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一种架空导线巡检机器人的运动控制系统

2021-01-27李松涛甄富帅宋光明陈大兵

仪表技术与传感器 2020年12期

黄 强,李松涛,高 源,甄富帅,宋光明,陈大兵

(1.国网江苏省电力有限公司电力科学研究院,江苏南京 211103;2.东南大学仪器科学与工程学院,江苏南京 210096)

0 引言

在高压输电线路中,架空输电导线长期暴露在野外,容易出现腐蚀、断股等损伤。为保证电网的正常运行,需要定期对线路进行巡检,从而确保供电线网的可靠性[1]。目前,电力巡检传统的2种形式是人工巡检和直升机巡检[2]。人工巡检主要通过肉眼、望远镜等进行,效率较低且容易出现遗漏。直升机巡检效率较高,但是其成本高,且准确度较低。

移动机器人技术的发展,使得采用机器人进行导线巡检工作成为可能。经过10多年的研究,架空输电导线巡检机器人技术日渐成熟,比较有代表性的有加拿大魁北克水电研究院研制的LineROVer[3]和LineScout[4],日本东京电力公司研制的Expliner[5]等。

巡检机器人的主要工作是排查输电导线受到的损伤,并对损伤处进行定位,方便电力部门进行维修。为此,机器人应具有较高的可靠性、运动精度和相对定位能力,这对于完成巡检任务十分重要。本文设计了一种用于架空输电导线巡检机器人的运动控制系统,系统中通过工控机进行巡检动作规划,使用基于STM32的底层控制板进行电机控制,将S型加减速控制算法引入设计中,减小了实际运行中可能出现的冲击。实验验证表明,该系统具有较高的运动精度与定位精度,能够满足架空输电导线巡检机器人的工作要求。

1 运动控制系统整体结构

巡检机器人运动控制系统的整体结构如图1所示,主要包括地面的远程控制终端和机器人本体上的运动控制器2部分。……

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