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基本信息

作品名称:
高压输电线路巡检机器人
大类:
科技发明制作A类
小类:
机械与控制
简介:

本作品在分析国内外高压输电线路巡检机器人研究现状的基础上,结合仿生学的设计方法和原理,对长臂猿的手臂结构和运动方式进行分析,建立了长臂猿的双臂结构仿生模型,提出了一种基于长臂猿手臂特点的仿生结构,解决了在不改造线路的情况下,自主跨越引流线这一国内外其他巡检机器人都无法攻克的难题,根据巡检机器人的工作环境及功能要求,对巡检机器人的本体结构进行了详细设计,利用ADAMS分析软件,对高压输电线路巡检机器人越障的典型工况进行了运动学建模与仿真分析,验证了机器人越障过程的合理性以及机械结构的可靠性。提出了基于双ARM主副热备份互启动控制技术的机器人控制系统。集成了多重容错技术,提高了系统的稳定性与可靠性。建立了多传感器的信息融合规则和状态检测比对与容错方法,从而提高了控制系统的响应效率和容错可靠性,实现了高压输电线路巡检机器人的全程自主越障巡检作业。

详细介绍:

1作品创新点
(1)基于长臂猿类仿生运动特征,建立长臂猿仿生机构,设计出仿生手臂及手掌开合机构,解决了现有巡检机器人无法跨越引流线、需要对线路上障碍进行改造的难题,简化了结构,减轻了重量。
(2)基于多传感器信息融合容错技术,智能识别障碍类型,采用电机驱动并行控制策略,实现高效率的自主越障;综合应用软硬件抗干扰设计,创新性的使用双CPU冗余复位控制技术,实现输电线路不断电情况下,稳定高效的自动巡检,确保了控制系统的安全性和可靠性。
2作品应用和推广前景
机器人被列为十大战略支柱产业之一。国家工信部出台了《关于推进工业机器人产业发展的指导意见》,明确到2020年,形成较为完善的工业机器人体系;中央经济工作会议明确提出,要着力推动传统产业向中高端迈进等一系列国家政策的出台,给机器人产业发展提供有力的政策支撑,使机器人行业得到了新一轮“爆发式增长”,成为制造业升起的璀璨新星。另外随着国内人力成本的增加,给机器人产业带来了快速发展的机遇与挑战,高压输电线路巡检机器人完全能够代替人工完成线路维护、线路环境清洁、搭载作业工具等工作,具有很大的市场推广前景。
该机器人采用锂电池进行供电,无污染物排放,符合国家绿色产品制造的发展方向与政策。该产品通过优化机器人的越障过程与动作协调,对机器人伸缩、摆臂、手臂开合和机器人制动等操作过程都进行了认真分析与设计,综合应用电机并行控制策略,不仅极大提高了机器人的越障效率,同时减小了机器人的功率损耗,达到了节能减排的效果。
2016年8月,应南方电网合作邀请,本团队开发了能够在220kV 架空输电线路现场环境正常运行的高压输电线路巡检机器人。该技术已经申请专利4项,授权2项,实质审核2项,并已形成技术转让,产生经济效益22.6万元。
本机器人在山东景阳智能机器人有限公司进行市场推广及应用示范。经用户反映深受市场欢迎,具有较好的市场推广前景。
近年来,我国国民经济持续高速发展,基础建设投资增加,国家对社会的可持续发展愈加重视,可以预见对高压输电线路巡检机器人的应用将带来市场增长的机会。高压输电线路巡检机器人高效安全、自动化程度高的显著优点引起了国家有关部门的高度重视,可以说高压输电线路巡检机器人正处于生命周期的成长期,未来发展前景十分广阔。

获奖情况:

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