架空线路绝缘漆喷涂机器人的研制

发布时间：2020-06-27 02:26

【摘要】：采用架空电力线形式的配电网导线已经在电力传输中成为了主要的形式,我国电力线路总长度位居世界第二位,仅110kV及以上电压的线路就超过了68万公里。但由于输电线路的范围大,地理环境复杂,自然环境恶劣,再加上电力输电线、杆塔及附件长期暴露在野外等原因,常常由于外力作用而引起树枝、高空物件以及其他可能碰触到架空线路的物体靠近甚至接触输电导线,给安全高效供电带来诸多不利的影响。另外,长期工作与运行后,裸露的导线表面以及绞线缝隙之间极容易积聚大量的杂质和灰尘,如遇刮风、下雨等天气过后会产生由灰尘形成的干燥泥流、残存的油迹、污垢以及鸟类粪便等杂物,极易在暴风雨中形成泥流而造成导线间的意外短路,从而引发配电网导线的相间短路、意外跳闸等电力事故。为提高架空输电线路的安全性、可靠性以及稳定性,采取喷涂形式对配网导线敷设绝缘漆是一种可行的工程技术途径。从经济上和运行上都有重要意义:一是经过绝缘漆喷涂化的架空线路能减少用户的窃电行为,二是从电网安全运行的角度考虑,在一些必要的地段将裸露的导线进行绝缘化处理,既保障了供电的安全性,同时又能减少低压触电事故的发生。但目前应用在电力系统中的机器人主要是巡检机器人和除冰机器人两个类型。这两种机器人在设计中侧重控制系统、机械结构及动力学等三个方面,功能单一。本文以裸线形式的配电网导线为研究对象,以自动绝缘漆喷涂为目标,利用ATmega128A控制器作为主控MCU,采用BL57系列直流无刷伺服电机作为行走电机,通过对电机的控制,从而带动机械结构实现前进、后退、加减速、停止等操作。同时采用SM51无线通信模块实现机器人与地面基站控制人员进行信息的交流及相关控制指令的发送与接收,进而更好地适应复杂多变的喷涂环境,能安全、稳定、高效的进行喷涂作业。经实地测试,架空线路绝缘漆喷涂机器人具有功耗低、工作稳定可靠、功能齐全等优点,具有较好的市场应用前景。
【学位授予单位】：长春工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM75
【图文】：

框图,方案图,控制系统

第 2 章课题总体方案设计拌模块、喷涂模块提供所需电力。电源采用 24V 直流稳压电源，通过 DC-DC 转换电路转换为 12V 与 5V 两组，供给控制系统及电机和传感系统。主控 MCU 将地面基站工作人员通过无线通信模块发送的指令进行处理，并将控制信号送给各个电机，通过控制电机进而控制机械设备进行前进、后退、停止、搅拌、开始喷涂和停止喷涂等操作。利用传感系统将机器人的位置信息、喷涂状况、环境状况传送给主控 MCU 进行处理，主控 MCU 将所获得的各种信息进行综合处理，得出最优操作方案，以便更好地执行作业，同时通过无线模块将这些信息发送给地面工作人员，以便更好的处理某些特殊情况。其框图如图 2.1 所示。

自动喷涂机,滚轮,支撑板

图 3.1 自动喷涂机器人的主体结构车体体包括行走电机、主支撑板、辅助支撑板、滚轮、上连接板、对平行设置的主支撑板之间通过前后两个滚轮连接，一对平行通过另外前后两个滚轮连接，由四个滚轮、主支撑板及辅助支走支架通过滚轮悬挂于架空输电线上，并能够带动移动车体在电机固定在主支撑板上，且行走电机输出轴驱动其中一个滚轮滚轮。电源模块、机载控制系统及压紧装置安装在上连板上，装在下连板上。机载控制系统通过无线通信单元与地面站通信制指令，包括前进、后退、停止运动、速度变化、搅拌、喷涂行速度、电源模块当前电压、配网导线倾角等检测数据发送回人移动车体采用分段形式，共分三段结构，最上段移动车体主制系统及压紧装置。最下段与最上段通过中间连杆相连，以确

【参考文献】