智能验电与装设接地线机器人技术与系统研究.pdf

1、研究背景 停电、验电、装设接地线是电力施工、检修和维护中保证电力作业人员的安全技术措施。目前这些常规的电力作业安全措施均由人工完成，人工攀爬水泥杆塔作业，不仅耗时、耗力，而且具有危险性。验电器产品类型 接触式之一：直杆式触头 易于检测垂直面的导体 侧面、背面、曲面的导体的检测较困难非接触式：紫外验电仪 非接触 基于紫外脉冲检测 低电压等级线路检测效果不好研究背景接地线产品类型 普通脱扣式 可能由于导线振动而引起接地线与导线的脱离双舌挂钩式 灵活方便 可通过弹力自动调节贴合度鸭嘴式 连接可靠 需旋转手柄 挂设时间较长移动挤压式 操作简便 较重 一般用于挂设在汇流排上研究背景验电及接地作业的自动化

2、装置 配网带电作业机器人作业现场无人机进行验电作业宁波供电局亿嘉和机器人陕西华安电力研究背景l安全隐患大；l劳动强度大；l作业效率低。l 安全性高；l 降低劳动强度；l 作业效率高。机器人作业：人工作业：研究背景智能验电与装设接地线机器人系统 突破突破和解决利用机器人沿高压配电线路水泥杆塔爬行与作业的关和解决利用机器人沿高压配电线路水泥杆塔爬行与作业的关键技术键技术，研制智能验电与装设接地线机器人样机系统研制智能验电与装设接地线机器人样机系统，为最终实现机，为最终实现机器人验电和接地线作业奠定基础器人验电和接地线作业奠定基础。研究目标：委托单位：云南电网有限责任公司电力科学研究院云南电网有限责

3、任公司电力科学研究院根据高压配电线路验电、接地线作业的任务需求、配电线路非结构环境特点，结合沿杆塔爬行与作业机器人技术特点，研制智能验电与装设接地线机器人。机器人系统组成机器人系统组成智能验电与装设接地线机器人系统现场试验机器人系统 机器人系统组成机器人系统组成智能验电与装设接地线机器人系统智能验电与装设接地线机器人地面基站机器人本体爬杆移动单元作业机械臂 现场试验现场试验玉溪现场实验普洱现场实验智能验电与装设接地线机器人系统 基于杆塔环境约束的机构分析配网电杆智能验电与装设接地线机器人系统三维环境建模 基于杆塔环境约束的机构分析智能验电与装设接地线机器人系统作业需求轻质小型灵敏精准高负载比高

4、刚度重载机器人机构大空间/体积比人工作业机构设计 基于杆塔环境约束的机构分析智能验电与装设接地线机器人系统移动机构作业机械臂验电与装设接地线作业机器人机构基于基于作业空间和避障要求的操作臂构型分析作业空间和避障要求的操作臂构型分析 针对10kV配网线路的环境特点和需求，开展验电 及接地线机器人操作臂的构型对比分析和尺度综合研究，设计适应线路作业需求的机器人操作臂。环境建模智能验电与装设接地线机器人系统 基于杆塔环境约束的机构分析操作臂三维设计智能验电与装设接地线机器人系统验电与装设接地线工具机械臂基于基于作业空间和避障要求的操作臂构型分析作业空间和避障要求的操作臂构型分析 基于杆塔环境约束的机

5、构分析 适应强电磁场环境的机器人控制系统设计 高压配电线路移动与作业机器人由机器人本体控制器和地面基站组成。机器人本体与便携式控制器之间可进行无线通信，机器人与地面基站之间可进行数据和图像的无线传输。地面基站机器人控制器智能验电与装设接地线机器人系统 适应强电磁场环境的机器人控制系统设计操作臂操作臂运动运动控制与视觉引导控制与视觉引导运动控制运动控制状态信息监测与报警状态信息监测与报警图像显示图像显示智能验电与装设接地线机器人系统 基于机器人视觉伺服的定位系统研究末端夹爪定位：视觉观察目标：搭接环/线缆解决方案：基于线结构光的夹爪定位视觉测量坐标系与搭接环目标坐标系智能验电与装设接地线机器人系统视觉处理子系统系统结论与展望玉溪现场实验 下阶段将对智能验电与装设接地线机器人系统进行工程化完善设计，通过在10kV配网场合的实际应用，进一步提高其可靠性与实用性，同时开展装置的产业化推广应用工作。机器人系统