（新建项目）线路机器人-华北科技项目可行性论证立项报告（立项阶段）㊣精品文档值得下载

息传输设备，并与导线形成等电势体。

从实用角度要求机构小巧紧凑轻质，便于携带及上下线操作在故障情况下，防止机器人摔落。

从运动控制角度要求机构自由度尽量少，能实现解耦控制，并且具有符合要求控制精度。

项目研究关键和难点巡线机器人系统由巡检机器人塔上智能充电坞和地面控制系统组成。

巡检机器人包括系统电源机器人本体控制器摄像机导航系统图像及数据无线传输系统机载部分，塔上智能充电坞包括风光互补供电系统机器人承载平台和导航模块，地面控制系统包括监控系统图像及数据无线传输系统基站部分及监视器。

实现上述功能巡线机器人需要解决关键技术有线上行走攀爬机构完成机器人沿输电线路行走攀爬功能，并能跨越防震锤等较小障碍物。

导航系统采用图像和无线通讯相结合方式完成导航，完成机器人上线越障及自动人工控制充电等功能。

垂直起降越障机构采用创新四旋翼机构，解决了机器人上线越障及自动人工控制充电等功能。

智能控制系统完成机器人系统控制功能。

机器人供电系统负责为巡线机器人供电，采用种创新技术解决。

塔上智能充电坞借鉴军事上应用成熟加油机技术，独创塔上充电坞，完成机器人充电，避免人工更换电池。

四项目研究内容和实施方案项目研究内容巡线机器人系统由巡检机器人塔上智能充电坞和地面控制系统组成。

实现上述功能巡线机器人需要解决关键技术有线上行走攀爬机构完成机器人沿输电线路行走攀爬功能，并能跨越防震锤等较小障碍物。

导航系统采用图像和无线通讯相结合方式完成导航，完成机器人上线越障及自动人工控制充电等功能。

垂直起降越障机构采用创新四旋翼机构，解决了机器人上线越障及自动人工控制充电等功能。

智能控制系统完成机器人系统控制功能。

机器人供电系统负责为巡线机器人供电，采用种创新技术解决。

塔上智能充电坞借鉴军事上应用成熟加油机技术，独创塔上充电坞，完成机器人充电，避免人工更换电池。

技术路线思明公司采用自主研发核心技术，外聘专业人员协作方式进行产品研发生产。

具体为壳体线路板前端，光轴与机器人前进方向夹角约为。

该系统由摄像机采集卡嵌入式计算机等组成。

防震锤悬垂线夹耐张线夹等障碍既无丰富表面纹理，也无鲜明颜色特征，且相互铰接，因而难以分割成单独区域。

但它们在摄像机成像平面上投影后会得到些相对简单图形基元，如直线圆圆弧角点等，如果能同时结合输电线路结构特点对上述图形基元进行结构约束，去除掉环境中些干扰图形基元，就可判断出障碍物存在及其类型。

障碍识别基本方法是对视觉传感器摄像机采集到图像进行预处理，消除图像噪声，并采用经算法改良后算子提取图像边缘。

在边缘图像中运用霍夫变换等方法分别检测直线圆和角点等图形基元，并利用导线与障碍位置关系以及障碍本身特点来进行结构约束，识别出障碍物。

垂直起降越障机构巡线机器人在实际应用过程中需要从地面可靠地固定到输电线路上，并且能够在运行过程中跨越遇到防震锤耐张线夹悬垂线夹等各种障碍。

目前在线路上实验运行巡检机器人需人工安放到巡检线路上，且跨越障碍能力不强。

在此方案中，提出种新型垂直起降越障机构，可达到机器人自动上线从地面自主导航人工遥控安放到巡检线路上跨越障碍以及降落塔上智能充电坞上进行充电等功能。

实现技术如下巡线机器人在两侧各装备个可收放旋翼，如下图所示旋翼旋翼导线制动机构滚轮滚轮张开后即形成个四旋翼无人机，可完成起降跨越障碍等功能。

结构型式四旋翼飞行器采用四个旋翼作为飞行直接动力源，旋翼对称分布在机体前后左右四个方向，四个旋翼处于同高度平面，且四个旋翼结构和半径都相同，旋翼和旋翼逆时针旋转，旋翼和旋翼顺时针旋转，四个输输电电线线路路智智能能巡巡线线机机器器人人华华北北电电网网有有限限公公司司科科技技项项目目可可行行性性研研究究报报告告二二〇〇二二年年十十目的和意义电能传输必须依靠高压输电线路。

