轨道机器人运动控制系统的研制文献综述

 2022-07-15 05:07

文献综述

摘要:如今,由于时代的发展和社会的需求,传统巡检正在逐渐消亡,而轨道巡检机器人正在日新月异地发展,各大高校、企业都纷纷投入大量的人力、物力、财力和时间,致力于轨道巡检机器人的研究工作。通过阅读轨道巡检机器人的相关文献资料,我对轨道机器人的发展状况、工作原理、未来前景等有了更深层次的理解,并且对前人的研究理念进行了分析总结。

关键词:轨道机器人;控制;系统;设计;策略

0 前言

随着时代的发展,生产力水平的提高,生产规模的扩大,使巡检工作不断地加重,投入的人力、物力和时间也越来越多,而且在一些特定的危险场所,传统巡检根本无法适用,所以迫切需要一种更为先进、智能的巡检模式和系统解决方案。于是,轨道巡检机器人便应运而生,就是为了解决传统巡检的问题,采用动作灵活、体积小、运行稳定可靠的轨道巡检机器人,减少人工巡视的危险程度及用工成本,降低工人的劳动强度,而且可以通过远程方式对设备的工作环境进行全程实时监测和控制,预防和减少设备的故障发生。

因此,本文针对近几年关于“轨道巡检机器人”的相关学术论文、期刊进行阅读统计,综合概括近年来相关文献对轨道巡检机器人研究的主要问题的总结和反思,并分析评价现有研究的不足之处,以便更好把握轨道巡检机器人的研究概况。

1 研究背景和意义

变电站是各级电网的核心枢纽,对站内设备例行巡检是保证电网安全运行的关键技术手段。在过去,主要是采用传统巡检方式,福州大学苏尚流[1]认为这种方式是指变电站运行人员在现场进行设备巡视,对运行设备进行感观的简单定性判断,主要通过看、触、听、嗅等行为实现。通过这些人工检查,可以判断出是否发生不稳定或者故障,并记录变电站的运行状态。然而对于传统的巡检方式,西安交通大学鲜开义[2]认为传统的巡检方式受天气、时间、人力资源、巡检人员主观因素等影响,存在着劳动强度大、检测质量不可控、后续数据处理分析难度高等问题。对此,我又查阅了许多论文、期刊,大部分人的观点都与前面两位学者一样,那就是传统巡检有很多的弊端,我对此也表示十分的赞同。

随着经济的高速发展,电力系统规模不断扩大,系统稳定性的要求不断提高,传统巡检根本无法适用,所以迫切需要一种更为先进、智能的巡检模式和系统解决方案。于是,轨道巡检机器人便应运而生,就是为了解决传统巡检的问题。东北林业大学刘鹏[3]介绍了轨道机器人的概念,是指机器人基于有轨、无轨多种移动平台,在站内实现全自主定位和导航,利用红外、可见光传感器,实现设备温度自动测量、设备状态自动识别,自动设置巡检任务,记录巡检结果,与变电站现有信息系统实现信息交互,自动代替人工完成变电站设备的巡检任务,还具备故障诊断功能,可根据设备状态综合诊断设备故障。

轨道巡检机器人的诞生,对于发电厂、变电站的巡检具有重要意义。东南大学赵晖[4]认为巡检机器人在从事单一反复的变电站设备巡检工作方面有着比人工明显的优势,其大大减少了电为工人作业工作量,提高了变电站设备巡检工作质量和效率,有效地促进了变电站无人值守进程。除此之外,华北电力大学赵路佳[5]觉得轨道巡检机器还可以对设备的工作环境进行全程实时监测,预防和减少设备的故障发生。我认为也确实如此,轨道巡检机器人是一次时代的变革,使巡检更加的方便、快捷、稳定、有序,虽然像国网鞍山供电公司胡绍刚[6]说的那样存在设计负载、成本较高、在不规则道路上行走缓慢等问题,但是我相信在未来这些问题都会迎刃而解。

2 国内外研究现状及发展趋势

早在60年代,就已经开始了关于移动机器人的研究。从中科院自动化研究所徐国华[7]在2001年第3期《机器人技术与应用》期刊中发表的文章中可以知晓对于移动机器人的研究,提出了许多新的或挑战性的理论与工程技术课题,引起越来越多的专家学者和工程技术人员的兴趣,更由于它在军事侦察、扫雷排险、防核化污染等危险与恶劣环境以及民用中的物料搬运上具有广阔的应用前景,使得对它的研究在世界各国受到普遍关注。杨旭东[8]指出对现有变电站巡检机器人相关技术进行广泛调研,了解国内、外变电站巡检机器人主要研究机构的研究现状和变电站巡检机器人关键技术发展历程,有利于预测未来发展趋势。下面具体谈谈如今国内外对于轨道机器人的研究状况。

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