【正文】 .......................... 13 移動(dòng)體控制系統(tǒng) ................................................................................................. 13 變電站設(shè)備檢測(cè)系統(tǒng) ..................................................................................................... 14 遠(yuǎn)程紅外監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng) .......................................................................................... 14 遠(yuǎn)程聲音監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng) ................................................................................... 15 3 現(xiàn)有電力 機(jī)器人產(chǎn)品設(shè)計(jì) 的優(yōu)劣 .............................................................................................. 17 設(shè)計(jì)案例分析 ............................................................................................................... 23 4 電力 機(jī)器人產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則 .................................................................................... 24 滿足功能需求的原則 ..................................................................................................... 24 基于產(chǎn)品工學(xué)設(shè)計(jì)的原則 .............................................................................................. 24 遵循審美規(guī)律的原則 ..................................................................................................... 24 呼應(yīng)產(chǎn)品綜合設(shè)計(jì)的原則 .............................................................................................. 26 5 基于 犀牛軟件 的 電力機(jī)器人 設(shè)計(jì) .............................................................................................. 28 設(shè)計(jì)初始化階段 ............................................................................................................ 28 設(shè)計(jì)概念的形成 .................................................................................................. 28 設(shè)計(jì)草圖的勾勒 .................................................................................................. 28 設(shè)計(jì)方案的形成 ............................................................................................................ 30 設(shè)計(jì)方案的匯總 ......................................................................................................... 30 電力機(jī)器人 效果圖 ......................................................................................................... 31 犀牛繪制電力機(jī)器人效果圖展示 ................................................................................ 31 電力機(jī)器人細(xì)節(jié)圖展示 ....................................................................................... 35 致 謝 ......................................................................................................................................... 38 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................... 