变电站智能机器人的设计与实现

发布时间：2021-05-14 21:28

　　随着机器人技术的快速发展,机器人代替人工参与社会劳动开始成为热门的研究课题,例如用于变电站内无人值守的智能机器人,就是饱受关注的研究方向。由于国内的各变电站规格不统一、环境复杂,如何合理的对机器人进行设计就成了机器人设计时的关键所在。例如,变电站内部相差较大,智能巡检机器人如何应在巡检时保证行驶路线合理,此外机器人还需要完成采集设备温度、识别设备状态、检测自身电量、传输数据等工作。基于机器人的设计目标,本文研究的主要内容有:首先,本文在阅读大量文献的基础上,对国内外的变电站智能机器人系统组成进行了对比分析,进而讨论了变电站智能机器人的主要功能需求,设计并提出了机器人的系统架构、关键技术实现方案以及硬件和软件设计,给出了系统总体设计图。其次,为了满足机器人在变电站内运行的可靠性,本文将机器人进行模块化拆解,详述了变电站智能机器人系统机械结构和功能、各部件的选型及其主要技术参数的获取。其中,重点对智能机器人的结构、重点技术的实现过程进行了阐述。然后,对系统的控制系统软件进行了设计,系统软件结构采用客户端/服务器模式,具有良好的人机交互界面。系统的软件控制主要完成对机器人的行为、监控控制,此... 

【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：56 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 变电站智能机器人系统介绍
        1.2.2 变电站智能机器人发展进程
    1.3 变电站智能机器人关键技术简介
    1.4 本文研究的主要内容
第2章 变电站智能机器人系统总体方案设计
    2.1 系统构架设计
        2.1.1 接口通信层
        2.1.2 功能服务层
        2.1.3 应用层
        2.1.4 移动机器人
    2.2 关键技术实现方案
        2.2.1 轨道驱动底盘
        2.2.2 移动定位系统
        2.2.3 自动充电及能源管理
        2.2.4 无线通信模块
    2.3 控制方案设计
    2.4 主要功能和性能要求
        2.4.1 机器人主要功能要求
        2.4.2 机器人主要性能要求
    2.5 系统总体设计
    2.6 本章小结
第3章 硬件系统设计与模块选型
    3.1 机器人机身硬件结构
        3.1.1 机身外壳设计
        3.1.2 底盘结构设计
    3.2 主控单元
    3.3 机器人充电系统设计
        3.3.1 机器人能源模块
        3.3.2 机器人充电结构
    3.4 电机及驱动器
        3.4.1 电机选型
        3.4.2 伺服驱动控制器选型
    3.5 磁传感器
    3.6 工业无线
    3.7 云台双视系统
    3.8 本章小结
第4章 控制系统软件设计
    4.1 智能机器人基本功能设计
        4.1.1 基本模块与功能
        4.1.2 后台监控系统
    4.2 软件系统结构与流程设计
        4.2.1 软件系统结构
        4.2.2 机器人工作模式
        4.2.3 软件系统实现流程
    4.3 关键技术控制系统设计
        4.3.1 自动充电系统
        4.3.2 导航定位系统
        4.3.3 图像识别模块
    4.4 本章小结
第5章 系统运行试验结果
    5.1 性能测试目的和内容
        5.1.1 性能测试目的
        5.1.2 操作过程简介
        5.1.3 测试内容
    5.2 测试结果
    5.3 存在问题和改进方法
    5.4 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于指针区域特征的仪表读数识别算法[J]. 宋伟,张文杰,张家齐,王玉平,周庆,石为人.  仪器仪表学报. 2014(S2)
[2]变电站电力系统中仪表读数自动化新方法的分析和应用[J]. 陈皓,陈炯聪,胡亚平,高雅,曾宪立.  电子测试. 2014(18)
[3]基于图像复原技术的红外小目标检测方法[J]. 崔璇,辛云宏.  红外技术. 2014(07)
[4]变电站巡检机器人充电技术研究[J]. 宋志锋,吴秀海,孟杰,董茂起.  机电信息. 2014(15)
[5]变电站巡检机器人单目视觉导航研究[J]. 赵坤,赵书涛.  电气应用. 2014(09)
[6]指针式仪表图像预处理及分割研究[J]. 汪志敏,汪仁煌,陈志惠,邱金红.  工业控制计算机. 2014(03)
[7]变电站巡检机器人的充电系统设计[J]. 管文龙,车金峰,付渊.  机电信息. 2014(09)
[8]基于红外线的智能小车自动导航充电系统的设计[J]. 周海波.  数字技术与应用. 2014(02)
[9]一种适用于智能变电站巡检机器人的双针仪表读数的识别算法[J]. 房桦,蒋涛,李红玉,罗浩,李健,杨国庆.  山东电力技术. 2013(03)
[10]变电站巡检机器人电源系统研究[J]. 杨墨,王仕荣,孙大庆,王贤华.  机电信息. 2013(06)

硕士论文
[1]变电站巡检机器人自主充电装置及对接控制研究[D]. 黎阳生.重庆大学 2013
[2]变电站智能巡检机器人关键技术研究[D]. 宋晓明.长沙理工大学 2013
[3]山西长治久安变电站巡检机器人的应用研究[D]. 高青.华北电力大学 2012
[4]基于STM32的GPS/DR组合导航系统的设计[D]. 刘超.北京交通大学 2012
[5]磁导航自动导向小车（AGV）关键技术与应用研究[D]. 周驰东.南京航空航天大学 2012
[6]智能变电站技术及其应用研究[D]. 李斌.华北电力大学（北京） 2011
[7]变电站设备巡检机器人的导航与定位研究[D]. 解兴哲.西南科技大学 2011
[8]基于嵌入式系统的智能巡检机器人研制[D]. 矫德余.中国石油大学 2010
[9]基于PDA和.NET平台的变电站设备巡检管理系统的设计与实现[D]. 陈一宁.厦门大学 2009
[10]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：3186360