高压电线除冰机器人机构设计【12张图纸】【优秀】

高压电线除冰机器人机构设计31页 18000字数+说明书+开题报告+任务书+文献综述+12张CAD图纸任务书.doc减速器.dwg固定制动片.dwg大臂.dwg封面.doc小臂.dwg平行杆.dwg异形刹车片.dwg弹簧杆.dwg承诺书.doc文献综述.doc轮支撑.dwg轴.dwg除冰手掌开合装置.dwg除冰机器人机械手.dwg驱动轮.dwg高压电线除冰机器人机构设计开题报告.doc高压电线除冰机器人机构设计说明书.doc目录摘要11 引言11.1 问题的提出及研究意义11.2 国内外研究现状11.3工业机器人的发展史21.4导线覆冰的原因32 高压输电线路的覆冰42.1 不规则覆冰和不同期脱冰42.2除冰的方式方法42.3输电线路的抗冰53 除冰机器人机构73.1 除冰机器人种类73.1.1 线缆除冰机器人73.1.2 可跨跃障碍多分裂机器人83.1.3 电力设施的微波除冰装置93.2 前端多环铣刀93.2.1 成型铣刀的结构参数103.2.2 成型铣刀截面的计算133.3 机械升降平台143.3.1 升降平台的机械结构形式143.3.2 升降平台零件设计153.4电机的选择173.4.1升降步进电机173.4.2 回转驱动电机194 控制系统的设计214.1 机器人的控制系统214.2 基于运动卡的控制系统的建立224.2.1总体方案的确定224.2.2 机器人控制工作原理234.3 软件编程语言的特点244.4指令系统244.5运动控制程序运行过程的简介25参考文献26致谢27毕业设计主要内容和要求：该机器人采用机械除冰方式，利用冲击头沿轴线高速敲击高压线上的附冰，使附冰以块状的形式脱落。同时该机器人可通过更换打击头以适应不同直径规格的高压输电线。机器人的行走采用三个带槽轮子，紧夹高压线缆，以确保机器人在除冰过程平稳前行。该机器采用电磁感应耦合电源装置，自带可充电蓄电池，续航能力强。本文还介绍避免因发动机的震动引起高压输电线共振舞动的方法。同时，机器人可以携带检测和通信设备，对输电线路进行巡查作业。

编号：271448 类型：共享资源大小：1.13MB 格式：RAR 上传时间：2014-04-05 上传人：上*** IP属地：江苏

50
积分

版权申诉 word格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载

关键词：: 高压电线除冰机器人机构设计 12 十二图纸优秀优良

资源描述：

高压电线除冰机器人机构设计

31页 18000字数+说明书+开题报告+任务书+文献综述+12张CAD图纸

任务书.doc

减速器.dwg

固定制动片.dwg

大臂.dwg

封面.doc

小臂.dwg

平行杆.dwg

异形刹车片.dwg

弹簧杆.dwg

承诺书.doc

文献综述.doc

轮支撑.dwg

轴.dwg

除冰手掌开合装置.dwg

除冰机器人机械手.dwg

驱动轮.dwg

高压电线除冰机器人机构设计开题报告.doc

高压电线除冰机器人机构设计说明书.doc

摘要1

1 引言1

1.1 问题的提出及研究意义1

1.2 国内外研究现状1

1.3工业机器人的发展史2

1.4导线覆冰的原因3

2 高压输电线路的覆冰4

2.1 不规则覆冰和不同期脱冰4

2.2除冰的方式方法4

2.3输电线路的抗冰5

3 除冰机器人机构7

3.1 除冰机器人种类7

3.1.1 线缆除冰机器人7

3.1.2 可跨跃障碍多分裂机器人8

3.1.3 电力设施的微波除冰装置9

3.2 前端多环铣刀9

3.2.1 成型铣刀的结构参数10

3.2.2 成型铣刀截面的计算13

3.3 机械升降平台14

3.3.1 升降平台的机械结构形式14

3.3.2 升降平台零件设计15

3.4电机的选择17

3.4.1升降步进电机17

3.4.2 回转驱动电机19

4 控制系统的设计21

4.1 机器人的控制系统21

4.2 基于运动卡的控制系统的建立22

4.2.1总体方案的确定22

4.2.2 机器人控制工作原理23

4.3 软件编程语言的特点24

4.4指令系统24

4.5运动控制程序运行过程的简介25

参考文献26

致谢27

毕业设计主要内容和要求：

该机器人采用机械除冰方式，利用冲击头沿轴线高速敲击高压线上的附冰，使附冰以块状的形式脱落。同时该机器人可通过更换打击头以适应不同直径规格的高压输电线。机器人的行走采用三个带槽轮子，紧夹高压线缆，以确保机器人在除冰过程平稳前行。该机器采用电磁感应耦合电源装置，自带可充电蓄电池，续航能力强。本文还介绍避免因发动机的震动引起高压输电线共振舞动的方法。同时，机器人可以携带检测和通信设备，对输电线路进行巡查作业。

