【正文】 。白天太陽光最強時，風很小，晚上太陽落山后，光照很弱，但由于地表溫差變化大而風能加強。結(jié)合超低功耗設計，確保在無陽光情況下，系統(tǒng)也能正常工作30天。風光互補供電系統(tǒng)從外界收集能源，并以電能的型式儲存在蓄電池組中，以備機器人使用；機器人需要充電時，通過與導航模塊的通訊，降落在機器人承載平臺上；機器人承載平臺內(nèi)含充電電路，完成對機器人的充電。系統(tǒng)采用兼容性設計，可根據(jù)實際需要選擇安裝感應取電模塊或塔上智能充電塢充電模塊。鐵芯必須設計成可以分合的兩部分，在正常工作時兩部分合為一體，跨越障礙時需通過機械手將其分開。為了避免磁場損耗，鐵芯應是一個整體，以保證磁路中無氣隙。對應于鐵芯，則要求其應具有較高的初始磁導率及較高的飽和磁感應強度。高壓輸電線路中的電流受負載的影響而不斷變化，峰值電流是谷值電流的數(shù)百倍。智能巡線機器人可以通過感應取電和塔上智能充電塢充電的方式為機器人提供電源，實現(xiàn)方案如下：1. 感應取電按照電磁場理論,環(huán)繞工作狀態(tài)的高壓輸電線路存在著交變磁場,根據(jù)電磁感應定律，磁場中的回路將產(chǎn)生感應電流。在常規(guī)地面運作時，一般采用小型蓄電池定時更換方式。 另外，執(zhí)行層的任務還包括收集各關(guān)節(jié)位置傳感器的信息并進行預處理，然后傳送給規(guī)劃級，以便規(guī)劃級進行下一輪的運動軌跡規(guī)劃，完成對控制器、功率放大器的故障診斷，并把診斷結(jié)果送到規(guī)劃級。 252。 開關(guān)量單元。由電機驅(qū)動器、直流電機，位置傳感器和嵌入式系統(tǒng)組成位置閉環(huán)控制系統(tǒng)；另外它還與視覺傳感器和電磁傳感器等構(gòu)成機器人姿態(tài)伺服環(huán)。它主要由以下3個部分組成：252。而無線數(shù)據(jù)收發(fā)模塊用于接收地面遙控指令，并向地面發(fā)送機器人一系列的重要狀態(tài)信息，以便于地面手動干預，避免事故發(fā)生，優(yōu)先級高于自動控制。由于巡線機器人在高空作業(yè)，會受到刮風及弓子線（跳線）部分導線不規(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)，成功地解決了機器人的避障問題。巡線機器人沿輸電線路爬行，要跨越防震錘、耐張線夾、懸垂線夾等各種障礙。巡線機器人控制系統(tǒng)的由兩大部分組成：地面遙控/數(shù)據(jù)接收移動基站和本體控制單元，其中機器人本體控制單元采用由規(guī)劃層和執(zhí)行層組成的兩層分布式計算機控制結(jié)構(gòu)。 智能控制系統(tǒng) 自動巡線機器人是一種運行于高壓架空輸電線路上，具有一定智能的機器。當然在圖b圖c中，飛行器在產(chǎn)生俯仰、翻滾運動的同時也會產(chǎn)生沿x、y軸的水平運動。按圖b的理論，飛行器首先發(fā)生一定程度的傾斜，從而使旋翼拉力產(chǎn)生水平分量，因此可以實現(xiàn)飛行器的前飛運動。（5）前后運動：要想實現(xiàn)飛行器在水平面內(nèi)前后、左右的運動，必須在水平面內(nèi)對飛行器施加一定的力。反扭矩的大小與旋翼轉(zhuǎn)速有關(guān)，當四個電機轉(zhuǎn)速相同時，四個旋翼產(chǎn)生的反扭矩相互平衡，四旋翼飛行器不發(fā)生轉(zhuǎn)動；當四個電機轉(zhuǎn)速不完全相同時，不平衡的反扭矩會引起四旋翼飛行器轉(zhuǎn)動。（4）偏航運動：四旋翼飛行器偏航運動可以借助旋翼產(chǎn)生的反扭矩來實現(xiàn)。由于旋翼1的升力上升，旋翼3的升力下降，產(chǎn)生的不平衡力矩使機身繞y軸旋轉(zhuǎn)（方向如圖所示），同理，當電機1的轉(zhuǎn)速下降，電機3的轉(zhuǎn)速上升，機身便繞y軸向另一個方向旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)飛行器的俯仰運動。（2）俯仰運動：在圖（b）中，電機1的轉(zhuǎn)速上升，電機3的轉(zhuǎn)速下降，電機電機4的轉(zhuǎn)速保持不變。當外界擾動量為零時，在旋翼產(chǎn)生的升力等于飛行器的自重時，飛行器便保持懸停狀態(tài)。（1）垂直運動：垂直運動相對來說比較容易?；具\動狀態(tài)分別是：（1）垂直運動；（2）俯仰運動；（3）滾轉(zhuǎn)運動；（4）偏航運動；（5）前后運動；（6）側(cè)向運動。