39 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 隨著科技進(jìn)步和電力體制改革的不斷發(fā)展，以“信息化、數(shù)字化、自動(dòng)化、互動(dòng)化”為特征的 智能電網(wǎng)建設(shè)逐漸深入?！碑?dāng)今社會(huì) ，電力機(jī)器人的廣泛應(yīng)用，使其在電力監(jiān)測(cè)方面占據(jù)越來(lái)越重要的作用 ，這讓 設(shè)計(jì)師 對(duì) 電力機(jī)器人 本身的文化內(nèi)涵有了更廣意義上的 追求 ， 電力機(jī)器 人的 設(shè)計(jì) 的意義不僅僅只在于對(duì)其外觀形態(tài)的直觀表達(dá)，更加在于其表達(dá)的意思，外觀照型的闡述，是一個(gè)優(yōu)秀設(shè)計(jì)師表達(dá)其自己內(nèi)心想法最為直觀的一種方式 ， 同時(shí)電力巡檢機(jī)器人的不斷優(yōu)化也是我們將、不斷優(yōu)化自己的過(guò)程 ，因此對(duì)電力機(jī)器人的外觀設(shè)計(jì)有重要的價(jià)值。 但是同西方發(fā)達(dá)國(guó)家相比 , 由于我國(guó)變電站自動(dòng)化系 統(tǒng)應(yīng)用起步較晚 , 變電站運(yùn)行管理的理念也有很大差異 , 使我們的變電站無(wú)人值守運(yùn)行水平與之相比還有很大的差距。 20xx 年，加拿大魁北克水電研究院的Montambault 等人研制了一臺(tái) HQ LineROVer 遙控小車(chē)。翌年，沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所的王魯單等完成了巡線機(jī)器人越障控制研究，實(shí)現(xiàn)了巡線機(jī)器人沿線行走及跨越障礙的功能。 研究框架 本文的研究框架（圖 ），其中第一章闌述了研究的背景、目的、意義，提出了研究的框架與研究的方法；第二章 為電力 機(jī)器人技術(shù)概述；第三章概述 電力 機(jī)器人產(chǎn)品設(shè)計(jì)的流程；第四章講述了 電力 機(jī)器人產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則；第五章闌述了 電力機(jī)器人在設(shè)計(jì)中可借鑒的元素 ； 第六章對(duì)電力機(jī)器人的二維、三維建模，及效果圖的展示；最后 是本次設(shè)計(jì)的總結(jié)。網(wǎng)絡(luò)調(diào)查法是通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)通信和數(shù)字交互式媒體，按照事先已知的被調(diào)查者的 Email地址發(fā)出問(wèn)卷收集信息的調(diào)查方法。它通過(guò)許多個(gè)別的事例或 分論點(diǎn) ，然后歸納出它們所共有的特性，從而得出一個(gè)一般性的結(jié)論。 簡(jiǎn)單枚舉 歸納法、類(lèi)比和消除歸納法在 科學(xué)發(fā)現(xiàn) 和 技術(shù)發(fā)明 方面都起著重要的作用。這也要靠量的歸納法。該機(jī)器人上配備了激光掃描設(shè)備，可將站內(nèi)的設(shè)備位置，道路掃描為地圖，我們?cè)诤笈_(tái)為它規(guī)劃好巡視路徑后，它就可以按照指示去工作了。 變電站電力機(jī)器人能夠全天候全方位全自主對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行無(wú)人值守巡檢 ,從而代替繁重的變電站設(shè)備人工巡檢 ,提高了變電站巡檢的自動(dòng)化、智能化水平 ,確保了智能電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行。機(jī)器人有多種導(dǎo)航方式，這些導(dǎo)航方式各有其特點(diǎn)，適用于不同的應(yīng)用環(huán)境，其中 GPS/DR 組合導(dǎo)航系統(tǒng)是一種較為成熟的導(dǎo)航方法，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于陸地車(chē)輛（裝甲戰(zhàn)車(chē)、軌道列車(chē)等）組合導(dǎo)航系統(tǒng)中。該機(jī)器人可以借助導(dǎo)軌越塔，但總重達(dá) 100kg，并且不能爬 30 度以上斜坡，所以無(wú)法廣泛應(yīng)用。 國(guó)內(nèi)巡線機(jī)器人的研究始于 20 世紀(jì) 90 年代末。通過(guò)模擬和分析，驗(yàn)證了機(jī)器人設(shè)計(jì)方案的合理性。闡述系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和越障原理，通過(guò)線下模擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，不斷測(cè)試生成合理的知識(shí)庫(kù)，實(shí)際越障時(shí)根據(jù)實(shí)測(cè)信號(hào)自動(dòng)調(diào)用知識(shí)庫(kù)完成自主越障動(dòng)作。進(jìn)行了仿真和試驗(yàn) ,驗(yàn)證了控制策略和理論分析的正確性。為保證變電站設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，更好更快地推進(jìn)變電站無(wú)人值守進(jìn)程，變電站電力機(jī)器人部分替代人工巡檢已經(jīng)成為一種趨勢(shì)。其主要優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)引原理簡(jiǎn)單而可靠，導(dǎo)航定位精度高并且重復(fù)性好，抗干擾能力強(qiáng)，缺點(diǎn)是磁軌跡鋪設(shè)工作量大，地面處理工作量大，路徑靈活性差。采用電力機(jī)器人進(jìn)行定時(shí)、定點(diǎn)監(jiān)控巡邏或不間斷流動(dòng)巡邏將是解決當(dāng)前情況的一種可行方案。在路口區(qū)域，使用 RFID、激光、慣導(dǎo)模塊與里程計(jì)相互配合，彌補(bǔ)缺陷 ,保證了路口區(qū)域機(jī)器人的定位精度。