110кВ трансмиссиya линиялари учун мустақил текширув роботи: уч кронштейнли ўрнатилган системанинг ишлаб чиқаруви ва амалга оширилиши

Matn

Yuqori voltajli elektr chiqarish liniyalari uchun qo'lyozma tekshiruv va havayulagich orqali o'rganishning zamonaviy cheklovlarni hal qilish maqsadida, bu taklif 110 кV elektr chiqarish liniyalari uchun maxsus dizaynlangan avtomatlashtirilgan tekshiruv robotini kirib keltiradi. Innovatsion uch qolli asbobli struktura bilan ta'minlangan robot, avtomatik yurish, engellarni o'tish, onlayn energiya to'plash va bir nechta xato tahlillarini birlashtiradi. Bu, liniya tekshiruvinin avtomatlashtirilishini va intellektualizatsiyasini maqsad qilib, tarmoq ishlash va xavfsizligining samaradorligini nihoyat ancha oshirish, shuningdek xarajatlarni kamaytirishni kutmoqda.

I. Loyiha orzusi va maqsadlari

1.1 Orzu: Aniqlik usullarining muammolari

Yuqori voltajli elektr chiqarish liniyalari, doimiy ravishda tashqi mohitga ochiq bo'lganligi sababli, mexanik tezish, elektr energetik sinovlar va material eshitishi sababli qopqiriqlar va ishlab chiqarish kabi kamchiliklarga omil bo'lib, doimiy tekshiruv talab qilinadi. Joriy usullar odatda katta qutilardagi cheklovlarga ega:

• Qo'lyozma tekshiruv: Ishchilar miqdoriga bog'liq, nisbatan samarabezsiz, o'g'ir xavf ostidagi va havo-havo va maydon sharoitlari tomonidan ko'ra juda cheklanadi.
• Havayulagich orqali o'rganish: Yuklanish miqdoriga bog'liq, faoliyat davri cheklangan, havo bo'lg'a nazorati va salbiy havo sharoiti, yaqin masofadagi kamchiliklarni aniqlash uchun murakkab.

1.2 Maqsadlar: Aqliy tekshiruv varianti

Bu loyiha 110 кV yuqori voltajli elektr chiqarish liniyalari uchun avtomatlashtirilgan tekshiruv robotini rivojlantirish maqsadida mo'ljallangan. Asosiy maqsadlar quyidagilardan iborat:

• Funksional mustaqillik: Liniyalarda avtomatik yurish va moslash (masalan, titrebish damperlari va klemmalarni o'tish) ni bosqichma-bosqich amalga oshirish.
• Aqliy aniqlash: Kozli va infrakras sensorlarni integratsiya qilish, qopqiriqlar kabi tipik xatolarni avtomatik ravishda aniqlash va tahlil qilish.
• Energiya mustaqilligi: Onlayn energiya to'plash uchun kontakt yo'q induksiya energiyasini ishlatish, uzoq masofadagi tekshiruv uchun.
• Samaradorlikni maksimal qilish: Samaradorlik va ma'lumotlar aniqlikini juda ancha oshirish, shuningdek ishlab chiqarish xarajatlari va xavfsizlik xavflarini kamaytirish.

