【正文】 該實(shí)驗(yàn)室是國內(nèi)唯一凍雨模擬實(shí)驗(yàn)室，它不僅能夠現(xiàn)場(chǎng)操作 ,而且可以遠(yuǎn)程操控。 該 觸控屏可接收 凍雨實(shí)驗(yàn)室各類傳感器 輸入訊 號(hào)。過冷水生成系統(tǒng)的功能就是滿足第一個(gè)條件，冷雨生成裝置則是滿足第二個(gè)條件。 ? 全方位移動(dòng)高清圖像采集及傳輸系統(tǒng)。現(xiàn)將實(shí)驗(yàn)室基本情況 擬闡述如下： 1. 實(shí)驗(yàn)室名稱：凍雨模擬實(shí)驗(yàn)室 2. 實(shí)驗(yàn)室空間：長(zhǎng) 7 米 寬 米 高 米 3. 實(shí)驗(yàn)室功能： ? 實(shí)驗(yàn)室最低溫度 30 攝氏度，最高可達(dá) 80 攝氏度。 公司將緊緊圍繞“以市場(chǎng)為導(dǎo)向，以技術(shù)為核心”的經(jīng)營原則，不斷創(chuàng)新，為客戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，打造智能電網(wǎng)領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用第一品牌。同時(shí)，風(fēng)電和光電系統(tǒng)采用通用的蓄電池組和逆變環(huán)節(jié)，既增強(qiáng)了供電穩(wěn)定性，又充分利用了既有設(shè)備資源。結(jié)合超低功耗設(shè)計(jì)，確保在無陽光情況下，系統(tǒng)也能正常工作 30 天。 為了避免磁場(chǎng)損耗 ， 鐵芯應(yīng)是一個(gè)整體 ， 以保證磁路中無氣隙。在常規(guī)地面運(yùn)作時(shí) ， 一般采用小型蓄電池定時(shí)更換方式。 執(zhí)行層是直接面向被控對(duì)象的，用來完成對(duì)各自由度的運(yùn)動(dòng)控制。對(duì)于這種特殊的工作環(huán)境，要求巡線機(jī)器人必須具備自動(dòng)控制和主從遙控操作控制兩種工作方 式，并具有在惡劣環(huán)境中可靠工作的能力。在圖 d 中，當(dāng)電機(jī) 1 和電機(jī) 3 的轉(zhuǎn)速上升，電機(jī) 2 和電機(jī) 4 的轉(zhuǎn)速下降時(shí)，旋翼 1 和旋翼 3 對(duì)機(jī)身的反扭矩大于旋翼 2 和旋翼 4 對(duì)機(jī)身的反扭矩，機(jī)身便在富余反扭矩的作用下繞 z 軸轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)飛行器的偏航運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)向與電機(jī) 電機(jī) 3 的轉(zhuǎn)向相反。保證四個(gè)旋翼轉(zhuǎn)速同步增加或減小是垂直運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵。 四旋翼飛行器結(jié)構(gòu)形式如圖所示，電機(jī) 1 和電機(jī) 3 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，電機(jī) 2 和電機(jī) 4 順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，因此當(dāng)飛行器平衡飛行時(shí)，陀螺效應(yīng)和空氣動(dòng)力扭矩效應(yīng)均被抵消。 在此方 案中，提出一種新型的垂直起降 /越障機(jī)構(gòu)，可達(dá)到機(jī)器人自動(dòng)上線（從地面自主導(dǎo)航 /人工遙控安放到巡檢線路上）、跨越障礙以及 降落塔上智能充電塢上進(jìn)行充電等功能。巡線 機(jī)器人視覺系統(tǒng)安裝在機(jī)器人下方，其中視覺傳感器 (攝像機(jī) ) 安裝在機(jī)器人的本體前端，光軸與機(jī)器人前進(jìn)方向的夾角約為 5176。