與傳統(tǒng)的直升機相比，四旋翼飛行器有下列優(yōu)勢：各個旋翼對機身所施加的反扭矩與旋翼的旋轉(zhuǎn)方向相反，因此當電機1 和電機3逆時針旋轉(zhuǎn)的同時，電機2和電機4順時針旋轉(zhuǎn)，可以平衡旋翼對機身的反扭矩。但是四旋翼飛行器只有四個輸入力，同時卻有六個狀態(tài)輸出，所以它又是一種欠驅(qū)動系統(tǒng)。由于飛行器是通過改變旋翼轉(zhuǎn)速實現(xiàn)升力變化，這樣會導致其動力部穩(wěn)定，所以需要一種能夠長期保穩(wěn)定的控制方法。四旋翼飛行器的結(jié)構(gòu)形式如圖所示。實現(xiàn)技術(shù)如下： 巡線機器人在兩側(cè)各裝備2個可收放的旋翼，如下圖所示：張開后即形成一個四旋翼無人機，可完成起降、跨越障礙等功能。目前在線路上實驗運行的巡檢機器人需人工安放到巡檢線路上，且跨越障礙能力不強。②在邊緣圖像中運用霍夫變換等方法分別檢測直線、圓和角點等圖形基元，并利用導線與障礙的位置關(guān)系以及障礙本身的特點來進行結(jié)構(gòu)約束，識別出障礙物。但它們在攝像機成像平面上投影后會得到一些相對簡單的圖形基元，如直線、圓(圓弧) 、角點等，如果能同時結(jié)合輸電線路結(jié)構(gòu)特點對上述圖形基元進行結(jié)構(gòu)約束，去除掉環(huán)境中一些干擾的圖形基元，就可判斷出障礙物的存在及其類型。該系統(tǒng)由攝像機、采集卡、嵌入式計算機等組成。巡線機器人采雙輪結(jié)構(gòu)在導線上行進，當遇到障礙時，通過輪子下方兩個夾爪依次夾緊導線，抬升機器人本體，以錯臂的方式跨越障礙。相對于國內(nèi)外一般采用臂及臂以上機器人技術(shù)而言, 該機器人機構(gòu)有如下特點機構(gòu)的自由度少, 機構(gòu)長度尺寸小, 加以采用嵌人式機械結(jié)構(gòu)和高強度的鋁合金材料, 機械結(jié)構(gòu)緊湊, 重量輕。在過障和路徑轉(zhuǎn)移時, 通過單臂夾爪夾緊導線, 另一臂通過運動規(guī)劃實現(xiàn)過障的各種分解動作。主動滾輪完成沿直線無障礙物段的行駛。 如圖所示為巡線機器人機構(gòu)的原理簡圖。從機構(gòu)運動學角度, 要求機構(gòu)能實現(xiàn)滾動、蠕動、跨越和避讓障礙物, 以及末端執(zhí)行器具有空間位姿調(diào)整運動從運動控制角度, 要求機構(gòu)的自由度少、機構(gòu)運動學逆解可實現(xiàn)解藕控制, 且運動控制的精度高從巡線機器人系統(tǒng)角度, 要求機構(gòu)具有一定的負載能力, 且與導線構(gòu)成等電位體從應用角度,要求機構(gòu)具有小巧緊湊、輕質(zhì)的機械結(jié)構(gòu), 且容易上下線作業(yè)和便于攜帶等。采用此方式可節(jié)約大量固定資產(chǎn)的投入。具體為：殼體、線路板、傳感器、軟件的設計開發(fā)，自主完成，零部件采用外購，機械部分外協(xié)加工，外圍配件直接購買的方式。6) 塔上智能充電塢借鑒軍事上應用成熟的加油機技術(shù)，獨創(chuàng)塔上充電塢，完成機器人充電，避免人工更換電池。4) 智能控制系統(tǒng)完成機器人系統(tǒng)的控制功能。2) 導航系統(tǒng)采用圖像和無線通訊相結(jié)合的方式完成導航，完成機器人上線、越障及自動/人工控制充電等功能。巡檢機器人包括系統(tǒng)電源、機器人本體、控制器、攝像機、導航系統(tǒng)、圖像及數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)（機載部分），塔上智能充電塢包括風光互補供電系統(tǒng)、機器人承載平臺和導航模塊，地面控制系統(tǒng)包括監(jiān)控系統(tǒng)、圖像及數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)（基站部分）及監(jiān)視器。6) 塔上智能充電塢借鑒軍事上應用成熟的加油機技術(shù)，獨創(chuàng)塔上充電塢，完成機器人充電，避免人工更換電池。4) 智能控制系統(tǒng)完成機器人系統(tǒng)的控制功能。2) 導航系統(tǒng)采用圖像和無線通訊相結(jié)合的方式完成導航，完成機器人上線、越障及自動/人工控制充電等功能。巡檢機器人包括系統(tǒng)電源、機器人本體、控制器、攝像機、導航系統(tǒng)、圖像及數(shù)據(jù)無線傳輸系統(tǒng)（機載部分），塔上智能充電塢包括風光互補供電系統(tǒng)、機器