Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł badawczy

Robot do pracy na żywo na linii dystrybucyjnej sterowany zdalnie na podstawie współpracy człowiek-robot

152 wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/71049

⸱

28 lipca 2026

 ,  ,  ,  ,  ,  , 

W tym artykule

Podsumowanie

Zbudowano telesterowanego robota do pracy na żywej linii dystrybucyjnej opartego na współdzieleniu kontroli pomiędzy człowiekiem a robotem. Eksperymenty laboratoryjne wykazały, że współdzielenie kontroli poprawiło efektywność trajektorii, jednocześnie zmniejszając czas zakończenia zadania i podruchów. Nagły algorytm wykrywania zachowania telesterowania zmniejszył nagłe ruchy operatora i został pomyślnie zweryfikowany w operacjach polegających na stukaniu na terenie.

Streszczenie

Tradycyjne prace na żywo na liniach rozdzielczych opierają się na pracy ręcznej, charakteryzującej się wysokim ryzykiem, dużą intensywnością pracy i wysokimi kosztami szkoleń; dlatego opracowywanie robotów do pracy na żywo na liniach rozdzielczych jest istotną drogą do zastąpienia ręcznych operacji. Jednak środowisko pracy jest bardzo niesformalizowane i dynamiczne, z wyzwaniami takimi jak złożone oświetlenie na zewnątrz i nieprzewidywalne warunki wietrzne. Istniejące roboty stosują głównie telesterowanie typu master-slave lub tryb pełnej automatyzacji, które nakładają duże obciążenie psychiczne na operatorów, są bardzo podatne na błędne działania i wykazują ograniczoną przystosowańczość do środowiska.

Aby rozwiązać te problemy, w niniejszym badaniu przedstawiono robota do pracy na żywo na liniach rozdzielczych sterowany zdalnie na podstawie współdzielenia kontroli przez człowieka i robota. Końcowa trajektoria manipulatora jest uzyskiwaną poprzez liniową kombinację ważoną dwóch referencyjnych trajektorii dostarczanych osobno przez operatora i automatycznego modułu planowania robota. Takie podejście zmniejsza zależność robota od operatora, łagodzi psychiczne obciążenie operatora, poprawia efektywność i zapobiega nagłym błędnym operacjom ze strony operatora. Na koniec, w artykule przedstawiono projekt systemu i zweryfikowano jego skuteczność poprzez zastosowanie w prawdziwych operacjach na żywo.

Wprowadzenie

Praca na czynnych liniach jest krytyczną metodą inspekcji, testowania i konserwacji sprzętu wysokiego napięcia. W Chinach objętość prac na czynnych liniach rośnie szybko. Z perspektywy zapotrzebowania branży, rozwiązanie problemu bezpieczeństwa personelu podczas pracy na czynnych liniach jest długotrwałym i trudnym zadaniem. Nadal potrzebne są innowacje i ulepszenia w metodach, technologiach, sprzęcie i koncepcjach.

Praca na czynnych liniach dystrybucyjnych jest jednym z najczęstszych rodzajów pracy na czynnych liniach, która dotyczy konserwacji czynnych linii dystrybucyjnych. Ze względu na złożone warunki oświetleniowe, gęstą rozmieszczeni....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

Wszystkie eksperymenty z udziałem operatorów przeprowadzono zgodnie z wytycznymi dotyczącymi bezpieczeństwa. Eksperymenty z zakresu teleoperacji przeprowadzili trzej przeszkoleni operatorzy (wszyscy praworęczni, z co najmniej 1 h szkolenia), będący członkami zespołu badawczego. Nie rekrutowano zewnętrznych uczestników, a badanie to nie wymagało instytucjonalnej oceny etycznej. Wolontariusze zostali poinformowani o procedurach eksperymentalnych; w trakcie badania nie gromadzono żadnych danych osobowych ani wrażliwych.

Wspólne ramy sterowania

W scenariuszach pracy pod napięciem takie czynniki, jak ....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

Wykrywanie gwałtownych zachowań operacyjnych
Rysunek 12 przedstawia analizę szeregów czasowych dla reprezentatywnego badania na platformie laboratoryjnej, które obejmuje dwa zamierzone gwałtowne ruchy.
Oba gwałtowne ruchy zostały wykryte (TPR = 10%) odpowiednio w czasie 1,81 s i 5,72 s, przy zerowej liczbie wyników fałszywie dodatnich (FPR = 0%) podczas 13,2 s normalnej pracy. Czas odpowiedzi zamrożenia: 1 klatka (20 ms), zmierzony za pomocą pomiaru czasu pętli stero.......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

To badanie proponuje system robota teleoperowanego do pracy na żywo w sieci dystrybucyjnej oparty na wspólnej kontroli człowiek-robot. W przeciwieństwie do w pełni autonomicznych systemów, które mają problem z dynamicznym oświetleniem na zewnątrz i niesprecyzowanymi tłami12, oraz tradycyjnej teleoperacji master-slave, która narzuca duże obciążenie kognitywne i fizyczne operatorom14,15,16, nasze podejście .......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Nie ma konfliktów interesów do zgłoszenia.

Podziękowania

Autorzy chcieliby podziękować operatorom, którzy wzięli udział w eksperymentalnych testach. Praca ta była wspierana przez Instytut Badawczy Energetyki Hubei, Laboratorium SGCC ds. Testowania i Oceny Technologie Polowych Urządzeń Wysokiego Napięcia.

....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Hikvision DS-2DC2D20IW-DE3Hikvisionhttps://www.hikvision.com/cn/products/pdplist/161056/kamera monitoringu pan-tilt-zoom (PTZ)
KUNWEI KWR75KUNWEItechhttps://www.kunweitech.com/products/866.htmlczujnik siły
LivoxAVIALivox(DJI)https://www.livoxtech.com/cn/avialaserowy LiDAR
PiperAGILEXhttps://www.agilex.ai/page/690abe7b5e78cfa260412c92?mi=1&rn=PIPER+%E6%A0%87%E5%87%86%E7%89%88manipulator master/slave do walidacji eksperymentów na platformie laboratoryjnej
PythonPython Software Foundationhttps://www.python.org/język programowania
RealSenseD435Intelhttps://store.realsenseai.com/buy-intel-realsense-depth-camera-d435.htmlkamera binokularna
Touch3D Systemshttps://cn.3dsystems.com/haptics-devices/touchurządzenie haptyczne
Ubuntu 24.04Canonical Ubuntuhttps://ubuntu.cn/system operacyjny
UR10Universal Robotshttps://www.universal-robots.cn/manipulator robota do pracy na żywo

Bibliografia

  1. Gu Jianwei, Zhang Peng. Research on safety risk management and control of live work in distribution networks. IOP Conf Ser: Mater Sci Eng; 2020. URL:https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1757-899X/782/3/032106.
  2. Nakashima M, Yano K, Maruyama Y, Yakabe H. The hot line work robot system "Phase II" and its human-robot interface "MOS". IEEE/RSJ Int Conf Intell Robots Syst; Pittsburgh, PA, USA; 1995. URL: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/526148.
  3. Dunlap JH, Van Name JM, Henkener JA. Robotic maintenance of overhead transmission lines. IEEE Trans Power Deliv. 2007;1(3):280-284.
  4. Liu Y, et al. Review of the development status of ....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Przeglądaj więcej artykułów

InżynieriaNumer 233Numer 233Prace przy napięciu w sieciach dystrybucyjnychinteligentny robotteleoperacjainterakcja człowiek-robot