QQ截图20130204143602.gif

QQ截图20130204143617.gif

QQ截图20130204143652.gif

内容简介：: 中国地质大学长城学院毕业设计任务书学生姓名商殿尊学号05208332班级08机制3班指导教师杨义勇职称教授单位中国地质大学毕业设计题目湖南地区高压电线除冰机器人机构设计毕业设计主要内容和要求：该机器人采用机械除冰方式，利用冲击头沿轴线高速敲击高压线上的附冰，使附冰以块状的形式脱落。同时该机器人可通过更换打击头以适应不同直径规格的高压输电线。机器人的行走采用三个带槽轮子，紧夹高压线缆，以确保机器人在除冰过程平稳前行。该机器采用电磁感应耦合电源装置，自带可充电蓄电池，续航能力强。本文还介绍避免因发动机的震动引起高压输电线共振舞动的方法。同时，机器人可以携带检测和通信设备，对输电线路进行巡查作业。主要参考资料：1张屹，邵威，高虹亮，罗成. 高压输电线路除冰机器人的机构设计J.三学大学学报，2008.12，Vol.30 No.6：P69-72.2高虹亮，孟遂民，罗成，马小强.架空输电线路除冰机器人的结构设计J.电力建设，2009.3，Vol.30 No.3：P93-96.3甘辰予，陈劲生.LEGO 智能除冰机器人的设计J.大众科技，2009.10，No.10.4蒋正龙，陆佳政，雷红才，黄福勇. 湖南2008年冰灾引起的倒塔原因分析J.高电压技术，2008.11，Vol.34 No.11：P2468-2474.5 吴功平，肖晓晖，肖华，戴锦春，鲍务均，胡杰. 架空高压输电线路巡线机器人样机研制J.电力系统自动化，2006.7.10，Vol.30 No.13：P90-107.6 张运楚，梁自泽，谭民. 架空电力线路巡线机器人的研究综述J.机器人，2004.9，Vol.26 No.5:P467-473.7 许源刘人玮李军. 湖南电网防冻融冰体系改革之探讨J.2003,Vol.23 No.5:P24-27.毕业设计应完成的主要工作：1.毕业设计任务书2.毕业设计开题报告3.毕业设计文献综述4. 毕业设计的翻译文章及外文原文5.毕业论文6.相关图纸毕业设计进度安排：序号毕业设计各阶段内容时间安排备注1查阅资料并撰写毕业设计开题报告2011.12.10-2011.12.202指导教师审核开题报告,学生根据指导老师意见做进一步修改2011.12.21-2011.12.223系里组织开开题报告会2011.12.21-2011.12.224由指导老师指导查阅资料，并翻译外文资料2012.12.23-2011.12.315撰写文献综述，经指导老师审阅后着手毕业论文的写作2012.01.01-2012.01.206开始编写毕业设计工作计划，进入毕业设计的撰写2012.01.21-2012.03.067整改设计论文2012.04.29-2012.04.308毕业设计答辩2012.05.05-2012.05.19课题信息：课题性质：设计论文课题来源：教学科研生产其它发出任务书日期： 2011.12.6 指导教师签名：年月日教研室意见：教研室主任签名：年月日学生签名：中国地质大学长城学院本科毕业设计题目湖南地区高压电线除冰机器人机构设计系别工程技术系专业机械设计制造及其自动化学生姓名商殿尊学号 05208332 指导教师杨义勇职称教授 2012 年 4 月 26 日本科毕业生毕业设计诚信承诺书毕业设计题目湖南高压电线除冰机器人机构设计学生姓名商殿尊专业机制学号05208332指导老师杨义勇职称教授所在系别工程技术系诚信承诺本人慎重承诺和声明：我承诺在毕业论文（设计）活动中遵守学校有关规定，恪守学术规范，在本人的毕业论文中不剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果，不篡改研究数据，如有违规行为发生，我愿承担一切责任，接受学校的处理。学生（签名）：年月日中国地质大学长城学院本科毕业设计文献综述系别：工程技术系专业：机械设计制造及其自动化姓名：商殿尊学号： 05208332 2012年3月1日1. 引言随着我国经济的高速发展，超高压大容量输电线路越建越多，线路走廊穿越的地理环境更加复杂，如经过大面积的水库、湖泊和崇山峻岭，给线路维护带来很多困难而且在严冬及初春季节，我国云贵高原、川陕一带及两湖地区常出现雾凇和雨凇现象，造成架空输电线路覆冰，使线路舞动、闪络、烧伤，甚至断线倒杆，使电网结构遭到破坏，安全运行受到严重威胁在紧急情况下，寻道员用带电操作杆或其它类似的绝缘棒只能为很少的一部分覆冰线路除冰，人工除冰有很高的危险性。在国外，一些国家的地理与气候情况与我国相似，甚至一些国家的情况更加恶劣，为了保证电力系统的可靠性，提高高压输电线除冰的效率，减少损失，维护工人的安全，开发一种可以替代或部分替代工人进行除冰作业的新型设备一直是国内外相关研究的热点因此，研制安全有效的除冰机械以代替人进行导线除冰具有较好的应用前景和实用意义。2. 湖南除冰机器人研究探讨全球气候正经历以变暖为主要特征的变化，气候变暖导致“厄尔尼诺”和“拉尼娜”等极端天气气候事件的频率与强度明显增加，输电线路所处地质条件复杂，容易遭受冰灾等极端天气的影响，目前国内外对已多次发生的输电线路冰灾事故进行了相关的研究。2008年年初袭击湖南的持续低温、雨雪、冰冻天气过程来I临之前，湖南温度偏高、空气干燥。湖南东、南、西部三面环山，向中部、北部过渡为丘陵和平地，冷空气袭击湖南后，湖南降温迅速，冷暖空气交汇形成的锋面逆温强度大，加上湖南北低南高的地势使逆温层得以加强，地势陡增处南下冷空气因推进受阻而徘徊驻留，随着暖湿气流不断补充，易形成长时间降雨、冰冻，形成持续的雨凇。由于降温迅速，湘西高海拔山区和纬度较高的湘北地区地表气温低，但降水主要集中在湘南、湘中、湘东，且停留时间较长，导致湘南、湘中、湘东冰冻灾害强于湘北和湘西高海拔山区。湖南电网冰冻灾害是在大尺度天气形势控制下形成的，拉尼娜现象起到推波助浪的作用，冰冻灾害受损范围与程度具有较强的微地形影响特征。长时间的低温(05)、降水过程为覆冰提供了适宜条件。2008年初，受冷暖空气共同影响，湖南从01-1102-07，共出现4次明显的雨雪天气过程，这次持续时间长的冻雨和冰冻天气给湖南电网带来了灾难性的影响。湖南省电力公司500 kV线路33条有14条线路倒塔182基，变形75基，导线断线或受损159处，地线断线或受损322处；220 kV有44条线路倒塔679基，110 kV有121条倒塔1864基；35 kV高压线路倒杆6万4千多基，发生断线超过5万处；低压线路倒杆断杆33万多基，断线近37万处，在整个冰冻期间，发生了多次电网解裂和衡阳、郴州等地区大面积停电事故，使湖南电网受了有史以来最严峻的威胁，直接经济损失数10亿元。现场调查了2008年湖南冰灾期间220 kV输电线路的受损情况，发现倒塔线路覆冰厚度主要集中在2060 mm，同时微地形和微气象造成覆冰加重和覆冰的不均匀性，档距、塔形等对线路倒塔也存在影响。分析倒杆断线的形式认为覆冰太厚超过设计值，垂直荷载压垮和不平衡张力拉垮是造成线路倒塔的原因。2005年湖南冰灾后对覆冰倒塌的杆塔以及选择性选取的一些重要杆塔进行了改造，7条500 kV线路新增和改造杆塔共142基，220 kV共9条线路增加和改造铁塔32基，通过对局部区域杆塔更换塔型(将自立塔改为加强型转角耐张塔)、采用提高一级覆冰设计厚度(将15mm覆冰设计改为20mm)等措施提高杆塔的抗冰强度，通过新增杆塔缩小设计档距、缩短耐张段的距离，减少单基铁塔所受的重力荷载等技术措施进行改造，2008年这些改造的500 kV杆塔未发生倒塌现象，220 kV有2基因仅对主材加厚，在此次冰灾中发生扭曲受损，在同一区域有3基未改的杆塔发生了倒塌。因此对杆塔抗冰强度适当加强，是防止覆冰倒塌的最好措施之一。为应对冰冻灾害的影响，应进一步完善重大灾害的应急预案；按照差异化原则，易覆冰区段线路按20mm及以上覆冰设计，建设电网最小骨干网架；加快覆冰机理、融冰技术和冰情监测的研究和应用，覆冰期间提高重要线路的需送容量防止导线结冰，深入开展微地形、微气象的监测和冰区分布图的绘制工作。3. 研究启发“输电线路除冰机器人除冰机构设计”介绍了除冰原理，除冰方法，除冰机器人，除冰机构，并综合各功能模块设计高效除冰机器人，并在除冰机构上进行除冰。通过总结国内的巡线机器人，除冰机器人专利和除冰机构专利，在老师的指导开始选择了复合式除冰的方法提高除冰的效率，通过对国内外近30种的除冰方式的选择，选着了调节合适的微波和在导线上涂抹吸热材料，打到高效除冰的方案，并同时设计了一个机械复合式的方法除冰。在对覆冰导线带来的严重后果，通过2008年的冰灾让我们认识到了除冰机器人研制的重要性，希望我的设计能在输电线路除冰上面有一份贡献。参考文献：1张屹，邵威，高虹亮，罗成. 高压输电线路除冰机器人的机构设计J.三学大学学报，2008.12，Vol.30 No.6：P69-72.2高虹亮，孟遂民，罗成，马小强.架空输电线路除冰机器人的结构设计J.电力建设，2009.3，Vol.30 No.3：P93-96.3甘辰予，陈劲生.LEGO 智能除冰机器人的设计J.大众科技，2009.10，No.10.4蒋正龙，陆佳政，雷红才，黄福勇. 湖南2008年冰灾引起的倒塔原因分析J.高电压技术，2008.11，Vol.34 No.11：P2468-2474.5 吴功平，肖晓晖，肖华，戴锦春，鲍务均，胡杰. 架空高压输电线路巡线机器人样机研制J.电力系统自动化，2006.7.10，Vol.30 No.13：P90-107.6 张运楚，梁自泽，谭民. 架空电力线路巡线机器人的研究综述J.机器人，2004.9，Vol.26 No.5:P467-473.7 许源刘人玮李军. 湖南电网防冻融冰体系改革之探讨J.2003,Vol.23 No.5:P24-27.8 李红旗，陈志高，于钦刚，李翔，陈懿夫. 输电线路机械除冰技术研究J.自然灾害对电力设施的影响与应对研讨会2008.5,Vol.23 No.5:P24-279 李宁，周羽生，邝江华，彭琢. 输电线路除冰技术的研究J. 