Sjálfstætt skoðunarvél fyrir 110kV flutningarskýrslur: Hönnun og framkvæmd þriggja arms hengdra kerfis

Ítreka

Til að takast á við inbyggðum takmarkanir mannværra skoðana og loftgönguskemmtingar fyrir háspennuframlög, kynni þessi tillaga sjálfvirk skoðunarrobot sem er sérstaklega hönnuður fyrir 110 kV rafmagnsleiðir. Með nýsköpunarlegri þrjár-arma hengdri verkstæðingu hefur robotinn samþætt sjálfvirk krúfning, flóknari hindranavigeringu, rauntíma orkurafhendingu og margfaldar villuleit. Hann ætti að auðvelda og hugbúnaðaraða leiðskoðun, bæta marktæklega bæði efnum og öryggis af grid virkjun og viðhaldi með því að draga niður kostnað.

I. Verkefnabakgrunnur og Markmið

1.1 Bakgrunnur: Údfordringar af Venjulegum Skoðanamötum

Háspennuframlög, sem eru stendur úti, eru áreiðanlegar til brotnaða og slitvega vegna mekaniskrar spennu, elektrískrar glimrunnar og efnavinna, þar sem reglulegar skoðanir eru nauðsynlegar. Núverandi aðferðir standa fyrir merkilegum flasapunktum:

• Mannvær Skoðun: Arbeidshungur, óeinkum, hæg risa og sterkt takmarkað af veðri og landformi.
• Drónaskemmting: Hæg virkniarkostnað, takmarkað líftíma, undir loftarstjórn og illu veðri, og erfitt fyrir næra brotadectektingu.

1.2 Markmið: Intelligenta Skoðanaleið

Þetta verkefni ætti að hönnuð sjálfvirk skoðunarrobot fyrir 110 kV háspennuframlög sem getur takað stað mannværra skoðana. Kjarna markmiðin eru:

• Virkni Sjálfstæð: Ná sjálfvirka krúfning og nákvæm hindranavigering (til dæmis, yfir gert víbradempingar og klampar) á framlögum.
• Intelligent Greining: Sameina sjónar- og infraröðursensar til að sjálfvirkt greina og leita eftir venjulegum villum eins og brotnaða.
• Orku Sjálfsendi: Nota ósamþætta índuktíva orkurafhendingu til að fylla sjálf virkni, sem gerir mögulegt langt skoðun.
• Maximal Virkni: Mjög auka skoðunarefni og gögn reikjanlegt, með því að draga niður virkniarkostnað og öryggisrisa.

II. Kerntækni Lausnir

2.1 Nýsköpunarleg Verkstæðingu Hönnun: Hæg Færni og Stöðugleiki

• Heildarverkstæðing: Tekur við þrem-arma hengdri skipun sem sameinar förmum af mörgum hlutum skipta og hjól-arma samsetningu, jafnbært hæg hjólferðar efni og stöðugleika af inchworm-líka krúfning. Heildar vægi er um 29 kg.
• Keyrkompónent:
• Fljótarmar: Frám og aftarmar nota tvöfaldan fjórhornslag skipun, dreif af samtals 16 motorum, sem leyfir óháð eða samstarfskráður pítch ferð með bogi-hlöðug sömu skifta möguleika til að passa flóknar leiðskilyrði.
• Dreifingar eining: Notar hæg sterkur Swiss Maxon DC motorar með miðju-skiptu hjól, sem gefur sterkur hindranavigeringu (getur tekið yfir víbradempingar) og stigabil (venjulegt 60°, upp í 80° með bremsu).
• Bremsueining: Notar spira-spjót slide self-locking skipun til að efektivt komast að óþarfa skjálfta eða falla við hallaferð eða hindranavigeringu.
• Kinematískur Staðfesting: Inverse kinematics greining byggð á CCD iterative algoritmi; forsýnir sýna samþætting í bara 7 forsýnum, efektivt staðfesting robotins að geta náð flóknar skipun eins og yfir hengd klampar og 45° snúninga jumper.

2.2 Hierarchisk Intelligent Stjórnakerfi: Samþætta Sjálfstæð og Afstandsstjórnun

• Kerfi Skipun: Tekur við þrem-lag dreif stjórnakerfi (efstu jarðar stjórnunarskipun, miðju robot plan skipun, neðstu framkvæmd skipun), samstarfs af PC/104 verkakerfi tölvu og ATmega128AU mikrotolvi fyrir rauntíma ákvörðun og framkvæmd.
• Samblanda Stjórnun Skipun:
• Sjálfstæð Modus: Offline leiðskipun byggð á forsettar kennsla, sameinað við rauntíma sensor feedback fyrir fullkomlega sjálfvirk krúfning og hindranavigeringu.
• Afstandsstjórnun Modus: Í mjög flóknar umhverfi, jarðar starfsmenn geta gerð joint-level finna manipulering eða gefa macro-command via afstandsintervention, stuðla af HD mynd (25–30 Hz) send frá robotinum.
• Greiningar Einkenni: Ein leiðskoðun afstandi ≥ 2 km, meðalhraði ≥ 0,9 m/h, mynd send afstandi ≥ 2 km.

