度。更加真实展现自然界覆冰条件下设备运行状况。喷淋系统通过变频调速和控制模拟自然界暴雨大雨中雨小雨毛毛雨雨夹雪等恶劣自然现象。系统分为两大部分过冷水生成系统和冷雨生成装置。冻雨产生有两大条件，是低于零度水，二是始终处于地面环境气温。过冷水生成系统功能就是满足第个条件，冷雨生成装置则是满足第二个条件。过冷水生成系统是个带有水槽大铁盒子，常态水在水槽里面经过滤进入大铁盒，在铁盒里循环流动同时，与载冷剂乙二醇进行冷热交换，从而形成零摄氏度以下不结冰水过冷水。模拟自然风采用模糊算法控制自然风产生器，改变风强弱风向。电路框图如下薄雾浓雾发生器薄雾浓雾发生器采用集成式雾化模块，雾化效率高，整机所输出雾粒直径只有微米，最大相对湿度可高达以上。该发生器配有标准给水口放水开关溢水口等，其中给水口自动补水，并可选配软水装置，以供不同水质达到无钙化白粉污染要求，控制精度在以上。绝缘子金具模拟导线及地线安装符合国家标准。触摸屏中控系统。该触控屏可接收冻雨实验室各类传感器输入讯号。当接触了屏幕上图形按钮时，屏幕上触觉反馈系统可根据预先编程程序，驱动各种连结装置，可用以取代机械式按钮面板。观测窗采用特制防爆抗震透明特殊材料制造，便于直接观察实验室内部实验情况。全方位移动高清图像采集及传输系统。实验室顶部安装有柔性轨道，智能小车可以在其上自由行走，并且智能小车携带具有上下自由伸缩机械臂，并在其底部安装有可水平垂直旋转高清摄像头，对实验室内部图像信息能够实时清晰传到公司大屏幕和后台服务器，可以实现现场和远程操控。合作方可远程操控观察冻雨形成覆冰实验过程。我公司配有专用服务器，方便客户浏览，用户可以通过电脑手机等移动终端，远距离实时查看并操控该实验室，第时间了解实验室状态及被测设备运行情况。合作方可通过远程操控观察到研制出设备在覆冰条件下工作情况。该实验室是国内唯冻雨模拟实验室，它不仅能够现场操作,而且可以远程操控。它通过对自然环境下各类复杂天气条件模拟，能够实时反映设机器人对机械结构要求有从机构运动学角度要求机构能实现滚动蠕动跨越和避让输电线路上各种障碍物,并且末端执行器能够进行空间位置姿态灵活调整。从机器人系统角度要求机构要有定负载能力,便于安装各种监测仪器信息传输设备,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。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。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实验室最低温度摄氏度，最高可达摄氏度。可恒定至到摄氏度。变频可调喷淋系统。模拟自然风级。薄雾浓雾发生器。绝缘子金具模拟导线及地线。触摸屏中控系统。观测窗。全方位移动高清图像采集及传输系统。合作方可远程操控观察冻雨形成覆冰实验过程。合作方可通过远程操控观察到研制出设备在覆冰条件下工作情况。实验室功能实现路径通过工业制冷压缩机与液氮快速制冷系统辅助相结合方式，迅速达到指定恒定温度。更加真实展现自然界覆冰条件下设备运行状况。喷淋系统通过变频调速和控制模拟自然界暴雨大雨中雨小雨毛毛雨雨夹雪等恶劣自然现象。系统分为两大部分过冷水生成系统和冷雨生成装置。冻雨产生有两大条件，是低于零度水，二是始终处于地面环境气温。过冷水生成系统功能就是满足第个条件，冷雨生成装置则是满足第二个条件。过冷水生成系统是个带有水槽大铁盒子，常态水在水槽里面经过滤进入大铁盒，在铁盒里循环流动同时，与载冷剂乙二醇进行冷热交换，从而形成零摄氏度以下不结冰水过冷水。模拟自然风采用模糊算法控制自然风产生器，改变风强弱风向。电路框图如下薄雾浓雾发生器薄雾浓雾发生器采用集成式雾化模块，雾化效率高，整机所输出雾粒直径只有微米，最大相对湿度可高达以上。该发生器配有标准给水口放水开关溢水口等，其中给水口自动补水，并可选配软水装置，以供不同水质达到无钙化白粉污染要求，控制精度在以上。绝缘子金具模拟导线及地线安装符合国家标准。触摸屏中控系统。该触控屏可接收冻雨实验室各类传感器输入讯号。当接触了屏幕上图形按钮时，屏幕上触觉反馈系统可根据预先编程程序，驱动各种连结装置，可用以取代机械式按钮面板。观测窗采用特制防爆抗震透明特殊材料制造，便于直接观察实验室内部实验情况。