高空作业机器人设计【15张图纸】【优秀】

高空作业机器人设计

38页 15000字数+说明书+开题报告+15张CAD图纸

设计图纸15张.DWG

高空作业机器人设计开题报告.doc

高空作业机器人设计说明书.doc

摘  要

　　　在一切追求人性化的今天，越来越多繁重、危险和高难度的工作，开始采用机器人（包括机械手）来代替人类完成。裸高压导线输电线路的高空接线工作，一直是困扰高空作业人员的棘手问题，由于其危险性极大，作业条件艰难，仅靠人力很难做到，所以都是借助高空作业车的帮助来实现的。近年来，越来越多的人致力于多自由度的高空全自动绕线装置的研究，试图找到一种简便、经济、安全、有效的方法，来解决这一难题。因此，无攀爬式全自动高空接线机器人应运而生，该机器人通过实现高空握持导线、不规则的圆周绕线运动和横向进给运动等动作，来完成绕线任务。通过对各种方案的对比，决定采用斜齿轮传动绕线，螺旋传动进给来实现主要功能。

本设计构思新颖，而且具有结构轻便、经济适用、效率高、安全等显著优势，顺应时代发展方向，具有很高的可行性，适用于各种工作场合。

关键词：无攀爬式；自动绕线；斜齿轮传动；进给；螺旋传动

目  录

摘要I

AbstractII

第1章 绪论1

1.1 课题研究背景1

1.2 课题研究目的和意义1

1.2.1 课题研究目的1

1.2.2 课题研究意义1

1.3 国内外发展现状2

1.4 发展前景展望4

第2章 总体方案确定5

2.1 齿轮齿条绕线机构5

2.2 内啮合齿轮绕线机构6

2.3 斜齿轮啮合绕线机构6

2.4 本章小结7

第3章 参数的确定及电机的选择8

3.1 绕线机构参数的确定8

3.2 进给机构参数的确定11

3.3 抓线和导线握持机构参数的确定13

3.3.1 抓线机构参数确定13

3.3.2 导线握持机构参数的确定15

3.4 电机的选择16

3.4.1 进给机构电机的选择16

3.4.2 握持机构电机的选择17

3.5 本章小结18

第4章 绕线机构设计19

4.1 绕线机构结构设计19

4.2 进给机构结构设计20

4.3 支架结构设计20

4.4 本章小结22

第5章 抓取机构的设计24

5.1 抓线机构结构设计24

5.2 导线握持机构结构设计24

5.3 本章小结25

第6章 实体机构装配26

6.1 实体机构装配26

6.2 本章小结29

结论30

参考文献31

致谢32

1.2 课题研究目的和意义

1.2.1 课题研究目的

　　　针对传统接线工作中存在的各种弊端，无攀爬式全自动高空接线机器人出现了，它是为实现无攀爬式全自动高空接线而设计的机器人装置。裸高压导线输电线路的备用导线高空接线，其绕线轨迹不规范、转子线圈的线径粗、折弯力较大、折弯运动空间受限等，给高空接线增加了难度，而多自由度的高空全自动绕线装置的研究是高空接线中亟待解决的瓶颈问题。本课题根据仿生学和机器人学的原理，运用常用的机械运动机构及其组合，实现高空握持导线、不规则的圆周绕线运动和横向进给运动的全新自动绕线机器人的研究。

1.2.2 课题研究意义

　　　在一切智慧化、人性化、高效率化的今天，越来越多的机器人代替人进行繁重、危险的劳动，在一很多高度危险和繁重的工作中，都采用了机器人，它们的高效率和几乎为零的风险是人类无法与之相比的优势。机器人技术的采用显著减轻了工人的劳动强度和工作负担，大大改善了劳动条件，提高了劳动生产率和自动化水平。在高空裸导线的接线中，以前都需要操作人员攀高接线，劳动强度大、安全性不可靠；而无攀爬式全自动高空接线机器人能够代替工人进行高空作业，避免了工作中潜在的各种危险，同时提高了工作效率，并且减少了高压输电线路的电流损耗，也为低碳经济提供了一个新的探索方案。该设计经济实用性高，具有光明的发展前景。

　　　本设计是主要实现高空握持导线、不规则的圆周绕线运动和横向进给运动的全新自动绕线装置具体设计要求如下：

　　　导线直径： 10mm

　　　绕线直径：2 mm

　　　绕线材料： 铝

　　　导线高度：20m

　　　整机重量：7.5kg

　　　完成绕线时间：1分钟左右

　　　要求经济适用，效率高。