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输电线模块化双臂带电作业机器人作业空间与轨迹规划仿真
1
作者 邹德华 刘兰兰 +2 位作者 戴文涵 蒋智鹏 江维 《河南工程学院学报（自然科学版）》 2024年第2期42-47,57,共7页
输电线路带电作业机器人可以辅助甚至替代人工实现输电线路的带电巡视和作业,然而机器人体积庞大,在野外复杂作业环境下运输十分不便,因此针对输电线路多种检修作业任务设计了一种模块化双臂带电作业机器人。模块化设计可以实现机器人... 输电线路带电作业机器人可以辅助甚至替代人工实现输电线路的带电巡视和作业,然而机器人体积庞大,在野外复杂作业环境下运输十分不便,因此针对输电线路多种检修作业任务设计了一种模块化双臂带电作业机器人。模块化设计可以实现机器人的快速拆装,解决机器人运输难题。针对典型金具检修作业任务,对机器人机械臂进行运动学建模,并基于该模型对机械臂末端进行作业空间与运动轨迹规划仿真,仿真结果验证了双臂带电作业机器人系统设计的可行性和有效性。 展开更多
关键词 双臂机器人 模块化 运动学建模 作业空间 轨迹规划
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双分裂高压输电线路四轮移动检修机器人虚拟样机设计与仿真 被引量：6
2
作者 顾苏 邹德华 +2 位作者 邝江华 刘兰兰 江维 《机床与液压》 北大核心 2022年第11期60-66,共7页
针对目前人工带电更换间隔棒检修作业过程中存在效率低、劳动强度大、人身安全得不到保障等问题,设计一种适用于双分裂输电线路间隔棒带电检修的四轮移动机器人。通过分析作业环境及作业对象,设计双臂各带机械手的机器人结构并确定最优... 针对目前人工带电更换间隔棒检修作业过程中存在效率低、劳动强度大、人身安全得不到保障等问题,设计一种适用于双分裂输电线路间隔棒带电检修的四轮移动机器人。通过分析作业环境及作业对象,设计双臂各带机械手的机器人结构并确定最优的自由度;分析作业过程中的关键技术,提出旧间隔棒拆卸与新间隔棒安装的机器人作业运动规划;在INVENTOR环境下开发机器人虚拟样机三维模型,对作业过程中作业臂的关键状态进行运动学建模;在MATLAB环境下对机器人作业臂进行运动学仿真。结果表明:所设计的双分裂输电线路移动作业机器人虚拟样机能够满足带电检修作业需求,可为机器人物理样机开发提供参考。 展开更多
关键词 四轮移动检修机器人 虚拟样机 运动规划
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柔性输电线-带电作业机器人刚柔耦合特性分析 被引量：3
3
作者 李化旭 邹德华 +2 位作者 刘兰兰 邝江华 江维 《机床与液压》 北大核心 2023年第9期29-33,61,共6页
输电线路带电作业机器人通过双轮行驶于高压电缆,刚性的机器人系统和柔性的输电线路之间构成了复杂的刚柔耦合系统,特别是在刚性系统和柔性系统的轮线接触处表现出较强的非线性复杂耦合特性。为保障机器人作业过程的稳定性,获取较好的... 输电线路带电作业机器人通过双轮行驶于高压电缆,刚性的机器人系统和柔性的输电线路之间构成了复杂的刚柔耦合系统,特别是在刚性系统和柔性系统的轮线接触处表现出较强的非线性复杂耦合特性。为保障机器人作业过程的稳定性,获取较好的作业动态性能,分别建立了柔性导线、刚性机器人以及柔性导线-刚性机器人的耦合动力学模型。基于该模型,在ADAMS中分几种不同典型工况对带电作业机器人线上作业行为的动力学特性进行了仿真研究。通过仿真特性曲线一方面验证了刚柔耦合动力学模型的有效性,另一方面通过仿真模型得到了合适的机器人动力学参数,从而实现机器人作业优化与控制。最后在带电线路进行现场引流板紧固作业试验,结果也验证了所提出的刚柔耦合动力学模型的工程实用性。 展开更多
关键词 柔性输电线 刚性机器人 刚柔耦合 动态特性 仿真研究
