开关柜是电力系统的重要部分，其稳定工作直接关系到用电客户的用电质量，所以要做好开关柜的检测工作。而在检测工作进行时，可对开关柜带电检测机器人进行利用，想要实现它的利用，就要对它的设计和仿真展开分析，促使带电检测效果能实现顺利应用，推动电力企业实现稳定发展。基于此，文章结合开关柜带电检测机器人的基本情况，对具体的设计和仿真进行研究，推动开关柜保持稳定工作状态。
1.开关柜带电检测机器人的研究
高压开关柜在工作时，会受到异常情况的影响，不利于开关柜的正常工作，所以想要对高压开关柜的稳定工作，要对开关柜带电检测机器人进行设计，发挥开关柜带电检测机器人的功能和作用。推动开关柜检测水平的提升。开关柜带电检测机器人在工作时，主要包括机器人本体，而机器人本体则包括主机模块、电源模块、检测模块和运动模块几个部分。电源模块的电性主机模块和运动模块，主机模块信号会与运动模块和检测模块连接，其中检测模块包括可见光摄影机、红外线热像仪的、非接触式超声波传感器和特高频传感器等内容。在开关柜带电检测机器人工作时，所检测的固定在旋转运动模块上，电动小车主要包括2个主动轮和两个主后动轮、直流无刷伺服电机和驱动齿轮、机架几个部分组成。另外，激光导航系统在工作时，可以提升电动小车的前端，且该系统包括激光导航系统和激光传感器、GPS模块几个部分构成，满足开关柜带电检测机器人的顺利进行，推动开关柜带电检测机器人的服务品质提升。
2.开关柜带电检测机器人的设计研究
2.1设计分析
展开关柜带点检测机器人的研究，发现开关柜带电检测机器人的结构尺寸依靠开关室和开关柜的尺寸实现设计。具体情况，可以参考如下图1所示的内容，按照开关室的尺寸，开关柜带电检测机器人要在前后2条过道上开完成相应动作，并经过左右侧面的转弯。
图1：开关室的尺寸情况
对机器人设计需要满足的尺寸进行研究，具体的尺寸分析如下。
1）注意机器人的设计要按照预定线路，保证其在狭小的空间内，完成自主巡检工作，如此能提高开关柜检测机器人的服务作用，减少相应问题给开关柜带来的影响。
2）设计时应关注平台的分析，要求平台能得到控制，并满足不同类型平面的机柜检测要求，推动机柜的服务品质提升，降低干扰因素给机柜带来的影响。
3）设计中应注意对机械臂进行管理，
设计多自由度机械臂的控制，要求开关柜可以和同一开关柜保持不同空间位置展开检测，且在检测时，要注意对精度测定进行重复进行，提高自由度机械臂的控制的控制效果，保障开关柜带电检测机器人的服务作用。
设计时，开关室的尺寸和一般开关柜尺寸数据要按照上述图1展开控制，一般情况，注意开关柜的高度控制，一般高度要控制为1.8m～2.0m，再对开关柜的长度进行控制，可以控制为800mm左右，设计开关柜带电检测机器人的整体尺寸也要得到合理设计，可以控制为762mm×510mm×1611mm，按照这个尺寸实现对开关柜检测机器人的控制，要发挥它的功能和作用。之后，再按照图2所示的内容，展开机器人的具体控制，要求机器人经过控制后，能保持较好的服务作用。
图2：在线检测机器人的尺寸控制
按照上述尺寸，在机器人的控制，应对机器人的每一个移动位置进行研究，机器人要对开关柜的位置进行管理，对机器人的开关室进行管理，且x方向应按照相应方向，且不进行尺寸控制，再对多自由度机械臂的x方向行程展开控制，注意Sx=150mm，Z轴方向，行程要控制在Sz=917mm，且x方向注意高度范围的管控制，且Hz=0~Szmax=0~2049mm，再按照公式（1）展开分析。
Szmax=H1+Sz+L（1）