由于输电线路分布点多面广，所处地形复杂，自然环境恶劣，电力线及杆塔附件长期暴露在野外，因受到持续的机械张力电气闪络材料老化的影响而产生断股磨损腐蚀等损伤，必须及时修复或更换。

所以，在恶劣自然环境下运行情况，使客户实时真实了解实验室内部设备运行情况。

八项目进度安排序号时间段内容年月年月项目要求提出，输出用户需求说明书年月年月方案制定，输出机器人技术方案年月年月联合调研论证，输出论证报告年月年月设备研制，提交输电线路智能机器人套年月年月实验室测试，输出实验室测试报告年月年月现场测试，输出现场测试报告年月年月成果验收，输出专家测试报告九项目经费预算单位万元科目名称预算金额甲方拨款乙方自筹备注直接费人工费专职研究人员人工费临时性研究人员人工费设备费仪器设备购置费附件仪器设备试制费附件软件购置费附件现有仪器设备使用费附件业务费材料费附件资料费印刷出版费知识产权费会议费差旅费培训费场地使用费场地物业费场地租金专家咨询费二间接费三外委支出费外委研究支出费附件仪器设备租赁费外协测试试验与加工费附件四税金合计十有关证明文件合作单位和依托工程单位对项目意见自筹经费来源及保证证明编写要求四号仿宋下同合作单位对项目意见及盖章依托工程单位对项目意见及盖章自筹经费来源及保证证明。

十申请单位领导审查意见对经费预算是否合理，有无其他经费来源，能否偿还贷款，能否保证研究计划实施所需人力，工作时间等基本条件提出具体意见四号仿宋下同单位领导签字单位公章年月日附件仪器设备购置预算明细表单价万元以上单位万元经费列支注明经费来源为自筹或拨款序号设备名称设备型号单价万元台件拟购置数量台件总价经费列支生产国别与地区主要技术性能指标购置理由用途拟安置单位与本课题子课题关系单价万元以上设备合计单价万元以下设备累计附件仪器设备试制预算明细表单价万元以上单位万元序号设备名称单台价值万元台件拟试制数量台件总价经费列支主要技术性能指标试制理由和用途与本课题子课题关系单价万元以上设备合计单价万元以下设备累计附件软件购置预算明细表单价万元以上单位万元序号软件名称软件型号单价万元套拟购置数量套软件总价安装调试费经费列支生产国别与地区主要技术性能指标购置理由用途拟安置单位与本课题子课题关系单价万元以上软件合计单价万元以下软件合计累计附件现有仪器设备使用明细表单价万元以上单位万元序号设备名称设备型号单价万元台件数量台件总价生产国别与地区隶属单位设备状况及主要性能指标购置时间使用费计取翼翼和旋翼顺时针旋转，四个电机对称安装在飞行器支架端，支架中间空间安放飞行控制计算机和外部设备。

四旋翼飞行器结构形式如图所示。

工作原理四旋翼通过调节四个电机转速来改变旋翼转速，实现升力变化，从而控制飞行器姿态和位置。

由于飞行器是通过改变旋翼转速实现升力变化，这样会导致其动力部稳定，所以需要种能够长期保稳定控制方法。

四旋翼飞行器是种六自由度垂直升降机，因此非常适合静态和准静态条件下飞行。

但是四旋翼飞行器只有四个输入力，同时却有六个状态输出，所以它又是种欠驱动系统。

四旋翼飞行器结构形式如图所示，电机和电机逆时针旋转同时，电机和电机顺时针旋转，因此当飞行器平衡飞行时，陀螺效应和空气动力扭矩效应均被抵消。

与传统直升机相比，四旋翼飞行器有下列优势各个旋翼对机身所施加反扭矩与旋翼旋转方向相反，因此当电机和电机逆时针旋转同时，电机和电机顺时针旋转，可以平衡旋翼对机身反扭矩。

四旋翼飞行器在空间共有个自由度分别沿个坐标轴作平移和旋转动作，这个自由度控制都可以通过调节不同电机转速来实现。

基本运动状态分别是垂直运动俯仰运动滚转运动偏航运动前后运动侧向运动。

在图中，电机和电机作逆时针旋转，电机和电机作顺时针旋转，规定沿轴正方向运动称为向前运动，箭头在旋翼运动平面上方表示此电机转速提高，在下方表示此电机转速下降。

垂直运动垂直运动相对来说比较容易。

在图中，因有两对电机转向相反，可以平衡其对机身反扭矩，当同时增加四个电机输出功率，旋翼转速增加使得总拉力增大，当总拉力足以克服整机重量时，四旋翼飞行器便离地垂直上升反之，同时减小四个电机输出功率，四旋翼飞行器则垂直下降，直至平衡落地，实现了沿轴垂直运动。