線塔兩用輸電線巡檢機器人越障問題研究.pdf

1、超高壓輸電線巡檢機器人是當前機器人研究范疇的主要方向之一。巡檢機器人能有效的避免人工巡檢效率低、安全性差、作業(yè)難度高等弊端。目前，國內(nèi)外的巡檢機器人多以巡線機器人為主，本課題基于三桿四足攀爬機器人的基本構(gòu)型，提出一種線塔兩用的巡檢機器人，實現(xiàn)從輸電鐵塔至輸電線路的全方位巡檢工作。本文主要對機器人的構(gòu)型優(yōu)化進行優(yōu)化并針對巡檢機器人的線路越障問題提出解決方案。
　　首先，簡要闡述了國內(nèi)外攀爬機器人和巡線機器人的研究近況和發(fā)展趨勢，總結(jié)

2、輸電線路的障礙環(huán)境和攀爬環(huán)境要求。
　　其次，結(jié)合超高壓輸電線路和輸電線塔的巡檢作業(yè)要求基礎(chǔ)上，提出一種基于三桿四足基本構(gòu)型的巡檢機器人方案。根據(jù)該方案，結(jié)合輸電線路的巡檢要求進行了巡檢機器人的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和線塔兩用復合夾持器設(shè)計，利用三維建模軟件Solidworks建立了機器人整機初步樣機模型，并提出了機器人在高壓線上的越障方案。
　　再次，針對巡檢機器人在線路上的U字型掛線姿態(tài)進行了運動學分析。對機器人由于重力矩平衡問題引起

3、的繞線偏轉(zhuǎn)進行了力學分析，提出一種基于運動學方程近似求解機器人繞線偏轉(zhuǎn)角度的優(yōu)化迭代算法，通過Matlab對算法進行編寫并得到了基于重力平衡下的末端執(zhí)行器的工作空間云圖。通過Matlab和Adams聯(lián)合仿真對迭代算法的結(jié)果進行了驗證。
　　最后，對機器人行走輪和關(guān)節(jié)變量的驅(qū)動力矩進行計算分析。利用Solidworks軟件對巡檢機器人模型進行了簡化，并通過Adams對機器人的上下坡狀態(tài)和單臂懸掛越障過程進行了仿真，驗證了機構(gòu)的合理性