机器人控制系统

通过巡检机器人进行变电站二次设备的监测是提升电力设备自动化、智能化管理的重要方式，有利于保障电力工程设备的安全运行。文中开发了一种用于变电站二次设备自动化巡检的Mecanum轮式全向移动机器人，其具备自主导航定位与作业辨识的能力，可极大提升设备巡检效率及保护压板状态识别准确性。通过Mecanum轮的驱动方式实现巡检机器人在狭窄作业环境下的灵活运动与姿态调整，通过多轨道升降平台实现对350~1 800 mm高度范围内的二次设备及压板的图像采集与状态辨识。机器人采用基于激光雷达的即时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)导航方法进行自主定位导航，并结合基于视觉的路径提取与跟踪算法进行姿态位置修正，实现在待测点位置的精确定位。同时，提出了基于颜色辨识的图像排列与状态辨识方法，针对二次设备保护压板连通状态进行识别和判断。实验结果表明，研制的变电站二次设备巡检机器人可以实现自主导航与位置精确定位，在路径跟踪过程中最大偏角和偏距分别为±3°和±8 mm。结合机器视觉与颜色辨识的压板辨识方法可以准确识别压板状态，识别准确率大于95.80%，有助于提升机器人自动化的电力巡检作业水平。

针对变电站内220kV、110kV电流互感器和断路器SF6气体泄漏检测的实际问题，开展变电站电流互感器及断路器漏气带电检测机器人技术与系统研究，重点突破变电站非结构环境下移动本体设计，轻质、高刚度和灵活作业的操作臂设计，地面绝缘传送云梯研制开发，适应强电磁场环境的机器人控制系统设计，适应强电磁场环境的SF6定量检漏仪研制开发，多传感器融合的自主作业方法研究，基于机器人视觉伺服的定位系统研究等关键技术，研制出变电站电流互感器及断路器漏气检测机器人样机系统，开展漏气检测实验研究与作业规程研究。通过本项目研究，提高变电站电流互感器及断路器漏气检测作业的安全性、检测质量和作业效率，降低劳动强度，实现变电站电流 互感器及断路器漏气检测的自动化作业。