防灾科技学院学报,2008.9, V0110 No3:P33-37.4中国地质大学长城学院毕业设计开题报告学生姓名商殿尊学号05208332专业班级08机制03班指导教师杨义勇职称讲师单位中国地质大学课题性质设计R 论文课题来源科研教学生产其它R毕业设计题目湖南地区高压电线除冰机器人机构设计一、研究的目的、意义目的：随着我国经济的高速发展，超高压大容量输电线路越建越多，线路走廊穿越的地理环境更加复杂，如经过大面积的水库、湖泊和崇山峻岭，给线路维护带来很多困难而且在严冬及初春季节，我国云贵高原、川陕一带及两湖地区常出现雾凇和雨凇现象，造成架空输电线路覆冰，使线路舞动、闪络、烧伤，甚至断线倒杆，使电网结构遭到破坏，安全运行受到严重威胁在紧急情况下，寻道员用带电操作杆或其它类似的绝缘棒只能为很少的一部分覆冰线路除冰，人工除冰有很高的危险性。意义：在国外，一些国家的地理与气候情况与我国相似，甚至一些国家的情况更加恶劣，为了保证电力系统的可靠性，提高高压输电线除冰的效率，减少损失，维护工人的安全，开发一种可以替代或部分替代工人进行除冰作业的新型设备一直是国内外相关研究的热点因此，研制安全有效的除冰机械以代替人进行导线除冰具有较好的应用前景和实用意义。二现状：在国外，一些国家的地理与气候情况与我国相似，甚至一些国家的情况更加恶劣，为了保证电力系统的可靠性，提高高压输电线除冰的效率，减少损失，维护工人的安全，开发一种可以替代或部分替代工人进行除冰作业的新型设备一直是国内外相关研究的热点因此，研制安全有效的除冰机械以代替人进行导线除冰具有较好的应用前景和实用意义。全球气候正经历以变暖为主要特征的变化，气候变暖导致“厄尔尼诺”和“拉尼娜”等极端天气气候事件的频率与强度明显增加，输电线路所处地质条件复杂，容易遭受冰灾等极端天气的影响，目前国内外对已多次发生的输电线路冰灾事故进行了相关的研究。2008年年初袭击湖南的持续低温、雨雪、冰冻天气过程来I临之前，湖南温度偏高、空气干燥。湖南东、南、西部三面环山，向中部、北部过渡为丘陵和平地，冷空气袭击湖南后，湖南降温迅速，冷暖空气交汇形成的锋面逆温强度大，加上湖南北低南高的地势使逆温层得以加强，地势陡增处南下冷空气因推进受阻而徘徊驻留，随着暖湿气流不断补充，易形成长时间降雨、冰冻，形成持续的雨凇。由于降温迅速，湘西高海拔山区和纬度较高的湘北地区地表气温低，但降水主要集中在湘南、湘中、湘东，且停留时间较长，导致湘南、湘中、湘东冰冻灾害强于湘北和湘西高海拔山区。湖南电网冰冻灾害是在大尺度天气形势控制下形成的，拉尼娜现象起到推波助浪的作用，冰冻灾害受损范围与程度具有较强的微地形影响特征。长时间的低温(05)、降水过程为覆冰提供了适宜条件。2008年初，受冷暖空气共同影响，湖南从01-1102-07，共出现4次明显的雨雪天气过程，这次持续时间长的冻雨和冰冻天气给湖南电网带来了灾难性的影响。湖南省电力公司500 kV线路33条有14条线路倒塔182基，变形75基，导线断线或受损159处，高压线路倒杆6万4千多基，发生断线超过5万处；低压线路倒杆断杆33万多基，断线近37万处，在整个冰冻期间，发生了多次电网解裂和衡阳、郴州等地区大面积停电事故，使湖南电网受了有史以来最严峻的威胁，直接经济损失数10亿元。现场调查了2008年湖南冰灾期间220 kV输电线路的受损情况，发现倒塔线路覆冰厚度主要集中在2060 mm，同时微地形和微气象造成覆冰加重和覆冰的不均匀性，档距、塔形等对线路倒塔也存在影响。分析倒杆断线的形式认为覆冰太厚超过设计值，垂直荷载压垮和不平衡张力拉垮是造成线路倒塔的原因。2005年湖南冰灾后对覆冰倒塌的杆塔以及选择性选取的一些重要杆塔进行了改造，7条500 kV线路新增和改造杆塔共142基，220 kV共9条线路增加和改造铁塔32基，通过对局部区域杆塔更换塔型(将自立塔改为加强型转角耐张塔)、采用提高一级覆冰设计厚度(将15mm覆冰设计改为20mm)等措施提高杆塔的抗冰强度，通过新增杆塔缩小设计档距、缩短耐张段的距离，减少单基铁塔所受的重力荷载等技术措施进行改造，2008年这些改造的500 kV杆塔未发生倒塌现象，220 kV有2基因仅对主材加厚，在此次冰灾中发生扭曲受损，在同一区域有3基未改的杆塔发生了倒塌。因此对杆塔抗冰强度适当加强，是防止覆冰倒塌的最好措施之一。为应对冰冻灾害的影响，应进一步完善重大灾害的应急预案；按照差异化原则，易覆冰区段线路按20mm及以上覆冰设计，建设电网最小骨干网架；加快覆冰机理、融冰技术和冰情监测的研究和应用，覆冰期间提高重要线路的需送容量防止导线结冰，深入开展微地形、微气象的监测和冰区分布图的绘制工作。3、设计内容：对除冰机器人的巡线机构，控制系统，以及对除冰机器人的各个机构的设计及绘图。四、进度安排1. 查阅资料，完成开题报告； 2011.12.102011.12.20 2. 结合课题进行外文资料阅读，完成英文翻译； 2011.12.212011.12.31 3. 学习、了解相关的知识，完成文献综述； 2012.1.12012.1.20 4设计并绘制设计的整体图； 2012.1.212012.2.1 5. 设计并绘制控制系统的电路图； 2012.2.22012.3.20 6对设计内容进行修改； 2012.3.212012.4.20 7整理资料，编写设计说明书；准备答辩。 2012.4.212012.5.5五、参考文献1张屹，邵威，高虹亮，罗成. 高压输电线路除冰机器人的机构设计J.三学大学学报，2008.12，Vol.30 No.6：P69-72.2高虹亮，孟遂民，罗成，马小强.架空输电线路除冰机器人的结构设计J.电力建设，2009.3，Vol.30 No.3：P93-96.3甘辰予，陈劲生.LEGO 智能除冰机器人的设计J.大众科技，2009.10，No.10.4蒋正龙，陆佳政，雷红才，黄福勇. 湖南2008年冰灾引起的倒塔原因分析J.高电压技术，2008.11，Vol.34 No.11：P2468-2474.5 吴功平，肖晓晖，肖华，戴锦春，鲍务均，胡杰. 架空高压输电线路巡线机器人样机研制J.电力系统自动化，2006.7.10，Vol.30 No.13：P90-107.6 张运楚，梁自泽，谭民. 架空电力线路巡线机器人的研究综述J.机器人，2004.9，Vol.26 No.5:P467-473.7 许源刘人玮李军. 湖南电网防冻融冰体系改革之探讨J.2003,Vol.23 No.5:P24-27.8 李红旗，陈志高，于钦刚，李翔，陈懿夫. 输电线路机械除冰技术研究J.自然灾害对电力设施的影响与应对研讨会2008.5,Vol.23 No.5:P24-279 李宁，周羽生，邝江华，彭琢. 输电线路除冰技术的研究J. 防灾科技学院学报,2008.9, V0110 No3:P33-37.10Serge Jourden. Deleer Installation at Lrvis Substation on Hydro Qurbecs High Voltage SystemJ.SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY，20099，Vol.3 No.1：P1-6.11濮良贵，纪名刚. 机械设计M. 北京:高等教育出版社，2002. 12 张红先，李波，方针. 2008年湖南电网冰灾中技术措施的应用效果分析J. 湖南电力,2008,Vol.3 No.3:P10-1613周良德，朱泗芳. 现代工程图学M. 湖南科学技术出版社，2002.14濮良贵 ,纪明刚. 机械设计M. 北京：高等教育出版社，2006.15 杜蕴莹，邢军，王澄，叶勇，严行健. 南方覆冰灾害造成输电线路倒塔原因及策略的研究J. 江苏电机工程，2008.11,Vol.27 No.6:P14-17.16 李庆峰，苑峥，吴穹，高剑，宿志一，周文俊. 全国输电线路覆冰情况调研及事故分析J. 电网技术，2008.5,Vol.32 No.9:P33-36.17 陆佳政。张红先，李波，方针. 2008年湖南电网冰灾中技术措施的应用效果分析J. 湖南电力，2008,Vol.28 No.3:P10-16.18 何清，阮羚. 输电线路除(融)冰新技术分析及实施可行性研究J. 湖北电力2008.4, Vol.32 No.2:P42-44.19 马一民,白雪松. 浅谈输电线路除冰方法，R.报告地:北京，报告会主办单位：国网北京电力建设研究院，2008.5.20 许树楷，赵杰. 电网冰灾案例及抗冰融冰技术综述J. 南方电网技2008.4, Vol.2 No.2:P1-6.指导教师意见：指导教师签名：年月日教研室意见：审查结果：同意不同意教研室主任签名：年月日除冰机器人的设计摘要如今对输电线路实施除冰是防止冰灾的有效途径，如何具体的除冰方法则应用了除冰机器人，除冰机器人造价低，工作效率高，安全可靠，能够实现在线除冰作业，不影响电力的输送，是一项很有发展前景的课题。目前机器人在高压输电线路上的应用主要是线路巡检。而对线路除冰的应用还鲜有研究。本文对除冰机器人本体设计、越障规划。主要研究内容如下。首先，在分析了输电线路结构和除冰作业要求的基础上，指出现有巡线机器人结构运用到除冰作业中的缺陷，设计了一种除冰机器人本体机构，并对其越障的动作进行了规划。所选的减速器和电机仍能满足要求，从而证明了除冰机器人的合理性，为了保证电力系统的可靠性，提高高压输电线除冰的效率，减少损失，维护工人的安全，开发一种可以替代或部分替代工人进行除冰作业的新型设备一直是国内外相关研究的热点。因此，研制安全有效的除冰机械以代替人进行导线除冰具有较好的应用前景和实用意义。