高压输电线巡检机器人机械设计答辩稿

高压输电线巡检机器人的 机械设计 学 院： 机械学院本科生毕业答辩 主要完成工作 分析巡检机器人的工作环境和原理 2. 写说明书 选题价值和意义 高压输电线是输送电力的主要设施，承担着电力的传送任务，是国家最重要的公共设施之一。 而高压输电线是暴露在外的金属线路，会受到诸如风吹日晒，雨雪侵蚀等自然损害。如果不及时发现和排除，很容易对电力系统造成伤害。 以往的高压线检测方式主要是人工检测或直升机检测，前者效率低后者成本大。所以将机器人技术应用到巡检线路上是符合现代化生产的选择。 国外研究现状 1988年 1988年 2001年 1988年 1991年 国内的研究现状 中科院所发明了一种三手臂的机器人 武汉大学研制的双臂式巡检机器人 优点：稳定，安全性高 优点：行动灵活，效率高 缺点：笨重，操控性差 缺点：活动范围小，作业面不足 巡检机器人设计的技术要求 机器人的结构紧凑 1 1 1 灵活的移动能力 2 丰富的越障功能 3 4 足够的承载空间 4 较小的总体质量 5 巡检机器人的方案确定 缆车形式的结构 摇摆臂式结构 手臂结构设计 巡检机器人三维模型 巡检机器人三维模型 巡检机器人的各零部件建模 巡检机器人的各零部件建模 巡检机器人的零部件设计 行驶路径的选择 以相线作为路径： 1 1 1 相线是输电线，质量比较好，比较粗，而且在相线上行驶机器人取电也比较方便，承载能力也很强。 缺点：线上复杂，有各种附属设备。 以地线作为路径： 1 1 2 地线上的线路情况比较简单，没有过多的附属设备。 缺点：不能直接取电。 最终选择及原因： 1 1 3 第一，地线在相线的上面，机器人的视野比较宽阔。 第二，没有过多的附属设备。机器人跨越的障碍物少。 第三，地线不是电线，避免了对输电线路的损伤。 高压线巡检机器人的运动分析 1 无障碍线路移动 1 小障碍的跨越运动 2 高压线巡检机器人的运动分析 大障碍物的跨越 3 视频分析 主要零部件的强度校核 丝 杆 的 校 核 1 1 1 丝杠承受负载的重量 2 3 4( + M ) = 3 0M M M K G丝杠平均工作载荷 m = u g = 0 . 0 0 5 3 0 1 0 = 1 . 5F M Nu 取 动摩擦） 计算载荷 Fc = 1 . 2 1 . 0 1 . 0 1 . 5 = 1 . 8F H K K F N载荷系数 取 荷系数 取 荷系数 取 算额定动载荷 3a 446 0 0 1 5 0 0 0= 1 . 8 1 4 . 71 . 6 7 1 0 1 . 6 7 1 0 N 主要零部件的强度校核 主要零部件的强度校核 主要零部件的强度校核 总结与展望 论文主要完成了如下研究工作： （ 1）在分析高压输电线所处环境和机器人作业内容的基础上，设计一种在地线上行走的三手臂机器人结构。巡检机器人的机械本体有着有多个活动关节可以保障机器人能够在线上顺利移动，跨越障碍，携带设备等工作任务。 （ 2）对机器人的作业环境和作业原理展开了详细分析，并针对不同的作业环境给出了不同的作业方式，从而为机器人的机械设计的进一步研究提供了依据。 （ 3）使用 用 论文主要完成了如下工作： 1 1 1 展望： 1 1 2 （ 1）机器人在结构设计方面还要提高和优化，机械结构的本体需要更加的紧凑、小巧、灵活。从而可以保护机器人本体受到的损害和腐蚀更小 （ 2）机器人研究的最终目的就是真正的代替人完成高压线的检测任务，在这个过程中要满足于防尘、防雨雪和电磁兼容的一体化设计。 目前的研究设计已为这些工作的开展打下了一定的基础，随着机器人各种性能的不