线路机器人-华北科技项目可行性投资论证建议报告.doc文档35页全文在线看

导航系统下图是单分裂输电线路结构示意图，该图显示了巡线机器人遇到典型障碍有防震锤悬垂线夹耐张线夹等。

巡线机器人采双轮结构在导线上行进，当遇到障碍时，通过轮子下方两个夹爪依次夹紧导线，抬升机器人本体，以错臂方式跨越障碍。

巡线机器是否对线路实施维护同时对机器人本身工作状态进行监控，决定是否对机器人运动给予干预。

项目研究内容理论或者实践依据巡线机器人是个复杂机电体化系统，涉及机械结构自动控制通信多传感器信息融合电源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自身携带驱动轮，通过各个小车协调驱动来实现机器人在线移动。

国内在巡检机器人研究方面主要有武汉大学沈阳自动化研究所中科院自动化研究所和山东科技大学等单位。

如武汉大学研制架空高压输电线路自动爬行机器人当四个电机转速不完全相同时，不平衡反扭矩会引起四旋翼飞行器转动。

在图中，当电机和电机转速上升，电机和电机转速下降时，旋翼和旋翼对机身反扭矩大于旋翼和旋翼对机身反扭矩，机身便在富余反扭矩作用下绕轴转动，实现飞行器偏航运动，转向与电机电机转向相反。

前后运动要想实现飞行器在水平面内前后左右运动，必须在水平面内对飞行器施加定力。

在图中，增加电机转速，使拉力增大，相应减小电机转速，使拉力在接收到运行命令后，驱动机器人沿输电线行走行走过程中，检测装置不断检测前方障碍物情况，同时高速球摄目实验，设备检验提供了依据，也方便了客户远程或者实地实时了解产品运行情况。

现将实验室基本情况拟阐述如下实验室名称冻雨模拟实验室实验室空间长米宽米高米实验室功能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。

合作方可远程步完善。

三项目理论和实践依据项目研究内容原理简述机器人完成次巡检任务工作过程为首先通过绝缘斗臂车或人工爬到线塔上吊装方式将机器人安装到相线上然后地面监控计算机发出开机控制命令，机器人本体计算机落实情况无七项目承担单位条件项目承担单位介绍作为导线覆冰在线监测项目协作西安思明电力科技有限公司成立于年月日，注册资本万元人民币，公司主营业务领域为架空高压输电线路在线监测系统。

公司前身陕西拓飚电子科技有限公司从年开始直致力于架空高压输电在线监测系统研发与推广，相继研制出输电线路图像视频在线监测子系统绝缘子泄露电流在线监测子系统导线弧垂在线监测子系统架空输电线路气象环境在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大同时，我国线材深加工产品结构也在悄然发生变化。

国内企业突破国际社会技术壁垒，已经开始高端金属制品研究和试验，在尝试过程中逐渐填补了我国线材深加工行业体系许多空白。

我国国民经济发展特殊性，决定了我国线材深加工行业发展不平衡。

适用于基础建设粗放型工业生存消费型线材深加工制品仍占很大比重，这种局面在我国还将长期存在。

随着我国社会经济深入发展，各事业领域和谐共进，必然要求线材深加工制品向纵深方向迈进如图所示。

该机器人通过对伞形轮来现行走。

亦采用了轮式行走机构。

图自动爬行机器人从高压输电线路巡检机度运动控制。

它主要由以下个部分组成电机伺服控制单元。

由电机驱动器直流电机，位置传感器和嵌入式系统组成位置闭环控制系统另外它还与视觉传感器和电磁传感器等构成机器人姿态伺服环。

开关量单元。

由板卡，限位开关等组成，执行对执行机构限位和电源系统操作。

红外成像仪和可见光摄像仪，用于对线路检测。

另外，执行层任务还包括收集各关节位置传感器信息并进行预处理，然后传送给规划级，以便规划级进行下轮在故障情况下，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于精品线材高端金属制品所需要母材必须在纯净度含碳量微量元素构成以及力学性能通条物力特性断面精确度等方面达到优质线材要求，只有高质量母材才能保证高端金属制品，如果母材材质较差，就无法生产高端金属制品。

符合高新兴产业发展方向高端金属制品必须与其下游使用终端领域紧密相关，他应用必须是高科技领域，新开拓领域，目前发展前景良好传统产业如造船汽车等行业所需要金属制品大部分为高端金属制品，如汽车轮胎所使用轮胎子午线等，高端金属制品发展要适应国家宏观政策方向，符合高新兴产业发展方向。

根据以上对高端定位，我处特筛选了以下四类加工方向进行详细分析。

二按照高端到低端对主要产品分类依次为钢帘线轮胎子午线，详见附件钢丝帘线，即轮胎子午线，在轮胎中起到橡胶骨架作用。

在线材深加工各类产品中，是对设备工艺等各方面要求都非常高，属于最尖端产品，也是发展速度最快利润最高产品。

这从结构上来看在需求和生产数量不断扩大同时，我国线材深加工产品结构也在悄然发生变化。

国内企业突破国际社会技术壁垒，已经开始高端金属制品研究和试验，在尝试过程中逐渐填补了我国线材深加工行业体系许多空白。

我国国民经济发展特殊性，决定了我国线材深加工行业发展不平衡。

适用于基础建设粗放型工业生存消费型线材深加工制品仍占很大比重，这种局面在我国还将长期存在。

随着我国社会经济深入发展，各事业领域和谐共进，必然要求线材深加工制品向纵深方向迈进，同时又必须与其他行业交叉发展。

二线材深加工及其产品金属制品分类线材深加工分类材料型深加工即经过加工后产品仍属于材料深度加工。

线材深加工中大部分都属于材料型深加工，如钢丝电镀线等，它们还要经过后续捻股缠绕等加工工序最终才能成为成品。

产品型深加工即经过加工后金属制品直接是产成品，无需再加工。

如各种标准件连接件和紧固件，它们经过加工后直接用于生我国轮胎产业子午化率将提高至，为达到这目标，预期未来年子午轮胎年均增长率将达到左右，以下是我国轮胎行业些数据年子午胎产量钢帘线供需表分类年年年年全钢子午胎万条半钢子午胎万条合计万条钢帘线需求量万吨国内钢帘线产能万吨短缺万吨当时利润约元吨目前我国轮胎也正积极寻求出口，很多大国际轮胎生产厂家也纷纷在中国建厂，国内众多轮胎厂家也纷纷成立，对钢帘线需求大增，钢帘线也多在国内市场消化。

由于国外轮胎对钢帘线加工有道追加工序，增加成本，所以多数钢帘线厂家更愿意针对国内市场生产。

国内钢帘线市场存在空缺据了解，全钢子午胎平均每条用钢帘线轻载子午胎平均每条用钢帘线轿车子午胎平均每条用钢帘线，通过计算可以预计年国内钢帘线需求量达到万吨。

同时，考虑到钢帘线新增产能，年钢帘线实际供应产能约万吨。

而市场需求每年也在大幅增加，市场供需缺口仍为万吨左右。

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路段稳定行走。

日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