关键词：除冰机器人；机构设计；电动机；越障规划AbstractNow on the transmission line icing is to prevent the implementation of ice disaster in an effective way, how specific deicing method is applied the deicing robot, deicing robot has the advantages of low cost, high work efficiency, safety and reliability, can realize online deicing operation, does not affect the transmission of electricity, is a promising subject. The current robot on HV power transmission lines is mainly applied to transmission line inspection. On line deicing application is little research. The deicing robot design, planning, negotiation dynamics analysis are studied. The main research contents are as follows. Firstly, on the analysis of the transmission line structure and deicing operation on the basis of the requirements of inspection robot for power transmission lines, design a kind of deicing robot body mechanism, and the obstacle of action planning. improve the high voltage transmission line deicing efficiency, reduce the loss, maintain the safety of workers, the development of a replacement or partial replacement workers were deicing operation of new equipment has been in the domestic and foreign related research. Therefore, the development of safe and effective deicing machine to replace the human to lead deicing and has better application prospect and practical significanceKey words：Deicing robot; mechanism design; Motor; rigid-flexible coupling dynamics目录摘要 .11 引言 .11.1 问题的提出及研究意义.11.2 国内外研究现状.11.3 工业机器人的发展史 .21.4 导线覆冰的原因 .32 高压输电线路的覆冰 .42.1 不规则覆冰和不同期脱冰.42.2 除冰的方式方法 .42.3 输电线路的抗冰 .53 除冰机器人机构 .73.1 除冰机器人种类.73.1.1 线缆除冰机器人 .73.1.2 可跨跃障碍多分裂机器人 .83.1.3 电力设施的微波除冰装置 .93.2 前端多环铣刀.93.2.1 成型铣刀的结构参数 .103.2.2 成型铣刀截面的计算 .133.3 机械升降平台.143.3.1 升降平台的机械结构形式 .143.3.2 升降平台零件设计 .153.4 电机的选择 .173.4.1 升降步进电机 .173.4.2 回转驱动电机 .194 控制系统的设计 .214.1 机器人的控制系统.214.2 基于运动卡的控制系统的建立.224.2.1 总体方案的确定 .224.2.2 机器人控制工作原理.234.3 软件编程语言的特点.244.4 指令系统 .244.5 运动控制程序运行过程的简介 .25参考文献 .26致谢 .27中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计01 引言1.1 问题的提出及研究意义现如今西南的很多地方出现了连续的低温雨雪冰冻天气，并且遭受了很严重的冰雪灾害。国家减灾委员会专家已定性为：“西南地区发生的冰雪灾害，是世界上比较大面积、极端性气候事件，影响的地区人口之多是世界罕见的” 。冰灾造成中心的城区正值春节期间停电、停水很多天，交通、通讯、电视均出现不同程度的中断，然而有些城市则成为我国南方冰雪灾害最严重的地区。特别是电力系统遭受毁灭性重创，冰灾引起了倒塔,现场调查了湖南冰灾期间大于 220kV 输电线路的受损情况，发现倒塔线路覆冰厚度相对集中，同时微地形和微气象造成覆冰加重和覆冰的不均匀性，档距、塔形等对线路倒塔也存在影响。分析倒杆断线的形式认为覆冰太厚超过设计值、垂直荷载压垮和不平衡张力拉垮是造成线路倒塔。专家解说，高压线高高的钢塔在下雪天时，可以承受 2-3 倍的重量。但如果下雨凇，可能会承受 10-20 倍的电线重量。电线结冰，遇冷收缩，风吹引起震荡，就使电线不胜重荷而断裂。随着我国经济的高速发展，超高压大容量输电线很多，线路的穿越情况更加复杂，如经过大面积的水库、湖泊和崇山峻岭，给线路维护带来很多困难。而且在严冬及初春季节，我国云贵高原一带及两湖地区常出现雾凇和雨凇现象，造成架空输电线路覆冰，使线路舞动、闪络、烧伤，甚至断线倒杆，使电网结构遭到破坏，安全运行受到严重威胁。在紧急情况下，寻道员用带电操作杆或其它类似的绝缘棒只能为很少的一部分覆冰线路除冰，人工除冰有很高的危险性。所以一种新型的而且方便安全的除冰方式的研究是迫在眉睫的。本次的设计题目就是关于高压电线的除冰机构的设计，最后能有效的消除冰雪天气对输电线的严重威胁，从而达到理想的效果。1.2 国内外研究现状在国外，一些国家的地理与气候情况与我国相似，甚至一些国家的情况更加恶劣，为了保证电力系统的可靠性，这些国家为了提高高压输电线除冰的效率，减少不必要的损失，维护工人的安全，开发了一种可以替代或部分替代工人进行除冰作业的新型设备。这种新型的设备的研究一直是国内外相关领域的热点。因此，研制安全有效的除冰机械以代替人为操作进行除冰具有较好的实用意义。而现如今全球气候正经历以变暖为主要特征的变化，气候变暖导致“厄尔尼诺”和“拉尼娜”等极端天气气候事件的频率与强度明显增加，因为输电线路所处地质条件复杂，容易遭受冰灾等极端天气的影响，所以国内外对已多次发生的输电线路冰灾事故进行了相关的研究。在国内袭击湖南的持续低温、雨雪、冰冻天气过程来临之前，湖南温度偏高、空气干燥。并且湖南东、南、西部三面环山，向中部、北部过渡为丘陵和平地，冷空气袭击湖南后，湖南降温迅速，加上湖南北低南高的地势使逆温层得以加强，地势陡增处南下冷空气因推进受阻而徘徊驻留，随着暖湿气流不断补充，易形成长时间降雨、中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计1冰冻，形成持续的雨凇。由于降温迅速，湘西高海拔山区和纬度较高的湘北地区地表气温低，但降水主要集中在湘南、湘中、湘东，且停留时间较长，导致湘南、湘中、湘东冰冻灾害强于湘北和湘西高海拔山区。湖南电网冰冻灾害是在大尺度天气形势控制下形成的，拉尼娜现象起到推波助浪的作用，冰冻灾害受损范围与程度具有较强的微地形影响特征。1.3 工业机器人的发展史工业机器人的发展通常可规划分为三代：第一代工业机器人：通常是指目前国际上商品化与使用化的“可编程的工业机器人” ，又称“示教再现工业机器人” ，即为了让工业机器人完成某项作业，首先由操作者将完成该作业所需要的各种知识（如运动轨迹、作业条件、作业顺序和作业时间等），通过直接或间接手段，对工业机器人进行“示教” ，工业机器人将这些知识记忆下来后，即可根据“再现”指令，在一定精度范围内，忠实的重复再现各种被示教的动作。1962 年美国万能自动化公司的第一台 Unimate 工业机器人在美国通用汽车公司投入使用，标志着第一代工业机器人的诞生。第二代工业机器人：通常是指具有某种智能（如触觉、力觉、视觉等）功能的“智能机器人” 。即有传感器得到触觉、力觉和视觉等信息计算机处理后，控制机器人的操作机完成相应的适当操作。1982 年美国通用汽车在装配线上为工业机器人装备了视觉系统，从而宣布了新一代智能工业机器人的问世。第三代工业机器人：即所谓的“只治式工业机器人” 。它不仅具有感知功能，而且还有一定的决策及规划能力。第一代工业机器人目前仍处在实验室研究阶段。工业机器人经历了诞生-成长-成熟期后，已成为制造业中不可缺少的核心装备，世界上有约 75万台工业机器人正与工人朋友并肩战斗在个条生产线上，特种机器人作为机器人家族的后起之秀，由于其用途广泛而大有后来居上之势，仿人机器人、农业机器人、服务机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、娱乐机器人等各种用途发特种机器人纷纷面世，而且正以飞快的速度向实用化迈进。但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用水平和国外比还有一定的距离，如：可靠性低于国外产品；机器人应工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距；在应用规模上，我国已安装的国产工业机器人约 200 台，约占全球已安装台数的万分之四。以上原因主要是没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是应用户的要求， “一客户，一次重新设计” ，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可靠性不稳定。因此迫切需要解决产业化前期的关键技术，对产品进行全面规划，搞好系列化、通用化、模化设计，积极推进产业化进程。中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计21.4 导线覆冰的原因影响导线覆冰因素很多，主要包括：气象条件、地理及地形条件、海拔高度、导线悬挂高度、导线直径、水滴直径、电场强度等。按不同的分类方法，导线覆冰类型可分为：（1）按冰的表现特性分为：雨凇、雾凇、混合凇、积雪和白霜等；雨凇是过冷却的降水碰到温度等于或低于 0的物体表面时所形成玻璃状的透明或无光泽的表面粗糙的冰覆盖层，其密度较大。