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电力巡线便道四足清障机器人步态规划与仿真
4
作者 林先晶 江维 +1 位作者 于俊康 邹德华 《电力科学与工程》 2024年第8期47-53,共7页
针对传统轮式、履带式清障机器人无法克服复杂地形的问题,提出了一种基于四足机器人的巡线便道清障机器人。对作业环境与作业任务要求进行了分析,结合分析结果设计了巡线便道四足清障机器人的虚拟样机模型。针对越障、爬坡、台阶攀登这... 针对传统轮式、履带式清障机器人无法克服复杂地形的问题,提出了一种基于四足机器人的巡线便道清障机器人。对作业环境与作业任务要求进行了分析,结合分析结果设计了巡线便道四足清障机器人的虚拟样机模型。针对越障、爬坡、台阶攀登这3种复杂工况对机器人进行步态规划,利用四足机器人单腿运动学模型与动力学模型推导了运动关节的参数。仿真结果表明,此四足清障机器人在上述3种工况下可以稳定运行。 展开更多
关键词 巡线便道清障 四足机器人 虚拟样机模型 步态规划 动力学仿真
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基于形态特征的输电线接续管视觉检测方法
5
作者 江维 林先晶 +1 位作者 张宏伟 邹德华 《河南工程学院学报（自然科学版）》 2024年第3期39-43,共5页
接续管是一种用于大档距输电导线连接的重要输电线金具,其压接质量和内部结构属于隐性工程,一旦接续管出现故障,会导致整条输电线路断裂。为保证输电线路正常稳定运行,需要定期对输电线路接续管进行检修维护,而作业前必须定位到接续管... 接续管是一种用于大档距输电导线连接的重要输电线金具,其压接质量和内部结构属于隐性工程,一旦接续管出现故障,会导致整条输电线路断裂。为保证输电线路正常稳定运行,需要定期对输电线路接续管进行检修维护,而作业前必须定位到接续管。基于此,提出了一种基于几何形态特征的输电导线接续管视觉检测方法。首先用轮廓和边缘特征检测间接表征接续管外观形态,用直线特征检测定位接续管在图像中所辖区域,用角点特征检测定位各个方向灰度有明显变化的图像凸点,然后提取接续管的轮廓特征、边缘特征、直线特征和角点特征,用多特征信息融合定位检测接续管,最后使用OpenCV计算机视觉函数库和NumPy数学函数库进行仿真,结果表明基于几何形态特征能够实现接续管的检测和识别,满足电力运维检修需求。 展开更多
关键词 接续管 几何形态 角点检测 视觉识别
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基于改进YOLO算法的输电线小目标金具轻量化视觉识别方法
6
作者 邹德华 张宏伟 +1 位作者 江维 龚闯 《湖南电力》 2025年第1期136-143,共8页
针对基于深度学习的输电线金具检测方法在提高小目标检测精度的同时无法保证模型轻量化的问题,提出一种输电线小目标金具轻量化检测方法。该方法在YOLOv4的基础上,首先根据小目标数据特点,结合基于密度的聚类算法(density-based spatial... 针对基于深度学习的输电线金具检测方法在提高小目标检测精度的同时无法保证模型轻量化的问题,提出一种输电线小目标金具轻量化检测方法。该方法在YOLOv4的基础上,首先根据小目标数据特点,结合基于密度的聚类算法(density-based spatial clustering of applications with noise,DBSCAN)和多次K均值的锚框优化策略优化预设框选择,加快网络收敛,提高检测精度。其次,使用GhostNetV2实现模型轻量化。然后设计小目标加强特征提取网络(small object enhanced multi-scale detection network,SMD-Net)提高目标特征提取能力,加强浅层特征与深层特征融合,解决下采样跨步卷积导致的特征丢失问题。最后,使用焦点损失函数优化样本分配,并使用深度可分离卷积(depth-wise separable convolution,DSC)降低模型复杂度。在自建小金具数据集上该算法的平均精度均值(mAP)达64.73%,模型计算量和参数量比改进前分别降低了78%和71%,而检测精度几乎没有损失。在公开数据集VisDrone2019上mAP达38.43%,与其他算法相比,该算法具有更优的小目标检测性能。 展开更多
