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（图纸+论文）高压线除冰机械人设计（全套完整）

不会让小块覆冰成为行走轮推进除冰机行走的障碍。我们为此设计了个减震机构。通过减震机构，行走轮可以轻易地越过小块覆冰。具体结构如图。图通过链传动是行走轮同步图行走轮减震机构综合考虑本设计采用电机驱动，齿轮传动减速机构，轮式行走方式，对滚洗刀除冰方式。.主体结构设计.输电线轮式除冰机上部如图所示,输电线轮式除冰机上部能把小车悬挂在输电线上，提供向上的支撑力。同时，具有定的越障和减震能力，可以越过没有清理完全的覆冰。前端是除冰机构的部分，能使其完成除冰工作。.输电线轮式除冰机下部如图所示，输电线轮式除冰机下部向小车提供向前的推力，推进小车向前行走。前端是除冰机构的部分，能使其完成除冰工作。同时，通过齿轮机构与上部的除冰机构和下面的电动机相连，实现动力传输。图输电线轮式除冰机上部图输电线轮式除冰机下部.减速器减速器是指原动机和工作机之间的独立传动装置。目前，许多减速器在我国已有国家标准，并在专门工厂批量生产。减速器的种类很多，按传动类型可分为齿轮减速器蜗杆减速器等，以及由它们相互组合起来的减速器按齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器圆锥齿轮减速器及圆锥圆柱齿轮减速器按传动级数可分为单级减速器和多级减速器按传动的布置形式因此输电线除冰机的行走机构采用轮式行走机构。为了使轮式行走机构在输电线上行走更加平稳，在行走轮中部开通个直径为的凹槽。.除冰方式选择加热除冰通过电阻加热或喷火加热，使覆冰融化，达到清除覆冰的目的。加热除冰方法对环境没有任何污染，清除效率高。但是这个方法耗能过多，不节能。化学法除冰依靠撒布化学药剂固体颗粒或液体使冰雪融化为化学融冰,其特点是除净率高,但这种方法成本高,且容易对环境造成污染,尤其是钠盐融雪剂对钢筋混凝土结构有破坏作用,易造成混凝土路面的表层脱落,使电线质量受损而缩短其使用寿命,对植被的损害也较严重。振动除冰振动式除冰法,通过马达带动具有定重量的除冰锤上下往复的敲击动作,当敲击到覆冰上时，覆冰由于受到震动，与输电线脱离。达到除冰的目的。此方法除冰效果明显，效率较高，能耗少。但是由于震动会引起电线的舞动，有违除冰的本意。对滚铣削除冰对滚铣削式除冰工作装置安装在输电线除冰机前端,通过滚压轮上的组合刀片,依靠较高转速把输电线上的覆冰铣除。此方法工作效率高，清除效果好。加热方法耗能过多，输电线除冰机不能携带过重的能源储存装置，因此加热除冰法不适用。化学法对环境污染大，对输电线腐蚀比较大，不宜采用。振动除冰法容易使输电线产生舞动，违背了清除覆冰的初衷。综合来看，采用对滚铣削除冰法是最佳选择。.行走轮同步行走方法与减震方法行走轮是推动输电线除冰机行走的主要零件,上端行走轮倒挂在电线上,主要目的是给除冰机提供个拉力,使除冰机能挂在电线上。下端行走轮通过齿轮与电动机相连，负责推进除冰机行进。工作原理如图所示，输电线除冰机工作时由行走电机推动机器行走，通过大齿轮带动轴转动，再通过两个减速齿轮组分别带动轴和轴转动，驱动行走轮转动，并带动链轮回转，通过传动链带动行走轮转动，实现输电线除冰机在电线上行走。工作电机通过组减速齿轮使轮转动，驱动工作刀具做回转运动。图机构运动简图轮式输电线除冰机由电动机提供动力。行走机构通过三级齿轮减速机构实现减速，除冰机构通过级齿轮减速机构实现减速。轮式输电线除冰机的组成框图，如图所示。.机构的设计方案能够实现轮式输电线除冰机功能的技术原理很多，但各有利有弊，具体分析如下.驱动方式选择小型柴油机驱动柴油机驱动的优点是马力大，适应环境能力强。但重量和所占空间过大，驱动时会产生较大振动，容易引起输电线舞动，不适用于在输电上行走使用，另外对环境会产生污染，不环保。电动机驱动型号较多，选择范围广。在质量和振动方面有着不可替代的优势。对环境无污染，可以满足环护要求。图轮式输电线除冰车组成框图及运动传递路线．减速方式选择带传动抗拉强度较大，耐湿性好，廉价，可以传送较大功率。但所需空间比较大，不适用于受空间限制要求中心距小以及急速反向传动的场合。链传动链传动的制造与安装精度要求较低，链轮齿受力情况较好，承载能力较大有定的缓冲与减震性能中心距可大而结构轻便。可以适应恶劣的工作环境。但是同样，所需空间较大，不适用于受空间限制要求中心距小以及急速反向传动的场合。齿轮传动瞬时传动比恒定传动比范围大，可用于减速或增速速度和传递功率的范围大，可用于高速中速和低速的传动功率可从小于到传动效率高，对高精度的渐开线圆柱齿轮，效率可达以上结构紧凑，适用于近距离传动。