雾凇则分为两种：一种是粒状雾凇，即过冷却雾滴碰到冷的物体后迅速结成粒状小冰块，其结构较为紧密；另一种是晶状雾凇，结构较松散，稍有震动就有脱落。混合凇是过冷却水滴在导线的迎风面形成的雨凇和雾凇混合冻结的不透明或半透明覆冰，黏附力较强。积雪为黏附在导线上的自然降雪，也有干、湿之分。干雪和湿雪的密度较小，粘附力较弱。白霜是由于空气中潮湿的原因所凝结而成的，这对于导线的威胁不是很大，但会增加输电线路的负载。冻雨覆冰形成的雨凇因密度大、附着力强，对架空输电线路的危害最大，南方的电力冰灾则主要由该原因造成的。（2）按冰的形成机理分为：降水覆冰、云中覆冰和升华覆冰。（3）按冰在导线上的横截面形状分为：圆形或椭圆形覆冰、翼型覆冰和新月形等，如图 1 所示。按冰在导线表面的增长过程可分为：干增长、湿增长。这种分类利于分析导线覆冰的形成机理及形成过程中的热平衡及热传递。雾淞和干雪是干增长覆冰过程，雨淞和湿雪是湿增长覆冰过程，而混合淞是介于二者间的一种覆冰过程。图 1-1 导线覆冰截面图中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计32 高压输电线路的覆冰2.1 不规则覆冰和不同期脱冰在高压电线路覆冰时，导线因为承受过重的荷载，导致导线和覆冰重量产生的拉力将通过导线、金具、绝缘子传递给杆塔，杆塔再传递给拉线，只要其中一个环节承受不住拉力，就将出现倒杆和断线事故。相邻档线路不均匀覆冰或不同期脱冰都会产生张力差，使导线在线夹内滑动，严重时将使导线外层铝线夹出口处全部断裂，造成线路的另一侧发生颈缩，拥挤在线夹附近。不均匀覆冰的张力差是静荷载，而不同期脱冰为动荷载，二者有所不同。其次，直线杆塔承受邻档的张力差，会使绝缘子串产生较大偏移，碰撞横担而造成损伤。再次，当张力差达到一定程度后，导线将碰撞拉线，从而电气的间隙将减小而烧断拉线，杆塔因失去拉线支持后倒塌。还有一种特别的形式极为冰闪，他是污闪的一种特殊形式。在绝缘线路严重覆冰时，大量伞形冰连接，导致泄漏的距离缩短，绝缘强度降低。在融冰过程中，冰体表面水膜因溶解污秽中的电解质而形成导电水膜，使得绝缘子串的电压分布发生畸变，在融冰时期常伴有大雾，使大气中的污秽微粒进一步增加融化冰水导电率，形成冰闪。冰闪的持续电弧将烧伤绝缘子，绝缘强度降低。最后由于覆冰形状的不对称，改变了导线的空气动力学特性。当风速达到一定的数值时，导线具有较好的空气动力性能，在风的激励下产生低频高幅振荡。轻者发生闪络、跳闸，重者发生金具及绝缘子损坏，导线断股、断线，杆塔倾斜、倒塌等电气事故。2.2 除冰的方式方法使用机械外力手工或自动强制使覆冰脱落的除冰方法，称为机械除冰方法。研制机械除冰方法的历史远早于其他类型的除冰、防冰方法。机械法是针对输电线路的，滑轮辗压铲刮法和强力振动法，在当时滑轮辗压铲刮法并达到了当时所需求的实用水平。有一种人工的除冰方式是它需要线路操作者在现场执行。并且处理方法千变万化，包括敲打、撞击等。当线路停电，可以触及到冰时，可采用手工除冰，从地面向导线、避雷线抛掷短木棍将覆冰打掉，或用木棒、竹竿敲打。在线路带电时，应用与线路电压等级相符的绝缘棒敲打。此外，也可用木制套圈套在导线上，用绳子顺着导线拉，以消除覆冰，这种方法只是权宜之计，既不安全，又不十分有效，因此，很少有人推荐使用，如果要用，就得为这种方法制定标准的操作规则。为了能进一步的达到有高效而且安全的除冰方式，则由加拿大水电局研制的滑轮铲刮技术。这种技术是一种由地面操作人员拉动滑轮在线路上行走而铲除导线覆冰的技术，运用这种技术的除冰方法叫滑轮辗压铲刮法，滑轮辗压铲刮法已经在加拿大的使用了 50多年，是目前唯一可行的输电线路除冰的机械方法。它由滑轮、牵引绳及涂漆的胶合板或环氧树脂板等器件构成，加在滑轮上的力要足够让导线产生弯曲，这样，产生的应力才能使冰破裂脱落。如果在板的两边固定一把锯齿刀，则除冰效果更好，但拉扯时注意不要损伤导线、避雷线和绝缘子。滑轮铲刮法的最大优点是效果很快，且不需要特别的中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计4设备和专家，简便易操作，耗能小，价格低廉，较为实用。但它也有缺点，那就是费时，安全性能不完善，且受地形限制。据统计，要对一公里长导线进行滚压除冰约需 2 小时的时间。在以后由于科技的发展和进步。加拿大的魁北克水电局则发明了一种电缆除冰装置。该装置包括一对导线，导线连接到电缆上，并沿电缆呈螺旋形缠绕，导线的一端连接到一个能在导线内产生电磁脉冲的脉冲发生装置上，另一端连接在一起构成封闭电路，依靠导线中电磁脉冲的通路，在导线之间产生推斥力，该推斥力振动导线，使导线上的覆冰振碎脱落，由于要求外加振动源及振动会促使线缆疲劳，因而难以在工程实际中应用。在随着电磁技术的发展，又研制出了基于机械振动与撞击原理的电磁力技术和电脉冲技术是为飞行器除冰。但是，由于电磁力或电脉冲可以使导线产生强烈而又在控制范围内的振动，所以二者也是架空线路易接受的除冰方法之一。最后这种电磁脉冲技术效率高而且方便，这种方法将是输电线路除冰最易接受的方法。美国堪萨斯州的州立大学也提出了电脉冲法除冰，即利用电容器组向线圈放电，由线圈产生强磁场，在置于线圈附近的导电板(即目标物)上产生一个幅值高、持续时间短的机械力，使冰破裂而脱落，但在线路融冰研究方面因技术不成熟和费用过高没有达到预期的目的。最后，另一种采用由电场或磁场力控制的柔韧性涂料机械方法仍处于设想阶段。然而，这些方法可作为验证其典型除冰方法的实验和研制的基础。但是并没有运用到实际的除冰操作中，所以要寻找一种实用并且普及的除冰方式至关重要。2.3 输电线路的抗冰气象要素是确定在一定区域内能否形成导线覆冰、形成什么种类的覆冰和形成多大的导线覆冰的基本条件, 要有效地预防输电线路覆冰, 应该搜集分析本地区历年冰雪情资料, 积极开展冰雪情观测与预测工作。输电线路覆冰是一种地域性很强的自然现象, 气候起决定性的作用, 而且同一地区不同的微地形、微气候差别也很大, 使得输电线路走廊的覆冰因素千差万别。只有得到长期的详细的气象资料才能准确地把握输电线走廊的覆冰情况。新建线路的抗冰设计对于新建的输电线路, 要根据已掌握的气象资料, 合理划分冰区, 选取不同的设计冰厚进行线路设计, 力求做到确保线路安全运行而又不过分增加线路的造价。输电线路经过的各种地势、微气候及微地形的差别较大, 沿线冰雪情不会一致, 故不能只采取一个冰厚设计值。为了确保重冰段的安全,应在搜集到的气象资料的基础上, 结合线路所经过地区及周围地形、地物情况、相对高差、路径走向及覆冰时的风速、风向、湿度等进行综合分析, 合理划分冰区和确定相应的冰厚设计值。新建线路在路径选择上, 应力求避开严重覆冰段, 并做到线路应沿起伏不大的地形走线；线路应避免横跨垭口、风道和通过湖泊、水库等易于覆冰的地带；线路翻越山岭时不应采取大档距、大高差；线路沿山岭通过时宜沿覆冰时的背风坡走线。当线路无法避开重冰区时，应采取抗冰设计。中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计5已运行线路的抗冰害措施对于已运行的线路, 为加强其对覆冰灾害的抵御能力，应视具体情况区别对待。海拔较高的输电线路, 翻越分水岭及横跨峡谷、风道、垭口等处的路线应进行改造; 重冰区的输电线路应重新以抗冰要求进行彻底改造, 方法参照新建线路的抗冰设计; 对没有明显微气候、微地形影响的大面积覆冰地区, 不宜立即进行线路改造, 可以考虑采用融冰措施来防治冰雪害。覆冰绝缘子防冰闪目前, 国内输电线路覆冰防护工作主要集中于防断线、倒杆及防碰线短路等方面, 而绝缘子覆冰后的闪络问题也应该引起人们足够的重视, 因为已有多起绝缘子冰闪事故发生。纯冰的绝缘电阻很高, 很难造成闪络, 冰中混含导电杂质后, 覆冰绝缘子的闪络电压才会降低, 含水量较多的雪也容易造成绝缘子的闪络。要防止绝缘子的冰闪, 最简单的办法就是增大爬电距离。另外, 可以从改善绝缘子伞裙的结构入手, 大小伞与等径伞在相同条件下, 前者更有利于防治冰闪, 适当调整绝缘子的外形结构, 使其在大雪天不易积雪, 积雪后不易发生闪络。绝缘子水平悬挂、V 型串、斜向悬挂等均是阻断融冰水形成水帘的有效方法, 运行实践表明,阻水帘是提高冰闪电压的基本措施。中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计63 除冰机器人机构3.1 除冰机器人种类3.1.1 线缆除冰机器人图 3-1 除冰盾该除冰机器人，由机架、除冰盾、电源、夹持机构和行走机构构成，除冰盾的结构包括振动驱动装置和在向前进方向的前端设有向盾牌，盾牌固定前伸出的若干根尖锥，振动驱动装置时机架上安装振动偏心电机，安装的振动偏心电机带动除冰盾前后运动；夹持机构包括起码两对夹持导轮和夹持的开启闭合装置构成，开启闭合装置时合页结构，没对导轮分别安装在一侧合页上，围绕着合页轴开启闭合，采用夹持导轮，行走机构采用行走电机和线缆驱动轮构成，电源采用蓄电池。它包括主机，所述主机上连接柔性推动臂、悬挂导向臂，在柔性推动臂的前端连接一颗开合点击动力组，悬挂导向臂的前端连接一开合除冰工作头，所述可开合除冰工作头的前端可弧线摆动的连接只少两个正向除冰转到组。如图所示。中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计73.1.2 可跨跃障碍多分裂机器人图 3-2 爬行装置该机器人包括：导线爬行装置，用于所述高压输电线路爬行；旋转除冰装置，安装于所述导线爬行装置，用于采用旋转敲击力去除导线上的覆冰；动力装置，用于爬行装置和除冰装置，提供驱动力；控制装置，用于对所述导线的爬行以及对所述旋转除冰装置的旋转进行控制。该机器人不仅适用于单导线除冰更适用于多分裂导线的除冰，该机器人通过传感器感测障障碍物并实施有效避让措施，尤其适合在诸多障碍的多分裂导线上作长距离自主爬行。由燃料发动机驱动的机器人，所述的除冰装置还包括：旋转除冰装置，安装于所述导线行走机器人，用于利用旋转敲击力去除导线上的覆冰；动力装置与所述旋转除冰装置相耦合，用于驱动所述旋转除冰装置选装；控制装置，用于控制所述导线行走机器人的移动以及所述动力装置的运转。