全越障功能的架空輸電線巡線機器人的研制.pdf

1、為了保證輸電線路安全、穩(wěn)定地運行，需要對輸電線路進行定期的巡檢。目前線路巡檢的方式主要有人工目測和航測法,但是這兩種方式在巡檢效率和時間持續(xù)性方面都有一定局限性。對于線路的巡檢工作，主要存在以下幾個難點：首先，輸電線路跨越范圍廣，途中經(jīng)歷各種復雜地形；同時巡檢需檢查的項目繁多，工作繁瑣；并且在巡檢的過程中還要應對各種外界氣候環(huán)境的干擾。通過研制能跨越線路上各種金具障礙巡線機器人，利用攜帶的傳感儀器對線路運行狀況進行檢測，可以有效的提高巡

2、檢作業(yè)效率和巡檢精度。
　　由于輸電線跨越各種復雜地形這使得每級線路之間跨度較大，存在機器人需要攀爬陡坡的情況。線路上的各種金具，將要求機器人具有較強的越障能力。目前國內(nèi)外研究機構設計制造的巡線機器人種類繁多，但是整體來看主要有重量過重，越障功能不完善，缺少對外界干擾的分析等問題。本文提出“一種單臂驅(qū)動雙臂越障”的設計方案。這種全新的設計能夠跨越地線上所有障礙，在遇上陡坡時能交替攀爬而行。對常見微風振動干擾進行動力學理論分析和模擬

3、仿真。本文主要圍繞以下的問題進行闡述：
　　1.巡線機器人方案的設計。查閱相關文獻資料，得到線路的結(jié)構特征和重要的數(shù)據(jù)尺寸。對作業(yè)中周圍氣象環(huán)境特征進行分析，明確巡線機器人的設計要求。針對國內(nèi)外現(xiàn)有的設計方案無法跨越全部障礙的問題，提出一種“單臂驅(qū)動雙臂越越障”的設計方案。
　　2.巡線機器人本體機械結(jié)構的設計與運動學仿真。根據(jù)提出的方案對巡線機器人進行各模塊機構的具體設計。建立巡線機器人上下線過程，越障關鍵動作的運動學模型

4、。通過軟件分析計算機器人的運動范圍和模擬機器人的越障過程，確保方案跨越各種障礙的可行性。
　　3.多外力耦合條件下的動力學建模與仿真。根據(jù)巡線機器人在實際的巡檢過程中受到外力干擾的情況，分析機器人在運行過程中受到地線振動與風力干擾。首先建立地線動力學數(shù)學模型；然后利用 Lagrange動力學建模方法建立機器人動力學模型。在機器人動力學仿真的過程中將兩種數(shù)學模型進行耦合，仿真越障時關節(jié)動力學特點。得出的結(jié)果與理想狀況進行比較，為巡線