圖中 , 2 個(gè)小臂操作手機(jī)構(gòu)是由小臂 繞水平軸回轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié) 繞鉛垂軸回轉(zhuǎn)的關(guān)節(jié) 轉(zhuǎn)軸 轉(zhuǎn)臺(tái) 7 和以小臂為機(jī)架的末端執(zhí)行器組成末端執(zhí)行器是由主動(dòng)滾輪 2 和夾緊機(jī)構(gòu)組成 （ 圖 2（ b））； 夾緊機(jī)構(gòu)是由夾桿 1回轉(zhuǎn)副 1有限約束的回轉(zhuǎn)副 13 和夾爪 14 組成 , 且沿導(dǎo)線橫截面對(duì)稱布置 ； 繞水平軸回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) 4 的軸線與繞鉛垂軸回轉(zhuǎn)關(guān)節(jié) 5 的軸線垂直相交 , 移動(dòng)關(guān)節(jié) 4 的軸線與關(guān)節(jié) 5 的軸線垂直相交 ； 2 個(gè)小臂機(jī)構(gòu)和與其相聯(lián)的移動(dòng)關(guān)節(jié) 8 沿導(dǎo)線軸向呈反對(duì)稱布置。 2. 技術(shù)路線 思明公司采用自主研發(fā)核心技術(shù)，外聘專業(yè)人員協(xié)作的方式進(jìn)行產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)。 四、 項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容和實(shí)施方案 1. 項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容 巡線 機(jī)器人系統(tǒng)由巡檢機(jī)器人、塔上智能充電塢和地面控 制系統(tǒng)組成。 巡線機(jī)器人系統(tǒng)由巡檢機(jī)器人、塔上智能充電塢和地面控制系統(tǒng)組成。 同時(shí)對(duì)機(jī)器人本身的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控 , 決定是否對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)給予干預(yù)。該機(jī)器人有多個(gè)小車組合連接而成，每個(gè)小車自身攜帶驅(qū)動(dòng)輪，通過各個(gè)小車協(xié)調(diào)驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的在線移動(dòng)。輪式行走機(jī)構(gòu)依靠由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的行走輪與線路之間的摩擦，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人前進(jìn)。由于輸電線路分布點(diǎn)多面廣，所處地形復(fù)雜，自然環(huán)境惡劣，電力線及桿塔附件長(zhǎng)期暴露在野外，因受到持續(xù)的機(jī)械張力、電氣閃絡(luò)、材料老化的影響而產(chǎn)生斷股、磨損、腐蝕等損傷，必須及時(shí)修復(fù)或更換。 二、 國內(nèi)外研究水平綜述 國外對(duì)高壓輸電線路巡 檢機(jī)器人的研究始于上世紀(jì) 80 年代，由日本、美國、加拿大等發(fā)達(dá)國家先后展開了對(duì)高壓輸電線路巡檢機(jī)器人的研究。它靠上方三個(gè)輪子實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)行走，下方輪子起到輔助行走及剎車的作用。 圖 4 自動(dòng)爬行機(jī)器人 從高壓輸電線路巡檢機(jī)器人的研究現(xiàn)狀來看，輪式行走機(jī)構(gòu)倍受研究人員的青睞，但在爬坡能力、運(yùn)行的速度及運(yùn)行的穩(wěn)定性等方面還有待于進(jìn)一步完善。 ( 3) 從實(shí)用的角度要求機(jī)構(gòu)小巧、緊湊、輕質(zhì) , 便于攜帶及上下線操作 。 4) 智能控制系統(tǒng) 完成機(jī)器人系統(tǒng)的控制功能。 4) 智能控制系統(tǒng) 完成機(jī)器人系統(tǒng)的控制功能。從機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)角度 , 要求機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)、蠕動(dòng)、跨越和避讓障礙物 , 以及末端執(zhí)行器具有空間位姿調(diào)整運(yùn)動(dòng)從運(yùn)動(dòng)控制角度 , 要求機(jī)構(gòu)的自由度少、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解可實(shí)現(xiàn)解藕控制 , 且運(yùn)動(dòng)控制的精度高從巡線機(jī)器人系統(tǒng)角度 , 要求機(jī)構(gòu)具有一定的負(fù)載能力 , 且 與導(dǎo)線構(gòu)成等電位體從應(yīng)用角度 ,要求機(jī)構(gòu)具有小巧緊湊、輕質(zhì)的機(jī)械結(jié)構(gòu) , 且容易上下線作業(yè)和便于攜帶等。 