本发明的高压线路导线除冰装置在导线行走机器人上安装旋转敲击棒、震动冲击锥以及刮冰铲，由这三个除冰装置同时工作，通过横向敲击、轴向冲击、轴向挤压有效的将导线上的覆冰去除。中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计83.1.3 电力设施的微波除冰装置图 3-3 微波除冰装置该机器人由移动装置、微波辐射融冰器和微波电极切冰刀组成。该装置的除冰方法采用微波辐射融冰和微波电极切冰两种模式，通过两种模式的有机结合和相互配合，应对不同的覆冰状态，对电力设施覆冰绝缘子进行除冰。3.2 前端多环铣刀所谓多环铣刀顾名思义，是由不同型号的铲齿成形铣刀套在除冰系统里的工作轮系当中，就形成了多环铣刀。这种铣刀是用于铣削工件成形表面的专用刀具。它的刃形是根据工件廓形设计计算的，它具有较高的抗磨性，并能保证工件形状和尺寸的互换性，因此得到广泛使用。成形铣刀按齿背形状可分为铲齿与尖齿两种。尖齿成形铣刀：尖齿成形铣刀齿数多，具有合理的后角，因而切削轻快、平稳，加工表面质量好，铣刀寿命高。但尖齿成形铣刀需要专用靠模或在数控工具磨床上来重磨后面、刃磨工艺复杂。因此，刃形简单的成形铣刀一般做成尖齿形。铲齿成形铣刀：齿背由径向铲削形成，使其具有成形刃后角。该刀具沿前刀面重磨后能保证刃形不变，故在生产中一般采用铲齿结构，只有在大批量生产中才采用尖齿结构。在这里对于除冰机器人的重要的零部件，所采用的则是铲齿铣刀，达到能高速的铲除电线上的冰雪。中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计93.2.1 成型铣刀的结构参数图 3-4 成型铣刀结构如图 3-4 所示，成形铣刀齿形高度可取为 hh（12）mm，式中 h工件的廓形高度。铣刀宽度一般比工件廓形最大宽度大15mm ，并应采用标准系列尺寸。用铣刀切削时，要求其刀杆直径足够大，以保证在铣削力作用下有足够的强度和刚度。因此，铣刀孔径应按强度或刚度条件计算决定。在一般情况下，可根据铣削宽度和切削条件选取。表3-5是根据生产经验推荐的数值。表3-5 成型铣刀内孔直径铣刀孔径铣削宽度一般切削重切削6121622122522272540273240603240601004050中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计10由于在除冰机器人的性能要求，铣刀必须有足够的硬度。在保证铣刀孔径足够大和铣刀刀体强度足够的条件下，应选较小的铣刀外径，以减小扭矩和减少高速钢的消耗。设计铣刀时，可首先用下式估算外径，待确定了铣刀的其他有关参数后，再校验铣刀刀体强度。0=（22.2）d + 2. 2h+（26）mm （3-1）对于加强形式的容屑槽，铣刀外径可小些0=（1.62）d+2h+（26）mm （3-2）表 3-6 给出了铣刀直径的推荐值，它是按式（3-1）与式（3-2）计算的，并圆整为5 的整数倍。表 3-6 成型铣刀的外径铣刀齿形高度 h孔径d5681012151820222528303235455570134550557050557090164545505560657090656570901102255556065707580901001157075809011013527656570758085909510011512513585909510011013516032757580859095100105110115125135145160105110110115125135160409095100105110115120125130135140145150160 在保证刀齿强度和足够的重磨次数的条件下，应尽力取齿数多些，以便增加铣削的平稳性。齿数 Zk与铣刀直径之间有如下关系。 Zkd/t (3-3)式中 t铣刀的圆周齿距。粗加工时，可取t（1.82.4）H （3-4）精加工时，可取t（1.3 一 1.8）H (3-5)式中 H容屑槽高度。H=hKr。式中： K刀齿铲削量 r容屑槽底半径，一般为 13mm。由于齿数 Zk未确定时 K 与 r 都不能确定，因此可按下式初步估算 HHh0. 06d0（13）mm （3-6）将式（3-6）代入式（3-5）或式（3-4），再代入式（3-3），可求出 Zk ，也可根据生产经验按铣刀外径的大小预选铣刀齿数，在设计计算出铣刀的其他结构参数后，再校中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计11验所选齿数是否合理。表是根据生产经验推荐的铲齿成形铣刀的齿数。此表适用于平底式容屑槽的不铲磨铣刀。对于加强式容屑槽，齿数可适当增加，对铲磨铣刀，齿数可适当减少。表 3-7 成型铣刀齿数铣刀外径d。(mm)4040455055607580105110120130140150230铣刀齿数Zk18161412111098初定成形铣刀的各参数后，需校验刀体、刀齿强度是否足够。如果校验结果不符合要求，应重新假设和计算，直到满意为止。（1）校验刀齿强度：对于平底式容屑槽铣刀，可按下式计算齿根宽度 c。 c3(d02H)/4Zk （3-7）要求 c /H0. 8 ，当不满足时，应减少铣刀齿数。对加强式槽底的成形铣刀，一般不需进行此项校验。（2）校验刀体强度：为保证刀体强度，要求 m(0. 30. 5) dm 可按下式计算（d02H）/2 （3-8）当不满足时，应增大铣刀外径。刀齿齿根强度和刀体强度的校验亦可采用作图法进行，即按选定的铣刀结构参数直接画出铣刀的端面投影图，由图直接观察并测量铣刀齿根宽度和刀体厚度 m 是否足够。图 3-8 铣刀铲磨干涉中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计12（1）按所设计的成形铣刀参数 d0、Zk 、H、和作出成形铣刀刀齿的端面投影图，可得 A、I、J 三点。从第一齿的顶点 A 沿径向取齿廓高度 h 得 G 点，从第二齿的顶点 J沿径向取铲削量 K 得 B 点，取齿廓高度 h 得 E 点，从 A 点作直线 AO1，AO1与前刀面 AO 夹角为 f，又作 AB 两点连线的中垂线与直线 AO1交于 O1点，以 O1为圆心，O1A 为半径作圆弧连 A 点和 B 点即得近似的齿顶铲背曲线；以 O1G 为半径画圆弧 GD，即为近似的齿底铲背曲线。（2）选轮系直径 Ds(2h+25+5) mm，式中为铣刀齿廓高度。一般 60Ds120。（3）在上取一点，使/2，连；交于点，连接 FO1并延长之，自 F 点在此延长线上截取 F02 = Ds/2,得 02点，以 02为圆心，Ds/2 为半径作圆，即得轮系的外圆周，并切 GD 于 F 点。此时轮外圆周如在下一个刀齿 E 点的上方，则轮系在铲磨时不会碰到下一个刀齿，如果在 E 点的下方，则铲磨时会碰到下一个刀齿，即发生干涉。如发生干涉，需改变铣刀的一些参数，如减少齿数 Zk与铲削量或增大等，需要重新设计。3.2.2 成型铣刀截面的计算在这种工作的情况下，工件法剖面截形就是铣刀的齿形。铣刀有了前角以后，其刀齿在径向截面的齿形和前刀面上的齿形，就与工件法剖面的截形不同了。设f为铣刀外圆处的纵向前角，当f较大（例如f50）时，铣刀径向截面和前刀面上的齿形需进行修正计算。为了能确定工件齿形和铣刀齿形的关系。在给定的工件齿形以后铣刀径向截面应具有的齿形，即铲刀应具有的齿形，即样板应具有的齿形。表3-9成型铣刀截面计算公式序号计算项目符号计算公式计算精度1齿形点的横坐标cbncbb =0.0012（见图 419）fnfhRRsinarcsin=0.000013齿形点纵坐标ch2=ZKncKhh0.001铲齿成形铣刀需要设计两幅样板,一幅为检验铣刀刃形,其廓形与铣刀前刀面廓形相同；另一幅为检验铲齿成形铣刀样板刃形，其廓形与铣刀轴向剖面廓形相同。样板的设计方法与成形车刀样板相同。中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计1333 机械升降平台3.3.1 升降平台的机械结构形式根据升降机的平台尺寸，参考国内外同类产品的工艺参数可知，该升降机宜采用单双叉机构形式：即有两个单叉机构升降台合并而成，有四个同步液压缸做同步运动，以达到升降机升降的目的。其具体结构形式为：主要起支撑作用和运动转化形式的作用，一方面支撑上顶板的载荷，一方面通过其铰接将液压缸的绳缩运动转化为平台的升降运动，上顶板与载荷直接接触，将载荷转化为均布载荷，从而增强局部承载能力。下底架主要起支撑和载荷传递作用，它不仅承担着整个升降机的重量，而且能将作用力传递到地基上。通过这些机构的相互配合，实现升降机的稳定和可靠运行。o3o2oo426351图 3-10 升降台外形结构两支架在 o 点铰接，支架 1 上下端分别固定在上、下板面上，通过活塞杆的伸缩和铰接点 o 的作用实现货物的举升。根据以上分析，升降机的运动过程可以叙述如下：支架 2、3 为升降机机构中的固定支架，他们与底板的铰接点做不完整的圆周运动，支架 1、4 为活动支架，他们在液压缸的作用下由最初的几乎水平状态逐渐向后来的倾斜位置运动，在通过支架之间的绞合点带动 2、3 也不断向倾斜位置运动，以使升降机升降。初态时，上写底板处于合闭状态，支架 1、2、3、4 可近似看作为水平状态，随着液压油不断的输入到液压缸中，活塞杆外伸，将支架 2 顶起，支架 2 上升时，由于绞合点o 的作用使支架 1 运动，1 与液压缸相连，从而液压缸也开始运动，通过一系列的相互运中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计14动和作用，使上顶板上升，当上升到指定高度时，液压缸停止运动，载荷便达到指定高度。3.3.2 升降平台零件设计根据升降台的工艺参数和他的基本运动机理来确定支架 1、2、3、4 的长度和截面形状。之间的距离和液压缸的工作行程。