关键词 输电线金具 密度聚类 小目标检测 轻量化 特征融合 焦点损失函数
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基于改进YOLOv8的输电线绝缘子故障诊断方法
7
作者 龚闯 江维 +1 位作者 邹德华 于俊康 《河南工程学院学报(自然科学版)》 2025年第1期38-44,共7页
输电线路绝缘子故障主要包括污闪、自爆、破裂等,不同类型故障有相应的检修方式,故提出了一种基于改进YOLOv8的绝缘子故障诊断方法。首先,通过数据增强方法扩充数据集,为减少模型的参数量并提高计算效率,引入VanillaNet轻量化YOLOv8的... 输电线路绝缘子故障主要包括污闪、自爆、破裂等,不同类型故障有相应的检修方式,故提出了一种基于改进YOLOv8的绝缘子故障诊断方法。首先,通过数据增强方法扩充数据集,为减少模型的参数量并提高计算效率,引入VanillaNet轻量化YOLOv8的原有主干网络。然后,在模型中集成AFPN结构,提高模型对不同目标的检测能力,并引入BiFormer双层级注意力机制加强目标的特征提取,增强模型的检测性能。最后,进行实验验证并得出结论,引入的AFPN结构使模型尺寸缩小了13.1%,有助于在资源受限的设备上部署,引入VanillaNet结构使得模型尺寸缩小了49.82%,引入BiFormer注意力机制,在不明显增大模型尺寸的前提下,提升了特征表示的质量。对模型进行实际检测任务的验证,结果表明改进模型检测效果良好,检测速度相较于传统模型提升了20.8%。 展开更多
关键词 绝缘子故障诊断 YOLOv8 数据增强 轻量化网络 注意力机制
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多分裂输电导线接续管探伤检测机器人系统设计及探测空间分析 被引量：1
8
作者 邹德华 蒋智鹏 +2 位作者 乔明明 邝江华 江维 《科学技术与工程》 北大核心 2022年第27期12016-12024,共9页
输电线路是电能传输的重要通道,多分裂输电线路是电能传输的主力,接续管是多分裂输电线路上的重要金具,其压接质量和内部结构的好坏属于隐性工程且直接影响到输电线路的正常稳定运行。基于此,提出了一种适用于多分裂输电线路接续管探伤... 输电线路是电能传输的重要通道,多分裂输电线路是电能传输的主力,接续管是多分裂输电线路上的重要金具,其压接质量和内部结构的好坏属于隐性工程且直接影响到输电线路的正常稳定运行。基于此,提出了一种适用于多分裂输电线路接续管探伤检测的机器人机构构型,设计了探伤检测机器人的虚拟样机模型,并进行了探伤装置的探伤检测作业运动规划,建立了探伤装置的D-H坐标系,基于此推导了探伤检测机器人的运动学方程并对其运动学特性进行了分析,最后,基于所建立的运动学模型,基于蒙特卡洛法在MATLAB软件中利用机器人工具箱ROBOT TOOLBOX进行了仿真实验,通过选取合适的点云数得到了探伤检测机器人末端在四分裂导线狭小空间内三个空间方向上的可达空间点云图,同时搭建机器人的机械臂模型,通过设置合理的运动参数得到了机器人探伤检测的轨迹规划仿真结果。通过仿真结果可知,机器人末端在四分裂导线所构成的狭小作业空间内可以实现无盲区的探伤检测,同时机械臂运动轨迹稳定、平滑,可以无碰避障的实现多分裂导线上的接续管探伤检测,本文的研究对于输电线路接续管探伤装置的系统设计和开发及输电网智能运维管理具有重要理论意义和实际应用价值。 展开更多
关键词 多分裂输电导线 探伤检测 机器人 作业空间 轨迹规划
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