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变电站自动挂接地线作业平台研究与应用

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成果主要完成人

付 渊、李 巍、肖 宁、田月炜、韦佳钰、邹文强、杨明波、郝越峰

项目概况

针对变电站挂(拆)接地线作业实际需求,研发了一套适用于550kV及220kV电压等级的自动挂接地线作业装置,包含变电站非结构复杂路况的移动作业平台、自动挂接地线升降作业平台、多自由作业机械臂、专用挂接(拆)地线作业工器具和基于激光、视觉、位移等传感器信息融合的智能控制系统等。此装置能够代替作业人员高效完成变电站挂(拆)地线作业任务。降低了安全生产的风险,提高了劳动生产管理水平。既保证作业人员的人身安全,降低劳动强度,又提高变电站智能化作业水平及安全生产管理水平,对国民经济和社会稳定具有十分重要的意义。 (1)开展适合复杂路况的机器人工程化研究。提出了变电站设备维护全地形移动作业平台实用化架构,能够自带动力跨越沟道、电缆沟盖板、路牙台阶,克服了因变电站站内设备密集、设备区地形复杂、地面平整度差等非结构化环境影响,实现机器人在变电站室外道路和设备区内无障碍移动作业。 (2)研制了一种适合变电站挂接地线作业的多自由机械臂。根据挂(拆)地线作业工艺和作业空间要求,开展多自由度机械臂动力学、运动学建模及协调控制技术研究,突破机械臂本体设计、伺服控制系统设计及主从控制技术等关键技术,通过CAD、CAE软件设计、分析与优化后,达到机械臂的动力学参数、运动学参数和机械结构的最优化。 (3)研制适合机器人夹持的专用挂(拆)地线带电作业绝缘工器具。对现有作业工器具和连接金具进行改造和升级,开展机器人自动挂拆地线适用性和实用性研究,突出轻便、灵活、高效的特点。适应设备端挂(拆)地线位置要求,实现遥控或自动悬挂地线和拆取地线作业。 (4)开展基于多传感器信息融合的智能控制系统研究。提出了集超声测距、视觉识别、激光检测与一体的多传感器融合检测技术,通过对激光、视觉等传感器数据的融合分析,实时获取作业环境及作业对象的位置信息,实现变电站挂拆地线作业机器人安全在线检测技术,确保作业人员人身安全和机器人、作业设备安全可靠运行。