相對(duì)于國內(nèi)外一般采用臂及臂以上機(jī)器人技術(shù)而言 , 該機(jī)器人機(jī)構(gòu)有如下特點(diǎn)機(jī)構(gòu)的自由度少 , 機(jī)構(gòu)長(zhǎng)度尺寸小 , 加以采用嵌人式機(jī)械結(jié)構(gòu)和高強(qiáng)度的鋁合金材料 , 機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊 , 重量輕。②在邊緣圖像中運(yùn)用霍夫變換等方法分別檢測(cè)直線、圓和角點(diǎn)等圖形基元，并利用導(dǎo)線與障礙的位置關(guān)系以及障礙本身的特點(diǎn)來進(jìn)行結(jié)構(gòu)約束，識(shí)別出障礙物。由于飛行器是通過改變旋翼轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)升力變化，這樣會(huì)導(dǎo)致其動(dòng)力部穩(wěn)定，所以需要一種能夠長(zhǎng)期保穩(wěn)定的控制方法。 （ 1）垂直運(yùn)動(dòng)：垂直運(yùn)動(dòng)相對(duì)來說比較容易。 （ 4）偏航運(yùn)動(dòng)：四旋翼飛行器偏航運(yùn)動(dòng)可以借助旋翼產(chǎn)生的反扭矩來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然在圖 b 圖 c中，飛行器在產(chǎn)生俯仰、翻滾運(yùn)動(dòng)的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生沿 x、 y 軸的水平運(yùn)動(dòng)。由于巡線機(jī)器人在高空作業(yè)，會(huì)受到刮風(fēng)及弓子線（跳線）部分導(dǎo)線不規(guī)則形狀的影響，并且環(huán)境中障礙物的形狀各異，尺寸較小，因此使用了超聲傳感器、激光測(cè)距儀、 CCD 等多種傳感器，并采用多傳感器的信息融合技術(shù)，成功地解決了機(jī)器人的避障問題。 ? 紅外成像儀和可見光攝像儀，用于對(duì)線路的檢測(cè)。在如此大的變化范圍之內(nèi) ， 為保證能為機(jī)器人連續(xù)供電 ， 取電裝置必須在較小的電流時(shí)便能取得較高的能量 ， 并且隨著電流不斷增加而增大。 塔上智能充電塢 塔上智能充電塢由風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)、機(jī)器人承載平臺(tái)和導(dǎo)航模塊組成。如下圖所示，我省所處的區(qū)域太陽能資源均勻，區(qū)域差異較小。 五、 預(yù)期目標(biāo)和成果形式 項(xiàng)目成果為： 1. 輸電線路智能機(jī)器人 系統(tǒng)一套； 2. 客戶端配套軟件一套， windows 運(yùn)行環(huán)境； 六、 合作單位或依托工程單位落實(shí)情況 無 七、 項(xiàng)目承擔(dān)單位的條件 項(xiàng)目承擔(dān)單位介紹 作為導(dǎo)線覆冰在 線監(jiān)測(cè)項(xiàng)目協(xié)作的西安思明電力科技有限公司成立于 2020 年 9 月 16日，注冊(cè)資本 501 萬元人民幣，公司的主營業(yè)務(wù)領(lǐng)域?yàn)椋杭芸崭邏狠旊娋€路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。 硬件工程師：李林利，西安電子科技大學(xué)畢業(yè)， 10 年以上硬件產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗(yàn)。 ? 絕緣子、金具、模擬導(dǎo)線及地線。 ? 噴淋系統(tǒng)通過變頻調(diào)速和控制模擬自然界暴雨、大雨、中雨、小雨、毛毛雨、雨夾雪等惡劣自然現(xiàn)象。5 ％以上。 ? 合作方可遠(yuǎn)程操控、觀察凍雨形成覆冰的實(shí)驗(yàn)過程。 十一、申請(qǐng)單位領(lǐng)導(dǎo)審查意見 （對(duì)經(jīng)費(fèi)預(yù)算是否合理，有無其他經(jīng)費(fèi)來源，能否償還貸款，能否保證研究計(jì)劃實(shí)施所需的人力，工作時(shí)間等基本條件提出具體意見） 四號(hào)仿宋 _GB2312（下同） 單位領(lǐng)導(dǎo)（簽字）