科创中国
智能变电站带电检修机器人控制系统研制
发布时间: 2021-12-06
基本信息
合作方式：
合作开发
成果类型：
新技术
行业领域：
新一代信息技术产业,信息传输、软件和信息技术服务业
成果介绍
"本项目针对智能变电站内带电作业需求，从等电位带电作业形式出发，研制一种能够适应智能变电站隔离断路器检修任务的带电作业机器人控制系统，隔离断路器带电检修机器人替代基于绝缘操作杆的人工作业方式，将视觉辅助远程快速定位技术与机械手臂结合，使用强电磁场环境下无线遥控与通讯技术，实现远程控制机器人带电操作，对配套新型连接金具的隔离断路器进行检修维护。主要的研究内容如下所示。 （1）带电检修机器人控制系统总体架构研究 为了实现带电检修机器人在智能变电站内替代绝缘操作杆的人工作业方式，带电检修机器人平台划分为三个部分：用于人工远程操控的“操作台”；用于实现设备行走和升降功能的“移动平台”；用于实现核心功能（金具拆卸/安装）的“操作平台”。其中控制台用于远程遥控控制带电作业机器人平台的行走、升降功能；移动平台实现平台的行走、调平、升降等功能；操作平台用于实现金具的自动拆装等。如何搭建三个平台的控制系统架构是主要的研究内容之一。 （2）带电检修机器人移动平台导航系统的设计 带电检修机器人进行带电检修操作时，需要保证隔离断路器检修点在上平台机器人的工作空间范围内，因此对带电检修移动机器人平台停靠的范围提出了要求。首先确定系统的总体方案，对导航系统核心传感器进行选型，设计相应的数据解析软件，并进行测量误差的分析。然后建立移动平台履带车的数学模型，包含转向运动学，导航过程运动学、动力学分析，并设计导航控制器。最后对该算法进行仿真，模拟多种地形进行仿真，得出相应结论，用于指导实际带电检修操作。 （3）带电作业检修机器人操作端远程控制方案研究 带电检修机器人在进行金具拆卸和安装的过程中处于高空位置，周围被高压电线包围。传统控制机器人的方式（示教编程、离线软件编程）等不能将机器人的控制完全集成到上位机控制系统中，故无法远程清楚错误。另外，为了实现隔离断路器新型金具的拆卸和安装，还需要研究远程快速定位系统，实现金具的准确拆装，故进行机器人操作端远程控制方案的研究是主要内容之一。 （4）机器人网络通讯系统的设计 平台的通讯系统的稳定性和实时性直接影响到数据传输的可靠性和安全性，进而直接影响到带电检修的安全性。带电检修机器人控制系统包含三部分：控制台、移动平台控制系统、操作平台控制系统。远程控制台对移动平台以及操作平台的控制主要通过数据通讯传输控制指令，移动平台控制系统与操作平台控制系统之间也需要进行数据交换，故需要设计三个子系统之间的数据传输方式，其中包括硬件和软件两部分。带电检修工位处的高电压以及拆装金具拉弧所产生的强电磁场也会对内部的通讯系统以及控制信号产生影响，故设计高稳定性和高可靠性的通讯系统也是项目的主要研究内容之一。"
成果亮点
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