风力发电机舱巡检机器人研究与设计
发布时间：2021-10-15 18:27
随着我国新能源产业迅猛发展,风力发电规模在日益扩大,电力巡检逐渐成为保障风力发电机正常运行的关键点。由于风机地理位置分布广散且偏僻,运维人员检修时存在安全隐患问题,传统的人工巡检只能在风机停机时进行工作,这会导致采集的电气设备数据存在延迟性同时因为风机停机也会造成经济效益损失。随着科技的发展,传统的人工巡检方式难以满足风机准确、实时、高频率的电力设备巡检要求。因此,设计出风力发电机舱巡检机器人来代替人工巡检,采用机器设备自动巡检可以提高巡检效率,保证巡检质量和保障电力稳定生产供应。本课题设计开发了一款风力发电机舱巡检机器人,工作人员可对该系统采用自动或远程操控的方式来完成风机电力巡检任务。课题主要研究内容如下:首先,通过分析国内外电力自动巡检机器人的功能需求和发展现状,提出了风机巡检机器人的整体设计结构。基于此设计结构基础上,将整个巡检系统分为三部分。其中,上层为监控后台,中间层为通信系统,下层为巡检机器人本体。其次,在硬件设计上,系统主控制器芯片采用STM32,设计电机驱动模块、编码器模块、电源转化模块、通信模块、存储等模块完成机器人本体的运动控制,并结合电力载波技术与监控后台通信。...
【文章来源】：南京林业大学江苏省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
山东鲁能智能公司的轨道式巡检机器人Fig.1-1OrbitalinspectionrobotofShandongLunengIntelligentCompany
32016年，亿嘉和科技股份有限公司设计的轨道式巡检机器人先后应用于多个变电站，该机器人可实现测量局部温度、指示灯状态识别等功能。图1-2亿嘉和室内巡检机器人Fig.1-2Yijiaheindoorinspectionrobot2019年，深圳朗驰欣创科技股份有限公司设计的巡检机器人成功应用于昆明松茂隧道。该套巡检机器人系统在自主巡航模式下可以实现对隧道内重要位置进行巡检。机器人依靠轨道运行方式，通过搭载网络高清摄像头及红外热成像仪将采集的现场图像和视频传送至监控后台，实现隧道实时监控以及红外热成像诊断功能。图1-3深圳朗驰隧道巡检机器人Fig.1-3ShenzhenLangchiTunnelInspectionRobot目前巡检机器人设计普遍存在一个弊端，即在不同巡检环境下其通用性差。例如同样规格的红外和可见光摄像头在不同工作环境下采集数据效果不同，这会给后期图像识别带来难度。其次，机器人设备仪表在模块化、可拓展性、可靠性等方面还需要进一步提升，这对巡检任务灵活调度和对外接口标准都有积极意义。风机巡检机器人在今后设计中需要解决此类关键问题，才能成为风机标准的巡检工具，成为风机智能巡检的重要依托。
32016年，亿嘉和科技股份有限公司设计的轨道式巡检机器人先后应用于多个变电站，该机器人可实现测量局部温度、指示灯状态识别等功能。图1-2亿嘉和室内巡检机器人Fig.1-2Yijiaheindoorinspectionrobot2019年，深圳朗驰欣创科技股份有限公司设计的巡检机器人成功应用于昆明松茂隧道。该套巡检机器人系统在自主巡航模式下可以实现对隧道内重要位置进行巡检。机器人依靠轨道运行方式，通过搭载网络高清摄像头及红外热成像仪将采集的现场图像和视频传送至监控后台，实现隧道实时监控以及红外热成像诊断功能。图1-3深圳朗驰隧道巡检机器人Fig.1-3ShenzhenLangchiTunnelInspectionRobot目前巡检机器人设计普遍存在一个弊端，即在不同巡检环境下其通用性差。例如同样规格的红外和可见光摄像头在不同工作环境下采集数据效果不同，这会给后期图像识别带来难度。其次，机器人设备仪表在模块化、可拓展性、可靠性等方面还需要进一步提升，这对巡检任务灵活调度和对外接口标准都有积极意义。风机巡检机器人在今后设计中需要解决此类关键问题，才能成为风机标准的巡检工具，成为风机智能巡检的重要依托。