按照上述公式，对相应内容进行控制，再按照模块化结构设计的方式，开关柜带电检测机器人的结构可以分为的AGV小车和升降单元和多自由度机械臂三个模块。AGV小车用于全自动自主巡检，升降单元适应不同高度的开关柜柜层进行管控，再配合多自由度机械臂，使其满足柜内的全方位扫描检测。而在AGV小车设计时，小车选择中智312，再使其在工作时，能在小空间内保持稳定的工作状态。在具体小车设计时，可以参考如下表1所示的相应内容，提高小车的服务作用。
表1：小车的主要参数
按照上述设计方式，保证小车在工作时，保持较好的工作状态，后续工作中还要对带电检测机器人的流程进行分析。
机器人要在AGV的小车的导航下按照设定的路线，走到指定位置，机器人移动期间，可对开关室的环境进行监控。再对自由度机械臂末端携带的立体相机对高压开关柜进行视频采集，后续进行合理的图像处理。再借助相应算法，实现对缝隙的识别和定位。还要结合图像识别所获取的数据，实现对自由度机械臂携带的检测工具，并对地电波、局部放电等情况展开检测工作，再对数据分析进行上传，可促使相关数据得到合理分析，完成检测工作的顺利完成。最后，在动作执行完成后，机械手要回到初始位置，再要求机器人进入到下一个工作位置，满足带电检测机器人的稳定工作。
2.2结构设计
在具体设计时，应对结构进行合理设计。先展开升降单元的设计，要求升降单元能满足工作需求。具体设计时，可以参考如下图3所示的内容进行设计。
图3：升降单元的传动设计
按照上述设计，实现对升降单元的设计，并注意总重量控制为G1=29.31kg，滚丝杠推动升降单元部分的重量为G11=10.94kg，且机械臂总重量为5.68kg，现假设速度为v=0.12m/s，所以根据如下公式（2）完成丝杠导程P的计算。
（2）
按照上述公式，可以实现对的丝杠导程的合理研究，公式中i用于描述丝杠的传动比，i=1，n为电机额定转速，假设选择某一型号的电机，具体的参数，可以参考如下表2所示。
表2电机的参数
后续要对多自由度机械臂进行设计，设计时，可按照如下图4所示的内容展开设计。
图4：多自由度机械臂的设计
在实现开关柜带电检测机器人设计之后，要对带电机器人的仿真进行研究，经过仿真后，能保障开关柜带电检测机器人的服务作用。
3.开关柜带电检测机器人的仿真解析
结合开关柜的基本情况，对开关柜带电检测机器人的的测点进行分析，结合的D-H参数，实现旋转角的分析用字母θ表示，再分析关节的偏移长度，控制为d，后续α为扭角，按照H-H参数使用MATLAB实现仿真工作。如下图5所示为仿真的模型。
图5：机械臂的仿真模型
按照上述模型，实现对仿真的合理分析，经过仿真后，发现开关柜带电检测机器人的设计能符合实际需求，其中机械臂的初始位置和末尾位置，都能按照设计进行，说明设计符合实际需求。
结束语：
文章结合开关柜带电检测机器人的基本情况，先对开关柜带电检测机器人的概述进行研究，再对开关柜带电检测机器人的设计进行分析，后续再对开关柜带电检测机器人的仿真进行分析，说明经过设计后，开关柜带电检测机器人能保持稳定工作状态，推动开关柜的检测工作的顺利开展。
参考文献：
[1]曾晰,陶琴辉,陆颖杰等.开关柜带电检测机器人设计与仿真分析[J].制造业自动化,2022,44(12):68-72.
[2]郑云龙,罗日成,邹明.UHVDC输电线路低零值绝缘子带电检测方法[J].电力科学与技术学报,2022,37(02):197-204.
[3]朱太云,陈忠,胡迪等.GIS带电检测机器人用超声局放检测仪研制[J].电工技术,2021(06):5-6+9.