23O O设()，则 1、2、3、4 支架的长度可以确定为 h=2-x/2,(h15mm)即23O Ox01xm支架和地板垂直时的高度应大于 15mm,这样才能保证其最大升降高度达到 15mm，其运动过程中任意两个位置的示意图表示如下： N1 NM1MO1 OB1BC1CA图 3-11 运动过程示意图设支架 1、2 和 3、4 都在其中点处绞合，液压缸顶端与支架绞合点距离中点为 t ,根据其水平位置的几何位置关系可得：。404xt 下面根据几何关系求解上述最佳组合值：初步分析：值范围为 ,取值偏小，则上顶板点承力过大，还会使支x01xx23,O O架的长度过长，造成受力情况不均匀。X 值偏小，则会使液压缸的行程偏大，并且会造成整个机构受力情况不均匀。在该设计中，可以选择几个特殊值：=0.4, =0.6, =0.8，分xxx中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计15别根据数学关系计算出 h 和 t。然后分析上下顶板的受力情况。选取最佳组合值便可以满足设计要求。（1）=0.4，支架长度为 h=2-x/2=1.8，=h/2=0.9x2O C液压缸的行程设为 l,升降台上下顶板合并时，根据几何关系可得到：l+t=0.9 升降台完全升起时，有几何关系可得到： = （3-2221.80.9951.5cos2 1.8 0.995222(0.9)0.955(2 )2 (0.9) 2tltl9）联合上述方程求得：t=0.355ml=0.545m即液压缸活塞杆与 2 杆绞合点与 2 杆中心距为 0.355m.活塞行程为 0.545m（2）=0.6，支架长度为=2-x/2=1.7，=h/2=0.85 液压缸的行程设为 l,升降台上下x2O C顶板合并时，根据几何关系可得到：l+t=0.9 升降台完全升起时，有几何关系可得到： = （3-2221.70.81.5cos2 1.7 0.8222(0.85)0.8(2 )2 0.8 (0.85)tlt10）联合上述方程求得：t=0.32ml=0.53m即液压缸活塞杆与 2 杆绞合点与 2 杆中心距为 0.32m.活塞行程为 0.53m。（3）=0.8，支架长度为=2-x/2=1.6，=h/2=0.8，液压缸的行程设为 l,升降台上x2O C下顶板合并时，根据几何关系可得到：l+t=0.9 升降台完全升起时，有几何关系可得到： = （3-2221.60.5571.5cos2 1.6 0.557222(0.8)0.557(2 )2 (0.8) 0.557tlt中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计1611）联合上述方程求得：t=0.284ml=0.516m即液压缸活塞杆与 2 杆绞合点与 2 杆中心距为 0.284m.活塞行程为 0.516m。比较上述三种情况下的载荷分布状况，x 去小值，则升到顶端时，两相互绞合的支架间的间距越大，而此时升降台的载荷为均布载荷，有材料力学理论可知，此时两支架中点出所受到的弯曲应力为最大，可能会发生弯曲破坏，根据材料力学中提高梁的弯曲强度的措施 maxmaxMw知，合理安排梁的受力情况，可以降低值，从而改善提高其承载能力。分析上述时maxM梁的受力情况和载荷分布情况，可以选择第二种情况。3.4 电机的选择3.4.1 升降步进电机除冰机器人升降用步进电机来驱动，通过丝杆传动来实现升降。初选步进电机：75003BF由前计算丝杆导程为，本设计升降速度选定为，06LmmS=35mm/s所以丝杆转速（3-0w =S/L =35/6 =5.833r/s=349.98(r/min)12）回转转矩： cgafMMM式中：升降相对丝杆的回转力矩；cM 升降相对丝杆的摩擦阻力矩；fM升降在停止（制动）过程中相对与丝杆的惯性力矩；gaM其中：（3-0gaMJt13）中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计17式中：升降启动或制动过程中角速度的变化量，也就是工作的角速度：；2349.98( /min)349.9836.649(/ )60rrad s t升降启动或制动的时间：本设计取为；0.3( )ts升降时各部件对回转轴线的转动惯量，0J2()kg m其中：0SldJJJJ式中：丝杆对其转动轴的转动惯量，sJ2()kg m其中：437.810smJDL式中：丝杆的公称直径由前计算得mD0.025( )mDm丝杆的长度本设计取为 0.6(m)L代入得：（3-4327.8 0.0250.45 100.00137()sJkg m14）升降电机与丝杆间的联轴器的转动惯量lJ2sJ =0.0018(kg)m 步进电机转子的转动惯量dJ20.0001764()dJkg m代入得：200.00137 1.00180.00017640.00335()SldJJJJkg m把以上代入得： 0gaMJt36.6490.003350.409()0.3gaMN m其中：；/2mfMGfD式中： G电机自重约为 200N f丝杆螺母副与丝杆间的摩擦系数 f=0.08代入得：（3-/2200 0.08 0.025/20.2()mfMGfDN m15）得： 0.20.4090.609()cgafMMMN m电机与丝杆直接联接所以 =1；i所以 0.609()ipcMMN m 36.649(/ )lpwwrad s上式中：负载峰值转速（），如上计算：；lpw/rad s36.649(/ )lprad s 负载峰值力矩（），如上计算：lpMN m0.609()ipMN m电动机的功率计算式：（3-lplpmMP16）上式中：计算系数，其中一般，本设计中取：；1.5 2.52 丝杆传动装置的效率，一般取，本设计中取：；0.7 0.90.8代入以上数据得： 2 0.609 36.649/0.855.80lplpmMPW根据负载峰值力矩最大静转矩，选用步矩角为步进电机，其最大静转矩lpM 375003BF为 0.882，满足负载峰值力矩最大静转矩的要求。N mlpM 3.4.2 中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计18表 3-12 电机参数表电机型号相数步距角/（）电压/V最大静转矩/Nm(Kgfcm)最高空载启动频率/HZ运行频率/HZ转子转动惯量10Kgm52分配方式质量/Kg75BF0033 330 0882（9）1250160001568三相六拍1583.4.2 回转驱动电机除冰机器人的旋转击棒安装在底座上与回转电机相连:设计选取为即旋10 /minr转 1800的时间为 3s；回转转矩：（3-cgafMMM17）式中：整体相对底座回转轴的回转力矩；cM 整体相对底座回转轴的摩擦阻力矩；fM底座在停止（制动）过程中相对与丝杆的惯性力矩；gaM其中：，（3-0gaMJt18）式中：底座旋转在启动或制动过程中角速度的变化量，也就是工作角速度：；210( /min)101.047(/ )60rrad s 底座旋转启动或制动的时间：本设计中；t0.3ts 与的转化系数：，本设计中取fMgaM0.85 0.950.85 底座旋转轴线的转动惯量0J2()kg m 22201 12 23 32222111332111 15 0.415 0.420 0.9332 9.7Jmrm rm rkg m中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计19式中：击棒的质量（kg）1m底座的质量（kg） 2m 机身的质量（kg） 3m 其中：的转动惯量看作均匀圆柱体来计算；与相对应的长度（m）。3m123, ,r r r123,m mm 把以上数据代入得：（3-01.0479.733.853()0.3gaMJN mt20）33.85339.827()0.85gafMMN m33.85339.82773.68()cgafMMMN m所以： 73.680.737()100clpMMN mi1.047 100104.7(/ )lpirad s 上式中：负载峰值转速（），如上计算：；lpw/rad s104.7(/ )lprad s 负载峰值力矩（），如上计算：lpMN m0.737()ipMN m电动机功率的计算公式式： 0.737 104.72192.9100.8lplpmMPW式中：步进电动机的功率（W）； mP 负载峰值转速（），由前计算：；lp/rad s104.7(/ )lprad s 负载峰值力矩（），由前计算：=0.737（）；lpMN m1pMN m 计算系数，其中一般，本设计中取：；1.5 2.52 底座传动装置的效率，估算为。0.7 0.9根据负载峰值力矩最大静转矩，选用步矩角为的步进电机 90BF003，其最大静转lpM 3矩为 1.96，满足要求。N m表 3-13 电机参数表电机型号相数步距角/（）电压最大静转矩/Nm(Kgfcm)最高空载启动运行频率转子转动惯量10Kgm52分配方质量/Kg中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计20/V频率/HZ/HZ式90BF0033 360 196（20）150080001764三相六拍424 控制系统的设计4.1 机器人的控制系统工业机器人的控制技术是在传统机械系统的控制技术的基础上发展起来的，因此两者之间并无根本的不同但工业机器人控制系统也有许多特殊之处。其特点如下，工业机器人有若干个关节，典型工业机器人有五六个关节，每个关节由一个伺服系统控制，多个关节的运动要求各个伺服系统协同工作。工业机器人的工作任务是要求操作机的手部进行空间点位运动或连续轨迹运动，对工业机器人的运动控制，需要进行复杂的坐标变换运算，以及矩阵函数的逆运算。工业机器人的数学模型是一个多变量、非线性和变参数的复杂模型，各变量之间还存在着耦合，因此工业机器人的控制中经常使用前馈、补偿、解耦和自适应等复杂控制技术。较高级的工业机器人要求对环境条件、控制指令进行测定和分析，采用计算机建立庞大的信息库，用人工智能的方法进行控制、决策、管理和操作，按照给定的要求，自动选择最佳控制规律。工业机器人的控制系统发基本要求有，实现对工业机器人的位置、速度、加速度等控制功能，对于连续轨迹运动的工业机器人还必须具有轨迹的规划与控制功能。方便的人-机交互功能，操作人员采用直接指令代码对工业机器人进行作用指示。