息》
[導讀]摘要:分析了國內(nèi)外管道機器人的研究與應用現(xiàn)狀,提出了使用蛇形智能機器人對配電網(wǎng)電纜通道進行巡檢的設想,并論述了其可行性。

引言

2004年我國成功研制了第一臺變電站巡檢機器人功能樣機。隨著我國綜合國力和科學技術(shù)水平的不斷提升,巡檢機器人的研究和應用得到了快速發(fā)展。目前,智能巡檢機器人已經(jīng)逐漸被應用于輸電線路及主網(wǎng)高壓電纜隧道的巡檢工作中,并取得了良好效果。隨著中低壓電力電纜在城市中得到廣泛應用,電纜管道的巡檢工作量逐年大幅增加,人工巡檢難度大,無法檢測電纜工井內(nèi)的電纜情況。為了減輕電力工作人員的勞動強度,提高巡檢質(zhì)量和巡檢效率,降低危險系數(shù),研發(fā)與應用配電網(wǎng)電纜巡檢機器人逐漸成為行業(yè)熱點。

1國內(nèi)外管道機器人研究與應用現(xiàn)狀

1.1國內(nèi)管道機器人研究與應用現(xiàn)狀

清華大學自主研發(fā)的下水道自動清淤機器人,適用于小400mm的管道,機器人本體采用四輪驅(qū)動的行走結(jié)構(gòu),以三相異步電機作驅(qū)動。在無障礙物的管道中行走時,功率為350~400w,速度為5.7~5.9m/min。在有淤泥沉積的管道內(nèi)行走時,平均速度為4.5m/min,機器人總功率有所增加,大約為400~500w。這種機器人運行較為穩(wěn)定,但會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。上海交通大學研發(fā)的履帶式管道機器人仿造履帶式車輛結(jié)構(gòu)原理,采用帶齒輪減速箱的直流伺服電機驅(qū)動。機器人帶有CCD圖像傳感器,由另一個電機控制CCD圖像傳感器運動。天津大學研制了一種履帶式可變結(jié)構(gòu)管道機器人,其主要結(jié)構(gòu)包括3個部分:本體模塊、收放線裝置模塊、控制模塊。本體模塊采用積木式變寬結(jié)構(gòu),以適用于不同管徑的管道作業(yè):收放線裝置模塊的主要功能是進行電纜的收放:控制模塊設計為兩種控制方式,一種是手動控制,另一種是用微機進行控制。廣州工業(yè)大學根據(jù)仿生學原理,研制了微管道機器人,由電磁力進行驅(qū)動,該機器人由前后兩個電磁線圈和前后兩個驅(qū)動器組成。兩個線圈通過通斷電使兩個驅(qū)動器做相應的吸合、放松動作,產(chǎn)生推力使機器人向前運動。

1.2國外管道機器人研究與應用現(xiàn)狀

美、英、法、日等國為滿足長距離油氣管道運輸、自動清理檢測的需求,相繼開展了管道機器人的研究,最初成果是研制了無主動力的管內(nèi)清理設備PIG,該設備采用活塞移動式機構(gòu)。RadioIocation公司研發(fā)的PearpointP600管道檢測機器人具有6個動力控制車輪,因此具有較大的牽引力和較強的機動性,可以在200m深的管道內(nèi)進行各種自動檢測。日本的福田敏男等研制了一種可通過L形管的檢測機器人,其行走機構(gòu)由頭部和本體兩部分構(gòu)成,本體的電機M1通過減速裝置帶動本體的4個驅(qū)動輪使機器人實現(xiàn)直線行走,電動機M2可以驅(qū)動頭部進行調(diào)整,引導機器人通過90●的彎管。

目前專用于電力電纜通道巡檢的智能機器人還未在電力行業(yè)得到應用。在機器人技術(shù)、通信技術(shù)與控制技術(shù)發(fā)展較為成熟的背景下,研究一種適用于電纜通道巡檢的智能機器人成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。

2一種蛇形智能巡檢機器人在電纜通道中的應用設想

由于電力電纜管道空間有限,情況復雜,要求智能機器人能靈活可靠地穿過地下管道,并能夠翻越管道內(nèi)的各種障礙物,能夠攜帶可見光攝像頭,完成拍攝任務,并能夠與地面站通信,將圖像傳回地面站,以便電力工作人員對機器人進行控制,順利完成巡檢工作。

現(xiàn)探索使用一種蛇形智能機器人進行配電網(wǎng)電纜通道的巡檢工作。蛇形智能巡檢機器人擁有多自由度特點,與自然界的蛇類一樣,可以實現(xiàn)平面上的二維運動和空間內(nèi)的三維運動,從而適應各種應用環(huán)境,特別適用于電纜管道狹窄、地形復雜的情況。

2.1蛇形智能機器人結(jié)構(gòu)

如圖1所示,蛇形智能機器人由HEAD關(guān)節(jié)、B0DY關(guān)節(jié)和TAIL關(guān)節(jié)三部分組成。HEAD關(guān)節(jié)是機器人的大腦,可以控制所有關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)一致運動,并裝有攝像頭,作為視覺系統(tǒng),可以獲取圖形信息,并可完成自主避障。B0DY關(guān)節(jié)由多個關(guān)節(jié)組成,可配合完成蜿蜒、伸縮等各種運動狀態(tài)。TAIL關(guān)節(jié)作為動力源,內(nèi)部裝有電池。

圖1蛇形智能機器人

2.2蛇形智能機器人的運動狀態(tài)

自然界的蛇常見的四種運動方式如圖2所示,蛇形智能機器人也可實現(xiàn)蜿蜒、行波、翻滾、扭轉(zhuǎn)、橫向伸縮、縱向伸縮等多種運動方式,可出色完成其他機器人難以完成的任務。

圖2蛇的運動方式

2.3蛇形智能機器人在電力電纜通道中的應用

蛇形智能機器人可以爬行進入電纜管道中,在干燥或潮濕等環(huán)境下,通過變換蜿蜒、行波、翻滾、扭轉(zhuǎn)等各種運動狀態(tài)在管道中翻越障礙物順利通行,并通過頭部的攝像頭獲取管道內(nèi)的圖像信息,將圖像信息通過無線通信方式發(fā)送到手機APP或PC終端進行顯示并存儲,操作人員通過設備終端與機器人通信,對機器人進行控制,順利完成電力電纜管道的巡檢工作。

3結(jié)語

雖然國內(nèi)外對管道機器人均有一定的研究與應用,但專用于電力電纜管道巡檢的機器人還未有報道。由于配電網(wǎng)電纜管道人工巡檢存在危險性高、任務重、準確率低等缺點,本文提出了使用蛇形智能機器人作為電纜管道巡檢工具的設想。蛇形智能機器人具備的體積小、動作靈活、運動狀態(tài)多樣等優(yōu)勢非常適用于電纜管道空間狹小、情況復雜的場合。蛇形機器人還可以通過無線通信方式與手機APP或PC終端等進行通信,以實現(xiàn)控制與信息存儲等功能。因此,蛇形智能機器人是一種可以應用于配電網(wǎng)電纜管道巡檢的有效工具。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫毥谦F公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關(guān)鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務能7×24不間斷運行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務中斷的風險,如企業(yè)系統(tǒng)復雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機 衛(wèi)星通信

要點: 有效應對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運營商 數(shù)字經(jīng)濟

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術(shù)學會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(shù)(集團)股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