2.3 Online Induktíva Orkurafhending & Intelligent Orka Stjórnun: Ótakmörkuð Lífstaða

• Orkurafhending Prinsipp: Notar split-core straumtransformator til að indiktíva orkurafhending af magnettengslinu um háspennuleið. CT kjarni er gert af hágervirði jarn-bundið nanocrystalline alloy; optimað hönnun gerir hægt byrjunarströmu af 32 A.
• Orka Kerfi: Gefur stöðug rectified spenna; úttaksgjafi dækir strömulínur af 32 A til 10 kA. Uppsett með 24 V/12 A·h intelligent Li-ion battarak pakka notar þrjár stigi laddun algoritmi, með ofarhiti skydd fyrir öryggis, efni og lang líftíma.

2.4 Vélar sjón Hindranavigering: Nákvæm Leiðsök

• Greining Mál: Nákvæm greining á keyrðar hindranavigering eins og hengd klampar, bein lína jumper klampar, og snúninga jumper klampar.
• Algoritmi Flæði:
• Staðgreining: Grof staðgreining via sub-block grámynd greining, nákvæm greining af leiðskoðun með histogram jöfnun og threshold skipting.
• Einkenni Afturkalla: Afturkalla hindranavigering kontúr með morphological aðgerðir, greining á vinstra/hægri kantur halla sem flokkun einkenni.
• Greining: Notar fuzzy mynsturgreining algoritmi byggð á hæsta meðlimsskyldu prinsipp fyrir hraða og nákvæm hindranavigering gerð greining.
• Greiningar Einkenni: Ein mynd greining tími ≈ 108 ms; trúað greining á venjulegar hindranavigering, gefa rauntíma input fyrir hindranavigering ákvörðun.

2.5 Brotnaða Intelligent Greining: Nákvæm Villu Viðvörun

• Greining Prinsipp: Byggð á því að lokalaðar viðbótar motstandur og hitastig hækkun vegna brotnaða, notar infraröðursensor til að greina hitaröðursignali.
• Intelligent Greining Módel:
• Signali Breyting: Notar db4 wavelet base fyrir 6-lag dekomposition til að filtera noise og fokusera á frekvens band sem inniheldur villu einkenni.
• Einkenni Afturkalla: Innleiðir wavelet energy entropy til að karakterísera signali flóknar, sameinað við peak-to-peak gildi af detail components, formar 4-dimension einkenni vektor.
• Greining Ákvörðun: Notar 3-lag BP neural net fyrir greining. Forsýnir staðfesting sýna 100 % rétt á prófprófum og 98 % online greininga árangur.

III. Lausn Einkenni Samruni

• Hæg Tilpassun: Þrem-arma fljótarmar skipun gefur flott hindranavigering og landform tilpassun.
• Hæg Sjálfstæð: Samblanda stjórnun kerfi gerir mögulegt langt sjálfvirk skoðun með afstandsintervention möguleika.
• Lang Lífstaða: Nýsköpunarleg online orkurafhending losar grundvallarlega líftíma takmarkanir.
• Nákvæm Greining: Sameining af málsjónar og infraröður thermography með intelligent algoritmi tryggir hæg villu-greiningu nákvæmni.
• Öryggis og Ekonomiska: Taka stað mannværra verka, draga niður öryggisrisa og langtíma virkniarkostnað.

IV. Núverandi Takmarkanir og Framtíðarhorf

4.1 Núverandi Takmarkanir

• Þarf ennþá minnst mannværa aðstoð í mjög flóknar leiðskilyrði.
• Möguleiki á aukin optimering af verkstæðingu stærð og hindranavigering slag til að gera mun kompakta hönnun.
• Orka kerfi byrjunarströmu er ennþá hæg, takmarka notkun á mjög lág hleðslu leiðum.
• Núverandi villu greining gerðar eru aðallega fokusaðar á brotnaða; valmynd af greinanlegar villur geta verið aukað.

4.2 Framtíðarhorf

• Verkstæðingu ljósveiting og balance optimering til að auka hindranavigering efni og stöðugleika.
• Sameining af multi-sensor leiðsök til að auka staðgreining og umhverfi skoðun nákvæmni.
• Optimering af orkurafhendinga rás til að draga niður byrjunarströmu og auka notkunarranga.
• Valmynd af villu greining library til að innihalda villur eins og skemmdir isolators og mótmæling.
• Auka robotins trúverðni, auka verklegt skydd (til dæmis, dustproof, vatnsvott, og EMC förm).