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国风电利用技术现状及其前景分析[J]. 刘志超,王洪彬,沙浩,杨金澍,曹生现. 发电技术. 2019(04)
[2]我国风能发电发展前景研究[J]. 李剑. 中国设备工程. 2019(14)
[3]基于安卓平台的电力仪表远程读取系统[J]. 杜元翰,高丙团,谢吉华,罗京. 电测与仪表. 2018(04)
[4]步进电动机加减速控制的查表算法研究[J]. 李东君. 微特电机. 2015(11)
[5]基于LabVIEW的增量式PID控制器设计[J]. 方许丹,谭泽汉,贺小林. 日用电器. 2015(08)
[6]一种适用于前瞻的高精度7段式非对称S曲线加减速控制[J]. 潘海鸿,杨增启,陈琳,董海涛,谭华卿,钟文. 机械科学与技术. 2015(07)
[7]一种轨道式变电站巡检机器人的研究与应用[J]. 陈玉波,袁秉森. 电气应用. 2015(13)
[8]阀厅轨道式巡检机器人系统研究与开发[J]. 蒋克强,张燕秉,黄勇,王明瑞. 信息技术与信息化. 2015(01)
[9]步进电机失步原因分析及常见故障检测[J]. 李彦丽. 电子工业专用设备. 2014(12)
[10]高压换流站组合轨道式巡检机器人的研制[J]. 王化玲,邹洪森,徐辉,尹磊. 制造业自动化. 2014(20)
硕士论文
[1]轨道式变电站设备巡检机器人的设计与应用[D]. 郭峰.辽宁科技大学 2016
[2]变电站巡检机器人关键技术及系统的研究与实现[D]. 王凯.电子科技大学 2015
[3]指针式电力仪表图像嵌入式识别技术的研究[D]. 倪刚.电子科技大学 2013
[4]隧道巡检机器人关键技术研究[D]. 邓方远.华北电力大学 2013
[5]基于全局视觉的移动机器人导航系统研究[D]. 郭文亮.北京交通大学 2011
[6]基于全景视觉的单目SLAM系统[D]. 高明.合肥工业大学 2009
[7]基于差分式高精度GPS的变电站移动机器人导航系统[D]. 张斌.山东大学 2008
本文编号：3438419
【文章来源】：南京林业大学江苏省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
山东鲁能智能公司的轨道式巡检机器人Fig.1-1OrbitalinspectionrobotofShandongLunengIntelligentCompany
32016年，亿嘉和科技股份有限公司设计的轨道式巡检机器人先后应用于多个变电站，该机器人可实现测量局部温度、指示灯状态识别等功能。图1-2亿嘉和室内巡检机器人Fig.1-2Yijiaheindoorinspectionrobot2019年，深圳朗驰欣创科技股份有限公司设计的巡检机器人成功应用于昆明松茂隧道。该套巡检机器人系统在自主巡航模式下可以实现对隧道内重要位置进行巡检。机器人依靠轨道运行方式，通过搭载网络高清摄像头及红外热成像仪将采集的现场图像和视频传送至监控后台，实现隧道实时监控以及红外热成像诊断功能。图1-3深圳朗驰隧道巡检机器人Fig.1-3ShenzhenLangchiTunnelInspectionRobot目前巡检机器人设计普遍存在一个弊端，即在不同巡检环境下其通用性差。例如同样规格的红外和可见光摄像头在不同工作环境下采集数据效果不同，这会给后期图像识别带来难度。其次，机器人设备仪表在模块化、可拓展性、可靠性等方面还需要进一步提升，这对巡检任务灵活调度和对外接口标准都有积极意义。风机巡检机器人在今后设计中需要解决此类关键问题，才能成为风机标准的巡检工具，成为风机智能巡检的重要依托。