全方位移动高清图像采集及传输系统。实验室顶部安装有柔性轨道，智能小车可以在其上自由行走，并且智能小车携带具有上下自由伸缩机械臂，并在其底部安装有可水平垂直旋转高清摄像头，对实验室内部图像信息能够实时清晰传到公司大屏幕和后台服务器，可以实现现场和远程操控。合作方可远程操控观察冻雨形成覆冰实验过程。我公司配有专用服务器，方便客户浏览，用户可以通过电脑手机等移动终端，远距离实时查看并操控该实验室，第时间了解实验室状态及被测设备运行情况。合作方可通过远程操控观察到研制出设备在覆冰条件下工作情况。该实验室是国内唯冻雨模拟实验室，它不仅能够现场操作,而且可以远程操控。它通过对自然环境下各类复杂天气条件模拟，能够实时反映设价累计附件材料费预算明细表总价万元以上材料单位万元序号材料名称规格或型号计量单位单价万元单位数量材料费用经费列支总价万元以上材料合计其他材料累计注表中应包括材料原价供销部门手续费包装费运杂费采购及保管费等内容。附件外委研究支出预算明细表单位万元序号协作研究任务名称协作研究任务内容协作研究任务承担单位经费列支累计附件外协测试试验与加工费预算明细表量大或价高外协测试试验与加工项目单位万元序号外协测试试验与加工内容外协测试化验与加工单位计量单位单价万元单位数量外协测试化验与加工费用经费列支其他外协测试化验与加工项目累计为壳体线路板传感器软件设计开发，自主完成，零部件采用外购，机械部分外协加工，外围配件直接购买方式。公司下设质量检验部对外协零件严格把关验收，再由装配部进行调试安装。采用此方式可节约大量固定资产投入。技术路线如下冻雨模拟实验室现场测试输电线路导航系统线上行走攀爬机构智能机器人本体智能机器人实验室测试机器人供电系统外部电源系统电源系统实验室测试成套设备实验室测试成套设备现场测试设备验收鉴定检测过程生产线研发智能控制系统塔上智能充电坞垂直起降越障机构实施方案线上行走攀爬机构移动机器人机构是巡线机器人系统中关键核心技术。从机构运动学角度,要求机构能实现滚动蠕动跨越和避让障碍物,以及末端执行器具有空间位姿调整运动从运动控制角度,要求机构自由度少机构运动学逆解可实现解藕控制,且运动控制精度高从巡线机器人系统角度,要求机构具有定负载能力,且与导线构成等电位体从应用角度,要求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月月目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，因受到持续机械张力电气闪络材料老化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，必须对输电线路进行定期巡视检查，随时掌握和了解输电线路运行情况，线路周围环境和线路保护区变化情况，以便及时发现和消除隐患，预防事故发生，确保供电安全。传统人工巡检方法不仅工作量大而且条件艰苦，特别是对山区和跨越大江大河输电线路巡检，存在很大困难，甚至有些巡检项目靠常规方法难以完成，因此，利用机器人进行自动巡线成为保障线路安全运行种必要手段。国内外目前见诸报道输电线路机器人，都是功能单型机器人，要么只能巡线，要么只能除冰。本方案提出种以轻量级机器人底盘技术为基础，通过添加模块化功能单元进行功能性能扩充机器人设计思路，不仅可实现目前输电线路巡线除冰需求，而且系统具备极强可升级性，适应智能电网未来新需求。二国内外研究水平综述国外对高压输电线路巡检机器人研究始于上世纪年代，由日本美国加拿大等发达国家先后展开了对高压输电线路巡检机器人研究。从国内外巡检机器人发展来看，用于巡检机器人行走机构主要有步进式行走机构和轮式行走机构。步进式行走机构通过多只手臂交替移动完成在线爬行，行走移动为间断式，其移动速度缓慢，效率低。轮式行走机构依靠由电机驱动行走轮与线路之间摩擦，驱动机器人前进。轮式爬行行走机构具有移动平稳速度快和效率高特点，因此，目前巡检机器人多采用此种轮式行走机构。如日本东京电力公司研制光纤复合架空地线巡检机器人如图所示。它采用两轮同时驱动行走机构实现在线行走，这种机器人行走机构具有结构紧凑，驱动力矩大特点。加拿大魁北克水电研究院研制遥控小车如图所示。它靠上方三个轮子实现驱动行走，下方轮子起到辅助行走及刹车作用。该机器人靠轮式行走机构实现了在直线线