II. Asosiy texnik vositalar

2.1 Innovatsion asbobli struktura dizayni: Yuqori mobil va barqarorlik

• Umumiy struktura: Uch qolli asoslangan konfiguratsiya, bir nechta segmentlar ajratilgan va g'ildirak-kol kompozitsiya mekanizmlarining afzalliklarini birlashtiradi, g'ildirak harakatining samaradorligi va inchworm-ko'nikuvchi aralash harakatining barqarorligini barqarorlashtiradi. Umumiy vazni 29 кg ga tengdir.
• Asosiy komponentlar:
• Qonchoq kol: Oldingi va orqa kol, ikki qator empat-bar linkage mekanizmi orqali, umumiy 16 motordan foydalanib, moslash uchun mustaqil yoki hamkor pitch harakatini, kompleks liniya holatlariga moslash uchun bog'liqlik-nimkonlik satrasi o'tish imkoniyatini ta'minlaydi.
• Haydavchi birlik: Kuchli Swiss Maxon DC motorlari va markaziy ajratilgan g'ildiraklar, kuchli engellarni o'tish imkoniyatini (titrebish damperlarni o'tish) va ko'targilish (odatda 60°, 80° braking bilan) ta'minlaydi.
• Braking birlik: Spiral-chank slider o'z-o'ziga yangilash mekanizmini ishlatadi, egri bo'lganda yoki engellarni o'tishda tesadufiy siljish yoki tortishdan himoya qilish uchun.
• Kinetika tasdiqlashi: CCD iterativ algoritmi asosida invers kinetika tahlili; simulatsiyalar 7 ta iteratsiyada yig'ilishni ko'rsatadi, robotning klemmalarni o'tish va 45° burilish jumperlar kabi murakkab pozitsiyalarni amalga oshirish qobiliyatini samarali tasdiqlaydi.

2.2 Hierarxik aqliy boshqaruv tizimi: Siziqsiz mustaqillik va masofaviy boshqaruv

• Tizim arxitekturi: Uch qavatli tarqalgan boshqaruv strukturasini (yuqori yerga boshqaruv qavati, o'rtacha robot rejasini tuzish qavati, pastki bajarish qavati), PC/104 sanoat kompyuteri va ATmega128AU mikrokontrolleri orqali real vaqtli qarorlar va bajarish uchun moslashadi.
• Arnavut boshqaruv strategiyasi:
• Mustaqillik rejimi: Avvalo sozlangan ma'lumotlar bazasiga asoslangan offline yo'nalish rejasini, real vaqtli sensor feedback bilan birlashtirish, to'liq avtomatik yurish va engellarni o'tish.
• Masofaviy boshqaruv rejimi: Judai murakkab maydonlarda, yerga operatorlari robottan o'tkaziladigan HD video (25-30 Hz) yordamida biriktirish darajasidagi tanlov yoki masofaviy intervensiya orqali umumiy buyruqlar berish imkoniyatiga ega.
• Natijalar: Bitta tekshiruv masofasi ≥ 2 km, o'rtacha tezlik ≥ 0.9 m/saat, rasm uzatish masofasi ≥ 2 km.

2.3 Onlayn induksiya energiya to'plash & aqliy energiya boshqaruv: Cheksiz faoliyat davri

• Energiya to'plash printsipi: Yuqori voltajli elektr chiqarish liniyasining magnit maydonidan energiya to'plash uchun split-core tok transformatoridan foydalanadi. CT yadro, yuqori permeabilitetli demir asosli nanokristallik legiradan tayyorlangan; optimallashtirilgan dizayn 32 A ni past boshlash toki orqali amalga oshiriladi.
• Energiya tizimi: Barqaror to'g'rilangan voltajni ta'minlaydi; chiqish quvvati 32 A dan 10 kA gacha bo'lgan liniya tokini qamrab oladi. 24 V/12 A·h aqliy litium-ion batareya paketi bilan to'plash uchun uch qavatli to'plash algoritmi, xavfsizlik, samaradorlik va uzun xizmat muddati uchun yuqori harorat himoyasi bilan jihozlangan.