32016年，亿嘉和科技股份有限公司设计的轨道式巡检机器人先后应用于多个变电站，该机器人可实现测量局部温度、指示灯状态识别等功能。图1-2亿嘉和室内巡检机器人Fig.1-2Yijiaheindoorinspectionrobot2019年，深圳朗驰欣创科技股份有限公司设计的巡检机器人成功应用于昆明松茂隧道。该套巡检机器人系统在自主巡航模式下可以实现对隧道内重要位置进行巡检。机器人依靠轨道运行方式，通过搭载网络高清摄像头及红外热成像仪将采集的现场图像和视频传送至监控后台，实现隧道实时监控以及红外热成像诊断功能。图1-3深圳朗驰隧道巡检机器人Fig.1-3ShenzhenLangchiTunnelInspectionRobot目前巡检机器人设计普遍存在一个弊端，即在不同巡检环境下其通用性差。例如同样规格的红外和可见光摄像头在不同工作环境下采集数据效果不同，这会给后期图像识别带来难度。其次，机器人设备仪表在模块化、可拓展性、可靠性等方面还需要进一步提升，这对巡检任务灵活调度和对外接口标准都有积极意义。风机巡检机器人在今后设计中需要解决此类关键问题，才能成为风机标准的巡检工具，成为风机智能巡检的重要依托。
【参考文献】：
期刊论文
[1]我国风电利用技术现状及其前景分析[J]. 刘志超,王洪彬,沙浩,杨金澍,曹生现. 发电技术. 2019(04)
[2]我国风能发电发展前景研究[J]. 李剑. 中国设备工程. 2019(14)
[3]基于安卓平台的电力仪表远程读取系统[J]. 杜元翰,高丙团,谢吉华,罗京. 电测与仪表. 2018(04)
[4]步进电动机加减速控制的查表算法研究[J]. 李东君. 微特电机. 2015(11)
[5]基于LabVIEW的增量式PID控制器设计[J]. 方许丹,谭泽汉,贺小林. 日用电器. 2015(08)
[6]一种适用于前瞻的高精度7段式非对称S曲线加减速控制[J]. 潘海鸿,杨增启,陈琳,董海涛,谭华卿,钟文. 机械科学与技术. 2015(07)
[7]一种轨道式变电站巡检机器人的研究与应用[J]. 陈玉波,袁秉森. 电气应用. 2015(13)
[8]阀厅轨道式巡检机器人系统研究与开发[J]. 蒋克强,张燕秉,黄勇,王明瑞. 信息技术与信息化. 2015(01)
[9]步进电机失步原因分析及常见故障检测[J]. 李彦丽. 电子工业专用设备. 2014(12)
[10]高压换流站组合轨道式巡检机器人的研制[J]. 王化玲,邹洪森,徐辉,尹磊. 制造业自动化. 2014(20)
硕士论文
[1]轨道式变电站设备巡检机器人的设计与应用[D]. 郭峰.辽宁科技大学 2016
[2]变电站巡检机器人关键技术及系统的研究与实现[D]. 王凯.电子科技大学 2015
[3]指针式电力仪表图像嵌入式识别技术的研究[D]. 倪刚.电子科技大学 2013
[4]隧道巡检机器人关键技术研究[D]. 邓方远.华北电力大学 2013
[5]基于全局视觉的移动机器人导航系统研究[D]. 郭文亮.北京交通大学 2011
[6]基于全景视觉的单目SLAM系统[D]. 高明.合肥工业大学 2009
[7]基于差分式高精度GPS的变电站移动机器人导航系统[D]. 张斌.山东大学 2008
本文编号：3438419
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