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变电站智能机器人的设计与实现

【摘要】:随着机器人技术的快速发展,机器人代替人工参与社会劳动开始成为热门的研究课题,例如用于变电站内无人值守的智能机器人,就是饱受关注的研究方向。由于国内的各变电站规格不统一、环境复杂,如何合理的对机器人进行设计就成了机器人设计时的关键所在。例如,变电站内部相差较大,智能巡检机器人如何应在巡检时保证行驶路线合理,此外机器人还需要完成采集设备温度、识别设备状态、检测自身电量、传输数据等工作。基于机器人的设计目标,本文研究的主要内容有:首先,本文在阅读大量文献的基础上,对国内外的变电站智能机器人系统组成进行了对比分析,进而讨论了变电站智能机器人的主要功能需求,设计并提出了机器人的系统架构、关键技术实现方案以及硬件和软件设计,给出了系统总体设计图。其次,为了满足机器人在变电站内运行的可靠性,本文将机器人进行模块化拆解,详述了变电站智能机器人系统机械结构和功能、各部件的选型及其主要技术参数的获取。其中,重点对智能机器人的结构、重点技术的实现过程进行了阐述。然后,对系统的控制系统软件进行了设计,系统软件结构采用客户端/服务器模式,具有良好的人机交互界面。系统的软件控制主要完成对机器人的行为、监控控制,此外,还介绍了智能机器人的自动充电系统、红外图像识别、导航定位系统的控制过程。最后,为了验证所提智能机器人的性能良好程度,在权威机构的配合下,本文进行了大量的试验调试和修正,最终使变电站智能机器人系统达到了预期的功能要求,各项性能表现良好,达到国内水平,运行非常安全可靠。现在,本文所设计的变电站智能机器人已经通过了各现场的测验,成果取得用户单位的验收。由于其安全可靠,成本较低,显著降低了运行维护人员的劳动量而且维护比较方便,已准备在本溪地区各小型变电站进行推广。

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