高速過障超高壓巡線除冰機器人設(shè)計

高速過障超高壓巡線除冰機器人設(shè)計,高速,超高壓,除冰,機器人,設(shè)計 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）文獻綜述 題 目： 高速過障超高壓巡線除冰機器人設(shè)計 姓 名： 學 號： 系 別： 機械系 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 年 級： 2009級 指導(dǎo)教師： （簽名） 年 月 日 文獻綜述 1、輸電線除冰機械人的設(shè)計概述 本課題研究的目的在于根據(jù)輸電線系統(tǒng)的除冰需要，研制一種簡單，實用的輸電線除冰機器人。它是一種用于，在山地，荒野，河流，湖泊等地理環(huán)境的輸電線路上清冰。它是適用于各種地貌，不會因為環(huán)境的改變而停止工作。它的前端是一滾刀和壓輪，先利用銑刀在覆冰中間銑出一弧形面，而其后的壓輪對覆冰進行擠壓達到除冰的目的。 2、輸電線除冰機械人的研究意義 輸電線路覆冰會經(jīng)常造成線路跳閘、斷線、倒桿、通信中斷等線路事故，嚴重影響了電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運行，對國家經(jīng)濟造成了巨大損失。因此，為保證電網(wǎng)安全運行，減少工人因線路除冰而帶來的傷亡，設(shè)計一除冰機器人來解決這一問題就至關(guān)重要了。 3、輸電線除冰機械人的研究現(xiàn)狀 90年代末，國內(nèi)的一些研究機構(gòu)和高等學校開始了巡線機器人的研究工作，并研制了多種機構(gòu)的巡線樣機。1998年武漢大學的吳功平教授研制出了架空高壓線路的的巡線小車，從2002年開始，在國家“十五”863計劃的連續(xù)2次資助下，已經(jīng)研制成功了具有沿220KV的單分裂導(dǎo)程全程線路行駛和巡檢作業(yè)的巡線機器人樣機，他能夠跨越懸垂線夾，防震錘，耐張塔等幾乎所有障礙物，如圖 山東大學針對110KV的線路特點，于2005年成功研制了一種巡線機器人。該機器人的主體結(jié)構(gòu)主要由垂直伸縮臂，柔性水平臂，驅(qū)動制動裝置，手掌開合裝置，電源箱和控制箱6部分組成，能夠方便的跨越防震錘，懸垂線夾這些較簡單的障礙物，但機身重量很重。如圖： 中國科學院沈陽自動化所于2006年成功研制了能在500KV的輸電線路上實現(xiàn)巡檢作業(yè)的機器人樣機，該機器人也采用雙臂懸掛機構(gòu)，為了實現(xiàn)自動跨越障礙，該機器人還配備了攝像機來識別障礙物，定位機械手的位置。通過手臂的交替移動，能夠跨越防震錘，懸垂線夾等這類比較簡單的障礙物，如圖 山東電力研究院與加拿大魁北克水電研究院進行合作，對Linerover小車在能源動力。遠程通訊與控制、防水性能等方面做出了技術(shù)改進完善了機構(gòu)的性能，但不具備越障能力，如圖 湖南大學在國家科技支撐計劃的資助下，聯(lián)合國防科技大學、武漢大學、和山東大學等多家單位研制開發(fā)了單體除冰機器人、可跨越障礙除冰的兩臂除冰機器人和三臂除冰機器人。分別如圖 1988年東京電力公司研制了光纖復(fù)合架空地線（OPGW）巡檢移動機器人。該機器人利用一對驅(qū)動輪和一對夾持輪沿地線爬行，能跨越地線上的防震錘、螺旋減震器等障礙物。遇到線塔時機器人采用仿人攀爬激勵，縣展開攜帶的弧形手臂，手臂兩端勾住線塔兩側(cè)的地線，構(gòu)成一個導(dǎo)軌，然后本體順著導(dǎo)軌滑到線塔的另一側(cè)；待機器人家齒輪抱緊線塔另一側(cè)的地線后，將弧形手臂折疊收起，以備下次使用。機器人運動控制有粗略和精準定位兩種模式，粗略控制是吧線塔和地線的資料數(shù)據(jù)預(yù)先的編制好程序輸入機器人，劇此控制機器人的行走和越障；精確定位控制則根絕傳感器反饋的信息進行控制。機器人攜帶的損傷探測但愿采用渦流分析的方法探測光纖復(fù)合架空地線（OPGW）鎧裝層的損傷情況，并將損傷情況記錄到磁帶上。 美國TRC公司1989年研制了一臺懸臂自治巡線機器人原型。他能沿架空線長距離爬行、執(zhí)行電暈損耗、絕緣子、結(jié)合點、壓接頭等視覺檢查任務(wù)，對探測到的線路故障數(shù)據(jù)預(yù)處理后傳送給地面人員。當機器人遇到桿塔時，利用手臂采用仿人攀援的方法從側(cè)面越過桿塔，但結(jié)構(gòu)龐大，不方便跨線和下限操作。 1990年日本法政大學的Hideo Nakamura等人開發(fā)了電器列車饋電電纜巡檢機器人。機器人采用多關(guān)節(jié)小車結(jié)構(gòu)和“頭部決策，尾部跟隨”的放生控制體系，以10cm/秒的速度沿電纜平穩(wěn)爬行，并跨越分支線，絕緣子等障礙物。 泰國的S.Peungsungwal等人2001年設(shè)計了一臺能夠自給電的巡線機器人樣機，采用了電流互感器從電力線路上獲取感應(yīng)電流作為機器人的工作電源，并初步實現(xiàn)了根據(jù)攝像機圖像判斷電力線上的絕緣子等障礙物的視覺導(dǎo)航功能，不過該試驗型巡線機器人僅能在兩線塔間電力線上爬行，沒有比跨障能力，遇到障礙物便自動停止前進。它能在地面位置，將獲取的數(shù)據(jù)和圖片資料儲存在數(shù)據(jù)記錄器中。地面工作人員可回放復(fù)查，進一步確定損傷情況。 4、高壓巡線除冰機械人的目標 設(shè)計一種適應(yīng)各種環(huán)境，體積小，可以高速、高i校的除去覆蓋在電線上的冰，且能跨越障礙，并能進行可見光圖像掃描和線路運行狀態(tài)錄像。 參考文獻 [1]吳功平，肖曉輝，肖華等。架空高壓輸電線巡線機器人樣機研制[J]，電力系統(tǒng)自動化，第30卷，第13期，2006.7:237-240 [2]肖曉輝，史鐵林，杜娥。巡線機器人的動力學建模研究[J]，機械與電子，2004.11：44-47 [3]周風余，李貽斌，吳愛國等，高壓巡線機器人的設(shè)計與實現(xiàn)[J],機械科學與技術(shù)，第25卷第5期，2006.5:623-626. [4]邵威.輸電線除冰機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計及仿真。三峽大學碩士學位論文。2011.5 [5]王耀南，魏書寧，印峰，曹文明。輸電線路除冰機器人關(guān)鍵性綜述。機械工程學報，第47卷第23期，2011.12。 [6]張峰，郭銳，趙金龍等。輸電線路除冰技術(shù)及除冰機器人設(shè)計。