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隧道电缆巡检机器人结构设计及其力学性能分析

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兵工自动化 2022年第12期41卷 49-55,65页

作者：刘子恒吴杰陶卫军南京理工大学机械工程学院南京210000

为利用机器人代替人工完成隧道电缆巡检,设计一款带云台升降的吊轨式巡检机器人并对其行走过程进行力学分析。根据隧道内具体环境的要求,确定机器人工作原理与系统构成;对机器人的主要结构模块进行设计,并搭建机器人传感与控制系统;基... 详细信息

为利用机器人代替人工完成隧道电缆巡检,设计一款带云台升降的吊轨式巡检机器人并对其行走过程进行力学分析。根据隧道内具体环境的要求,确定机器人工作原理与系统构成;对机器人的主要结构模块进行设计,并搭建机器人传感与控制系统;基于达朗贝尔原理建立机器人行走过程力学模型,通过仿真对其行走过程中的驱动力变化规律进行分析。仿真结果表明:该机器人满足行走速度大于0.8m/s、爬坡能力大于15°以及转弯半径小于0.5 m的性能指标,具备可行性与实用价值。

关键词：巡检机器人隧道电缆力学性能分析

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隧道电缆稳态温升快速计算方法研究

高压电器 2021年第1期57卷 75-81页

作者：傅晨钊司文荣祝令瑜李红雷姚周飞国网上海市电力公司电力科学研究院上海200437 西安交通大学西安710049

为提高隧道电缆稳态温升的计算效率,支撑运行人员负荷实时调整,文中提出了一种隧道电缆群稳态温升的快速算法。首先以单根电缆为例,通过对多工况稳态温升有限元计算结果的分析,提出了隧道内“对流散热-对流热阻”的量化规律,进而基于此... 详细信息

为提高隧道电缆稳态温升的计算效率,支撑运行人员负荷实时调整,文中提出了一种隧道电缆群稳态温升的快速算法。首先以单根电缆为例,通过对多工况稳态温升有限元计算结果的分析,提出了隧道内“对流散热-对流热阻”的量化规律,进而基于此提出了相应快速算法,然后将其扩展适用于多根电缆,并以三回垂直布置的电缆为例进行了验证。验证结果表明:文中所提出的快速算法便捷准确,可以满足运行需要,并为后续暂态温升快速算法的研究创造了条件。

关键词：隧道电缆稳态温升快速算法

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防火封堵对隧道电缆影响的多场耦合仿真研究

广东电力 2022年第9期35卷 94-101页

作者：李小潇牛海清聂程陈泽铭刘刚华南理工大学电力学院广东广州510641 广东电网有限责任公司广州供电局广东广州510620

火灾是隧道集群敷设电缆线路最严重的事故,具有隐蔽性和延燃性,封堵是隧道电缆线路的重要防火措施。为此,研究防火封堵对正常运行隧道电缆线路的影响。首先建立隧道电缆的多物理场耦合仿真模型,通过实际测温及环流数据验证数学模型的正... 详细信息

火灾是隧道集群敷设电缆线路最严重的事故,具有隐蔽性和延燃性,封堵是隧道电缆线路的重要防火措施。为此,研究防火封堵对正常运行隧道电缆线路的影响。首先建立隧道电缆的多物理场耦合仿真模型,通过实际测温及环流数据验证数学模型的正确性;对比分析防火封堵对隧道电缆线路温度分布及空气流速分布的影响。结果表明:防火封堵在导致热量积累的同时改变了隧道内的空气的流向和流速分布,形成高速气流和大范围涡流,改善了电缆周围的散热情况,使封堵处积累的热量能及时向轴向和周围传递;基于该隧道最大负荷日电流的计算条件,防火封堵可使电缆线路的最高温度降低7.24%。

关键词：防火封堵隧道电缆多场耦合温度分布流速分布

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隧道电缆巡检机器人设计与研究

隧道电缆巡检机器人设计与研究

作者：吴杰南京理工大学

学位级别：硕士

随着城市现代化的不断发展,我国的电缆隧道建设也越发完善,随之而来的是隧道巡检问题。目前多数巡检任务依旧由人工完成,但隧道内环境复杂且易积累有毒有害气体,人工巡检潜在危险较大,因此采用巡检机器人来实现高压电缆隧道的无人化智... 详细信息