2.4 Mashinka vizual engel tan olish: Aniq navigatsiya

• Taniqlash ob'ektlari: Klemmalar, to'g'ri chiziqli jumper klemmalar va burilish jumper klemmalar kabi asosiy engellarni aniq belgilaydi.
• Algoritm jarayoni:
• Belgilash: Sub-block grayscale tahlili orqali kasr belgilash, histogram equalization va threshold segmentation orqali elektr chiqarish liniyasini aniq belgilash.
• Xususiyliklarni ajratish: Morfolojik operatsiyalar orqali engel konturlarini ajratish, chap/o'ng tomon qiyinchiliklarini tahlil qilish.
• Taniqlash: Maksimum a'zolik printsipi asosida fuzzy pattern recognition algoritmi orqali tez va aniq engel turini aniqlash.
• Natija: Bitta rasmni ishlash vaqti ≈ 108 ms; odobiy engellarni ishonchli ravishda aniqlaydi, engellarni o'tish qarorlariga real vaqtli kirishni ta'minlaydi.

2.5 Qopqiriqlar aqliy tahlili: Aniq xato ogohlantirishi

• Aniqlash printsipi: Qopqiriqlar tufayli joylashuvli qarshilik va harorat o'sishiga asoslangan, infrakras sensor orqali termal radiatsiya signalini aniqlaydi.
• Aqliy tahlil modeli:
• Signal ishlash: db4 wavelet base orqali 6-qavatli dekompozitsiya qilish, sarflar bandlarini filtrlash va xato xususiyatlarini o'z ichiga oladigan chastotalar bandlariga e'tibor qaratish.
• Xususiyliklarni ajratish: Wavelet energy entropy orqali signal murakkabligini belgilash, detail komponentlarning peak-to-peak qiymatlari bilan 4-o'lchamli xususiylik vektoriga aylanish.
• Tahlil qarori: 3-qavatli BP neural tarmog'i orqali tahlil qilish. Test namunalarida 100% aniqlik va 98% onlayn aniqlash muvaffaqiyat darajasi.

III. Yechim afzalliklari xulosa

• Yuqori adaptivlik: Uch qolli qonchoq strukturasi, engellarni o'tish va maydon sharoitlariga yaxshi moslashish.
• Yuqori mustaqillik: Arnavut boshqaruv tizimi, masofaviy intervensiya imkoniyatiga ega bo'lgan uzoq masofadagi avtomatik tekshiruvni ta'minlaydi.
• Uzoq faoliyat davri: Innovatsion onlayn energiya to'plash fundamental ravishda faoliyat davri cheklovlarni hal qiladi.
• Aniq aniqlash: Mashinka vizual va infrakras thermografiya, aqliy algoritmlar bilan integratsiya qilish, yuqori xato aniqlash aniqlikka ega.
• Xavfsiz va ekonomik: O'g'ir xavf ostidagi qo'lyozma ishni almashtirish, xavfsizlik xavflarini va uzoq muddatli ishlab chiqarish xarajatlarni kamaytirish.

IV. Hozirgi cheklovlari va kelajak perspektivalari

4.1 Hozirgi cheklovlari

• Juda murakkab liniya maydonlarda minimal qo'lyozma yordam talab qilinadi.
• Mekhanizm hajmi va engellarni o'tish masofasini yanada optimallashtirish uchun kompaktni qilish.
• Energiya tizimining boshlash toki hali ham nisbatan yuqori, juda past yukli liniyalarda qo'llanish cheklovlari.
• Hozirgi xato aniqlash turlari asosan qopqiriqlar bo'lgan, aniqlash mumkin bo'lgan xatoliklar orasini kengaytirish.

4.2 Kelajak perspektivasi

• Mekhanizmni ozroq qilish va balansni optimallashtirish, engellarni o'tish samaradorligini va barqarorligini oshirish.
• Bir nechta sensorli navigatsiya integratsiyasi, belgilash va maydon sharoitlarini aniqroq hisobga olish.
• Energiya to'plash shemasi optimallashtirish, boshlash tokini yanada pasaytirish va qo'llanish orasini kengaytirish.
• Xato tahlil kutubxonasini isolatorlarni buzish va tashqarilash kabi xatoliklarni kengaytirish.
• Robotning ishonchli holatini oshirish, sanoat darajadagi himoya (masalan, tozga, suvga qarshi, EMC imkoniyatlari) ni oshirish.