高速過障超高壓巡線除冰機(jī)器人設(shè)計(jì)

高速過障超高壓巡線除冰機(jī)器人設(shè)計(jì),高速,超高壓,除冰,機(jī)器人,設(shè)計(jì) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述 題 目： 高速過障超高壓巡線除冰機(jī)器人設(shè)計(jì) 姓 名： 學(xué) 號： 系 別： 機(jī)械系 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 年 級： 2009級 指導(dǎo)教師： （簽名） 年 月 日 文獻(xiàn)綜述 1、輸電線除冰機(jī)械人的設(shè)計(jì)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(shí)用的輸電線除冰機(jī)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(huì)因?yàn)榄h(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(jìn)行擠壓達(dá)到除冰的目的。 2、輸電線除冰機(jī)械人的研究意義 輸電線路覆冰會(huì)經(jīng)常造成線路跳閘、斷線、倒桿、通信中斷等線路事故，嚴(yán)重影響了電網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，對國家經(jīng)濟(jì)造成了巨大損失。因此，為保證電網(wǎng)安全運(yùn)行，減少工人因線路除冰而帶來的傷亡，設(shè)計(jì)一除冰機(jī)器人來解決這一問題就至關(guān)重要了。 3、輸電線除冰機(jī)械人的研究現(xiàn)狀 90年代末，國內(nèi)的一些研究機(jī)構(gòu)和高等學(xué)校開始了巡線機(jī)器人的研究工作，并研制了多種機(jī)構(gòu)的巡線樣機(jī)。1998年武漢大學(xué)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(jì)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(jī)器人樣機(jī)，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(xué)針對110KV的線路特點(diǎn)，于2005年成功研制了一種巡線機(jī)器人。該機(jī)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(dòng)制動(dòng)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(jī)身重量很重。如圖： 中國科學(xué)院沈陽自動(dòng)化所于2006年成功研制了能在500KV的輸電線路上實(shí)現(xiàn)巡檢作業(yè)的機(jī)器人樣機(jī)，該機(jī)器人也采用雙臂懸掛機(jī)構(gòu)，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跨越障礙，該機(jī)器人還配備了攝像機(jī)來識別障礙物，定位機(jī)械手的位置。通過手臂的交替移動(dòng)，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(jìn)行合作，對Linerover小車在能源動(dòng)力。遠(yuǎn)程通訊與控制、防水性能等方面做出了技術(shù)改進(jìn)完善了機(jī)構(gòu)的性能，但不具備越障能力，如圖 湖南大學(xué)在國家科技支撐計(jì)劃的資助下，聯(lián)合國防科技大學(xué)、武漢大學(xué)、和山東大學(xué)等多家單位研制開發(fā)了單體除冰機(jī)器人、可跨越障礙除冰的兩臂除冰機(jī)器人和三臂除冰機(jī)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(dòng)機(jī)器人。該機(jī)器人利用一對驅(qū)動(dòng)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(shí)機(jī)器人采用仿人攀爬激勵(lì)，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(gè)導(dǎo)軌，然后本體順著導(dǎo)軌滑到線塔的另一側(cè)；待機(jī)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(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制有粗略和精準(zhǔn)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(jī)器人，劇此控制機(jī)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(jìn)行控制。機(jī)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(jī)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(diǎn)、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(dāng)機(jī)器人遇到桿塔時(shí)，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(xué)的Hideo Nakamura等人開發(fā)了電器列車饋電電纜巡檢機(jī)器人。機(jī)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(jì)了一臺能夠自給電的巡線機(jī)器人樣機(jī)，采用了電流互感器從電力線路上獲取感應(yīng)電流作為機(jī)器人的工作電源，并初步實(shí)現(xiàn)了根據(jù)攝像機(jī)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(yàn)型巡線機(jī)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(dòng)停止前進(jìn)。它能在地面位置，將獲取的數(shù)據(jù)和圖片資料儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)記錄器中。地面工作人員可回放復(fù)查，進(jìn)一步確定損傷情況。 4、高壓巡線除冰機(jī)械人的目標(biāo) 設(shè)計(jì)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(jìn)行可見光圖像掃描和線路運(yùn)行狀態(tài)錄像。 參考文獻(xiàn) [1]吳功平，肖曉輝，肖華等。架空高壓輸電線巡線機(jī)器人樣機(jī)研制[J]，電力系統(tǒng)自動(dòng)化，第30卷，第13期，2006.7:237-240 [2]肖曉輝，史鐵林，杜娥。巡線機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)建模研究[J]，機(jī)械與電子，2004.11：44-47 [3]周風(fēng)余，李貽斌，吳愛國等，高壓巡線機(jī)器人的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J],機(jī)械科學(xué)與技術(shù)，第25卷第5期，2006.5:623-626. [4]邵威.輸電線除冰機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及仿真。三峽大學(xué)碩士學(xué)位論文。2011.5 [5]王耀南，魏書寧，印峰，曹文明。輸電線路除冰機(jī)器人關(guān)鍵性綜述。機(jī)械工程學(xué)報(bào)，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(jī)器人設(shè)計(jì)。