雖然視覺(jué)定位取得了廣泛的應(yīng)用，但視覺(jué)定位算法復(fù)雜 ,定位的實(shí)時(shí)性較差，且受環(huán)境中光照、尺度及部分遮擋等因素的 影響較大，這都會(huì)對(duì)圖像信息的理解和分析山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 帶來(lái)較大的困難。 基站與移動(dòng)體之間通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋組成一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng) ,其中無(wú)線網(wǎng)橋滿足 標(biāo)準(zhǔn) ,頻段 ,帶寬 50Mbit/s,無(wú)遮 擋傳輸距 10km?；居?jì)算機(jī)安放在運(yùn)行監(jiān)控中心 ,由基站框架、電子地圖、狀態(tài)報(bào)警處理、全局路徑規(guī)劃、數(shù)據(jù)庫(kù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)、工作模塊 (包括圖像、聲音處理模塊）等模塊組成。 圖片 移動(dòng)體內(nèi)部系統(tǒng)結(jié)構(gòu) Picture Mobile body internal system structure 變電站設(shè)備檢測(cè)系統(tǒng) 遠(yuǎn)程紅外監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng) 以非接觸測(cè)溫為基礎(chǔ)的紅外診斷技術(shù)在電力系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用 ,但是 ,目前主要使用的紅外熱像儀以手持形式為主。首先對(duì)采集的圖像進(jìn)行預(yù)處理 ,識(shí)別出被監(jiān)測(cè)的電力設(shè)備 ,通過(guò)將該圖像與上次采集的圖像進(jìn)行差圖像分析、累積圖像分析、相關(guān)分析、區(qū)域標(biāo)識(shí)、紋理描述和評(píng)判等處理 ,結(jié)合對(duì)應(yīng)設(shè)備的參數(shù)庫(kù)確定其是何設(shè)備 ,如果是儀表則識(shí)別出讀數(shù)。 2 )噪聲信號(hào)檢測(cè)模塊 ,其任務(wù)是將移動(dòng)巡檢機(jī)器人傳回的噪聲與以往的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較 ,判斷變壓器工作是否正常 ,如果出現(xiàn)異常 ,判斷是何種異常。 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 3 現(xiàn)有電力 機(jī)器人產(chǎn)品設(shè)計(jì) 的優(yōu)劣 隨著科技進(jìn)步和電力體制改革的不斷深人發(fā)展 ,電力系統(tǒng)自動(dòng)化程度已有很大提高 , 變電站值班也逐漸趨于無(wú)人化或少人化。 電力機(jī)器人造型設(shè)計(jì) 24 4 電力 機(jī)器人產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則 滿足功能需求的原則 設(shè)計(jì) 巡檢機(jī)器人 應(yīng) 代替巡檢人員完成變電站高壓設(shè)備的所有巡檢任務(wù)。由于它的學(xué)科內(nèi)容的綜合性、涉及范圍的廣泛性以及學(xué)科側(cè)重點(diǎn)的不同，學(xué)科的命名具有多樣化的特點(diǎn) ?，F(xiàn)代設(shè)計(jì)美學(xué)的熟練運(yùn)用對(duì)專門(mén)的設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)是必要的，對(duì)于美學(xué)家和藝術(shù)理論家來(lái)說(shuō)是 不應(yīng)忽視的，對(duì)于公眾來(lái)說(shuō)也是很有幫助的和有意義的。 設(shè)計(jì)行業(yè)因?qū)I(yè)分工大體上分成空間設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)、其他類(lèi)等四大領(lǐng)域。這些能力包括了：文學(xué)性、溝通性、兩面性、生活性 、議題性、語(yǔ)文性等。視點(diǎn)、透視與從平面到立體，構(gòu)圖、取景與組織等性質(zhì)的探討。所以現(xiàn)代設(shè)計(jì)師，尤其是平面圖像設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)根據(jù)需要把調(diào)動(dòng)受眾的質(zhì)感 觀照能力列入思 考范圍。 (2)產(chǎn)品傳播設(shè)計(jì) 。 (4)產(chǎn)品創(chuàng)新與品牌延伸 產(chǎn)品創(chuàng)新與品牌延伸。產(chǎn)品或構(gòu)件具備某種功用的能力稱為產(chǎn)品 或構(gòu)件的功能。④定性分析與定量分析相結(jié)合。 電力機(jī)器人造型設(shè)計(jì) 28 5 基于 犀牛軟件 的 電力機(jī)器人 設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)初始化階段 根據(jù)之前的調(diào)研結(jié)果分析得出，現(xiàn)有機(jī)器人大都外型生硬，因?yàn)榭梢栽O(shè)計(jì)成以卡通形象為主體的電力機(jī)器人，采用兩輪驅(qū)動(dòng)，天線和攝像頭，紅外熱成像內(nèi)置。這幾個(gè)步驟一個(gè)不能缺少，它們是相輔相成的。這也是以后能否展開(kāi)設(shè)計(jì)的提前。 設(shè)計(jì)草圖的勾勒 方案 1：以導(dǎo)航犬 為模型繪制的草圖 圖 草圖方案 1 Figure Draft plan 1 山東交通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 方案 2：以鴨子的外形為模型繪制的草圖 圖 草圖方案 2 Figure Draft plan 2 方案 3：以人體外觀為模型繪制的草圖 圖 草圖方案 3 Figure Draft plan 3 電力機(jī)器人造型設(shè)計(jì) 30 圖 草圖方案正面 Figure Draft plan front 設(shè)計(jì)方案的形