使用工业机器人具有作业知识的记忆、修正和工作程序的跳转功能。具有对外部环境（包括作业条件）的检测和感觉功能。为使工业机器人具有对外部状态变化的适应能力，工业机器人应能对诸如视觉、力觉、触觉等有关信息进行测量、识别、判断、理解等功能。在自动化生产线中，工业机器人应用与其它设备交换信息，协调工作的能力。工业机器人控制系统可以从不同角度分类，如控制运动的方式不同，可为关节控制、笛卡尔空间运动控制和自适应控制；按轨迹控制方式的不同，可分为点位控制和连续轨迹控制；按速度控制方式的不同，可分为速度控制、加速度控制、力控制。中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计21程序控制系统：给每个自由度施加一定规律的控制作用，机器人就可实现要求的空间轨迹。自适应控制系统：当外界条件变化时，为保证所要求的品质或为了随着经验的积累而自行改善控制品质，其过程是基于操作机的状态和伺服误差的观察，再调整非线性模型的参数，一直到误差消失为止。这种系统的结构和参数能随时间和条件自动改变。人工智能系统：事先无法编制运动程序，而是要求在运动过程中根据所获得的周围状态信息，实时确定控制作用。当外界条件变化时，为保证所要求的品质或为了随着经验的积累而自行改善控制品质，其过程是基于操作机的状态和伺服误差的观察，再调整非线性模型的参数，一直到误差消失为止。这种系统的结构和参数能随时间和条件自动改变。因而本系统是一种自适应控制系统。4.2 基于运动卡的控制系统的建立4.2.1 总体方案的确定机器人控制系统是一种典型的多轴实时运动控制系统。传统的机器人控制系统基本上是设计者基于自己的独立结构和生产目的而开发，它采用了专用计算机、专用机器人语言、专用微处理器的封闭式体系结构。这种结构的控制器存在制造和使用成本高，开发周期长，升级换代困难，无法添加系统的新功能等一系列缺点。该系统基于 TRIO 运动控制卡的开放式结构机器人控制系统，采用 IPC+DSP 的结构来实现机器人的控制。这种机器人控制系统采用开放式硬件、软件结构，可以根据需要方便地扩展功能，具有良好的开放性和扩展性，能适应于不同类型机器人或机器人自动生产线。通过运动控制卡在工业机器人控制系统中的应用，根据运动控制的相关理论和直流伺服电机的具有不易受干扰、易于用微机实现数字控制、无积累误差等特性以及其动作迅速、反映快、维护简单、可实现过载自动保护等特点作为相关背景的基础之上提出了基于 TRIO 运动控制卡的自动化程度和定位精度均较高的工业机器人控制系统。这种机器人控制系统的重要特点在于它采用通用个人计算机加 DSP多控制回路的开放式体系结构以及它的网络控制特性。目前，由于高起动转矩、大转矩、低惯量的交、直流伺服电动机在工业机器人中得到广泛应用一般负载 1000N（相当 100kg）以下的工业机器人大多采用电伺服驱动系统。所采用的关节驱动电动机主要是 AC 伺服电动机。其中，交流伺服电动机、直流伺服电动机、直流驱动电动机（DD）均采用位置闭环控制，一般应用于高精度、高速度的机器人驱动系统中。利用运动控制卡（运动控制和逻辑算法有机的结合，轻松实现多种运动形式的运动控制器）对机器人驱动系统进行控制能够有效地提高整个机器人系统的性能及开发效率。由于机器人需要精确的控制和精准的定位，采用合适的直流电机调速器和光电轴角编码器即能满足要求。由于所选用的硬件设备都是市场上成熟的，综上所述，本设计题目的理论基础、整中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计22体的构想和所实施的方案是切实可行的，在老师的指导下，借鉴相关书籍，通过通过自己的学习，能够达到本次设计的要求。该系统主要由个人 PC、PCI208 系列 TRIO 运动控制卡、运动卡外接线板、ZK4 系列直流电机调速器、光电轴角编码器、系统工作状态检测输入行程开关等组成。TRIO 运动控制卡通过对直流电机调速器发出模拟电压信号对直流伺服电动机的转上速、角位移、正、反转等进行控制，从而外控制输出电机驱动；且还在系统中采用光电轴角编码器对电机的参数运行状态以及程序的运行状态进行反馈；另外还设置行程开关对电机的行程位置进行控制。机器人具有三个自由度（即：RRP大臂回旋、仰角、小臂伸缩三个运动）和一个爪开合动作，采用全电机驱动控制。机器人本体由机身、大臂、小臂、手找等组成。机身固定在机械小车上；大臂可以绕着机身在水平面内和垂直面内旋转；小臂在丝杆的传动下，可以前后进行伸缩。在大臂和小臂的共同作用下，机械手的手爪能够接近要抓的物体。当物体被控制在手爪的控制范围内时，手爪夹紧物体，然后通过大臂的旋转和小臂的伸缩运动，最终将物体置于规定的位置。4.2.2 机器人控制工作原理机器人具有三个自由度（即：RRP大臂回旋、仰角、小臂伸缩三个运动）和一个爪开合动作，采用全电机驱动控制。机器人本体由机身、大臂、小臂、手找等组成。机身固定在机械小车上；大臂可以绕着机身在水平面内和垂直面内旋转；小臂在丝杆的传动下，可以前后进行伸缩。在大臂和小臂的共同作用下，机械手的手爪能够接近要抓的物体。当物体被控制在手爪的控制范围内时，手爪夹紧物体，然后通过大臂的旋转和小臂的伸缩运动，最终将物体置于规定的位置。机器人大臂回旋运动和大臂仰角运动均采用直流电动机、谐波减速器传动，PWM 脉宽调速器控制，可实现 202000mm/Min 无级调速控制。手爪开合采用连杆及螺旋机构，同步电机驱动，其结构简单，无调速器，电路控制方便。由于在机械结构设计中采用了谐波减速器、滚珠丝杆、滚珠直线导轨等精密传动装置，机器人手爪定位可达到较高的精度。机器人大臂回旋运动和大臂仰角运动均采用直流电动机 M1 和 M2 控制，小臂伸缩采用直流电动机 M3 控制，手爪的开合由单相交流电动机 M4 控制，每个电动机均由两个中间继电器控制其正、反转。首先是各运动轴分别复位，电动机 m1、m2、m3 反转输出端口OUT11、OUT13、OUT15 输出 24V 电压各轴正向运动。当它们踏上了各自的行程开关时外接24V 分别输入到 INPUT0、INPUT1、INPUT2 的输入端口由运动控制卡进行判断并作为运动的原点。然后，当运动控制卡的 24 V 电压输出端口 OUT11 输出指令时，接通继电器KA4，电动机 M1 得点正转，机器人大臂向上仰运动，到达极限位置时撞下前限位开关ST1，继电器 KA4 线圈断电机停止运转。当运动控制卡电压输出端口 OUT12 输出指令时，继电器 KA5 线圈得电，电动机 M1 得电反转机器人大臂向下仰运动，到达极限位置时撞下后限位开光 ST2，继电器 KA5 断电，电机停止运转。电动机 M1 的运动控制由运动控制卡中国地质大学长城学院 2012 届毕业设计23的+10/-10V 模拟电压输出端口 OUT0 输出的指令控制。当运动控制卡电压输出端口 OUT13输出指令时，继电器 KA6 线圈得电，电动机 M2 得电正转，机器人大臂向左旋运动，到达极限位置时撞下前限位开关 ST3 ,继电器 KA6 断电，电机停止运转。当运动控制卡电压输出端口 OUT14 输出指令时，继电器 KA7 线圈得电，电动机 M2 得电反转，机器人大臂向右旋运动，到达极限位置时撞下后限位开关 ST4，继电器 KA7 断电，电机停止运转，电动机 M2 的运转速度由运动控制卡+10/-10V 模拟电压输出端口 OUT1 发出指令控制。当运动控制卡电压输出端口 OUT15 输出指令时，继电器 KA8 线圈得电，电动机 M3 得电正转，机器人小臂向前伸运动，到达极限位置时撞下前限位开关 ST5，继电器 KA8 线圈断电，电机停止运转，当运动控制卡输出断口 OUT16 输出指令时继电器 KA9 线圈得电，电动机 M3得电反转，机器人小臂向后缩运动到过极限位置时撞下后限位开关 ST6，继电器 KA9 断电，电机停止运动，电动机 M3 运转速度由运动控制卡+10/-10V 模拟电压输出端口 OUT2 发出指令控制。继电器 KA1 和 KA2 分别控制机器人手爪的开合当向前伸时 OUTPUT8 输出 24V,撞到前限位开关停止运动；当 OUTPUT9 输出时向后伸缩撞到后限位开关停止运动。光电轴角编码器由三个编码器输入端口反馈回各轴的实际运动位置给运动控制卡。4.3 软件编程语言的特点程序界面在 VB6.0 中打开工程文件“Project1.vbp” ，在编译环境中，直接运行（F5），程序操作画面及介绍如下：首先进入 Form1 显示“欢迎使用 PCI208 运动控制操作界面” ，单击进入按扭便进入Form2 程序界面。如果单击打开按扭 TRIOPCI 由红色小方块变为绿色小方框，表明PCI208 和 OCX 之间已成功建立连接。如果仍然为红色表明 PCI208 和 OCX 之间的连接未成功建立。在此程序中，可进行运动控制和轴位置及 I/O 状态显示等功能。运动控制主要是 OUTPUT8-17 的输出的开关控制，还有 INPUT33-35 的原点检测控制，及运动距离输出控制等方面。其中关闭按扭是关闭 trio 软件的连接；运动按扭是根据输入的距离值进行运动；复位按扭是进行各轴的原点复位运动；单击退出操作便结束程序的执行。向工程中添加 TrioPC OCX 控件如图在工程中调用函数图程序框图界面：4.4 指令系统 (1)轴指令 BASE、AXIS:指定以下运动指令所对应的轴号： UNITS:指定每一个编程单位所对应的指令脉冲数，ATYPE:指定轴类型 SPEED:指定轴运行速度，ACCEL:指定轴加速度，DECEL:指定轴减速度，DATUM_IN:指定原点输入点OFFPOS：位置偏置，MPOS:读取实际位置，DPOS:读取指令位置，DAC:设置模拟量输出AIN:读取模拟量输入，FHOLD_IN:设置进给保持输入点，FHSPEED:设置进给保持速度。 (2)运动指令： MOVE:相对运动，MOVEABS:绝对运动，FORWARD:恒速正向运动，REVERSE:恒速负向运动，RAPIDSTOP:停止，DATUM:回原点，MOVEMODIFY:运动中改变目标位置，DEFPO

温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。