随着城市现代化的不断发展,我国的电缆隧道建设也越发完善,随之而来的是隧道巡检问题。目前多数巡检任务依旧由人工完成,但隧道内环境复杂且易积累有毒有害气体,人工巡检潜在危险较大,因此采用巡检机器人来实现高压电缆隧道的无人化智能巡检非常必要。本文提出一种适用于隧道内环境的新型隧道电缆巡检机器人方案,并对其进行结构设计、静力学和动力学分析,实现自主充电以及运动控制。首先针对电缆隧道的实际内部情况,制定巡检机器人的主要参数指标,并对其进行总体方案设计,主要包括机器人本体结构设计方案与控制系统设计方案。在此基础上采用Solidworks软件进行了机器人详细结构设计,包括充电机构、驱动机构、导向机构、升降机构,并对主要受力零件进行ANSYS有限元分析,验证了关键零件结构强度能满足设计需求。其次,分析巡检机器人在水平、爬坡状态以及云台翻转过程的运动过程及受力情况,分别建立动力学模型;在此基础上分析各状态下电机输出力矩与加速度、坡度、云台翻转角度等参数的变化关系,利用matlab进行仿真,验证了机器人电机、减速器选型的合理性。然后,针对爬坡以及云台升降翻转对机器人行走稳定性的影响,进行了稳定性量化分析与评价,建立稳定性计算模型并利用matlab进行仿真,明确了各参数对机器人行走稳定性的影响。并且分析了在保证机器人稳定运行的情况下,在不同坡度的轨道上行走时升降机构的高度变化对机器人加速度的限制。此后,考虑云台安装在机器人末端,各因素积累可能会导致末端位置产生偏移,因此对机器人末端位置误差进行详细分析。结合机器人结构来分析影响末端位置误差的主要因素,针对这些影响因素进行详细的分析计算,建立误差模型并利用matlab进行仿真分析,最终判断末端云台的偏移量处于可接受范围内。此后,完成机器人控制硬件系统设计,包括对控制器、驱动器、各类传感器等硬件选型以及搭建。最后,对所设计的机器人样机进行实验测试,包括无线通讯可靠性实验、机器人直线行走实验、云台升降翻转实验、自主充电实验等功能性实验,再结合动力学模型完成了爬坡以及云台翻转过程的仿真实验,验证了机器人能完成隧道电缆巡检所需的运动功能。

关键词：巡检机器人隧道电缆结构设计自动充电动力学模型稳定性分析

隧道电缆巡检轨道机器人智能越障控制方法研究

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电子设计工程 2019年第24期27卷 79-83页

作者：韩宇泽周平赵轩储强国网南京供电公司

针对传统隧道电缆巡检机器人智能越障控制方法控制能力差的问题,研究了一种新的隧道电缆巡检轨道机器人智能越障控制方法,探究了巡检机器人的工作环境,引用D-H参数法建立巡检机器人越障模型,分析每个机器人的关节变量,得到机器人末端执... 详细信息

针对传统隧道电缆巡检机器人智能越障控制方法控制能力差的问题,研究了一种新的隧道电缆巡检轨道机器人智能越障控制方法,探究了巡检机器人的工作环境,引用D-H参数法建立巡检机器人越障模型,分析每个机器人的关节变量,得到机器人末端执行器的位置和姿态,使用求近似解值法求出力矩和的最小值,通过逆向求解计算出巡检机器人绕线偏转扭转角度,利用优化算法分析机器人越障运动工作空间,建立三维坐标系,并将分解成X-Y坐标系、Y-Z标系、X-Z坐标系,确定末端夹持器在各轴上弹出的最大距离,判断巡检机器人是否能够实现越障,根据反馈结果,进行智能控制。设计实验验证该控制方法有效性,结果表明,该控制方法得到的巡检机器人电压值更接近理论值,可以有效帮助机器人精准地实现越障操作。

关键词：隧道电缆巡检轨道智能机器人机器人控制智能越障

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隧道电缆温度及烟雾监测报警系统的设计

自动化技术与应用 2005年第5期24卷 64-66页

作者：范云芝沈祥鸿商丘师范学院计算机科学系河南商丘476000 商丘职业技术学院河南商丘476000

该文以某铝厂隧道电缆温度及烟雾监测系统为例,研究了重工业企业中电力安全生产技术,提出了一种隧道电缆安全保护的模式。

关键词：隧道电缆温度、烟雾监测现场总线虚拟串口组态软件

基于Web的隧道电缆远程监测系统设计与实现

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商丘职业技术学院学报 2005年第2期4卷 19-20页

作者：范云芝范建华商丘师范学院计算机科学系河南商丘476000 商丘职业技术学院河南商丘476000

本文以某隧道电缆温度及烟雾监测报警系统为背景,提出了一种基于Web的远程监测系统实施方案.

关键词：远程监测隧道电缆 Activex控件

BICC的模拟隧道电缆燃烧烟气试验和IEC的烟密度测定方法

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电线电缆 1985年第4期 35-39页

作者：徐应麟

电缆隧道、地下铁道、人防工程、地下商场以及地下街道等使用的电线电缆品种多、数量大,而且集中,因此,一旦发生火灾,由电线电缆不完全燃烧所产生的烟气,将妨碍人们的视线,给人员疏散、救护和灭火工作带来很大的困难。在这种场合,低烟... 详细信息

电缆隧道、地下铁道、人防工程、地下商场以及地下街道等使用的电线电缆品种多、数量大,而且集中,因此,一旦发生火灾,由电线电缆不完全燃烧所产生的烟气,将妨碍人们的视线,给人员疏散、救护和灭火工作带来很大的困难。在这种场合,低烟气电线电缆的开发,与阻燃防火具有同等的重要性。而作为低烟气电线电缆的试验手段,目前所见标准以材料试验为多,但材料的试验显然不能等同于产品的试验。因此,这里介绍一种

关键词：隧道电缆 BICC 漏泄电缆通信电缆试验法燃烧烟气烟密度 IEC 测定方法

成功解决大口径电缆敷设和接头难题500kV世博隧道电缆全线竣工

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华东电力 2010年第3期38卷 455-455页

作者：陆项羽