高压线,除冰,机械人,设计,毕业设计,全套,图纸摘要机械式输电线除冰技术是利用传统的工具通过机构运动方式达到输电线除冰的目的。由于机械式输电线除冰技术除冰效率高，操作简单，因此受到很多国家的重视，在国内也引起了极高的重视，尤其是各大院校和科研院所。本文从输电线覆冰原理及其危害综合说明了输电线覆冰对人们生产生活的影响，提出了种新的输电线除冰解决方案。研发款新式输电线除冰机。本输电线除冰机主要由部分组成，行走部分和除冰部分。行走部分主要通过齿轮传动机构实现，除冰部分通过对滚刀具实现除冰。关键词输电线除冰机械式覆冰录摘要第章绪论.输电线覆冰概况.输电线覆冰危害及机理.国内外相关除冰设备及技术的特点发展趋势.除冰机研究的内容和意义第章方案设计.工作原理.机构的设计方案.主体结构设计第章结构设计.传动零件的设计齿轮机构设计轴的设计轴承校核.除冰机构的设计除冰方式选择刀架设计除冰机构电机选择.整机三维装配图第章功能及创新点总结参考文献致谢第章绪论.输电线覆冰概况输电线路因受结冰危害通常容易引起严重的断线杆塔倒塌大面积停电限电等事故。对电力系统的安全运行造成了严重威胁,也直是电力系统研究中急待解决的难点问题。据不完全统计,自上世纪年代以来,我国输电线路便不断遭受覆冰危害。年,由覆冰引起的输电线路跳闸次,占总事故的,其中线路跳闸次由于覆冰引起线路非计划停运次,占总事故的。。年月至年月,我国华中电网出现大面积冰灾事故,仅湖南省就有多万人受灾,直接经济损失超过亿元。年月,南方多个省份遭受了年遇的冰雪灾害,华中华东部分地区出现长时间持续的大强度大范围低温雨雪冰冻天气,导致湖南江西浙江安徽湖北等地的电网发生倒塔断线舞动覆冰闪络等多种灾害,湖南电网条条和条线路停运江西电网条条和条线路停运浙江电网条条和条线路停运,“西电东送”大通道江城宜华直流线路损坏严重,河南重庆四川等地的电网也受到不同程度的冲击和破坏。部分地区的线路覆冰厚度达到,远远超出了的设计值,如图。贵州骨干网基本瘫痪,华中华东电网几十条线路倒塔倒杆解列和停运,最大电力缺口接近万。截至月日,全国因灾停运线路共条,停运变电站座,线路倒塔座,全国个省份拉闸限电,共有个省级电网电力供应紧张。全国受灾人口达亿多,直接经济损失超过亿元。图输电线覆冰情况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部分覆冰线路除冰,人工除冰有很高的危险性。在国外,些国家的地理与气候情况与我国相似,甚至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,开发种可以替代或部分替代工人进行除冰作业的新型设备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。图铁塔被超过设计承受能力的覆冰载荷压坏图铁塔被不均匀覆冰纵向不平衡张力拉坏图铁塔被断线冲击荷载与纵向不平衡张力扭坏图铁塔因长时间舞动而发生倒塌.输电线覆冰危害及机理过荷载。即导线覆冰厚的实际重量超过设计值很多,导致架空输电导线及杆塔载荷过大超出自身机械强度极限最终断线垮塔。如图所示。不同期脱冰或不均匀覆冰事故。相邻档导线不均匀覆冰或不同期脱冰会产生张力差,使导线在线夹内滑动松脱,甚至会因为两侧水平张力差过大而拉垮杆塔不同期脱冰会使导线跳跃电气间隙减小,造成导线相间短路或直接对地短路事故。如图所示。绝缘子串冰闪事故。绝缘子覆冰或被冰凌桥结后,绝缘强度下降,泄露距离缩短,融冰时,绝缘子的局部表面电阻增加,形成闪络事故导致持续电弧烧伤绝缘子并使其绝缘强度降低。导线覆冰舞动事故。因导线不均匀覆冰,在风的作用下产生舞动,造成金具损坏,导线断股,相间短路及杆塔倾斜或倒塌等严重事故。如图所示。.国内外相关除冰设备及技术的特点发展趋势目前国内和国外的除冰技术可归纳有余种，总体可分为.大电流融冰法主要包括过电流融冰法短路电流融冰法和直流电流融冰法。此类方法也是目前工程中普遍采用的方案,在实际运用过程中积累了许多宝贵经验。.机械除冰法滑轮刮铲法是目前唯可行的输电线路除冰的机械方法,其过程是由地面工作人员拉动可以在线路上行走的滑轮达到铲除覆冰的目的。但该方法并不适用于我国西部高海拔地形复杂地区。.被动法被动法就是依靠风地球引力随机散射和温度变化等脱冰的被动方法无需附加能量。现已经在输电线路上得到应用的有平衡重量线夹除冰环阻雪环憎水憎冰涂料风力锤等来减少输电线路的覆冰,安装防震锤等来减少导线的舞动。被动法有费用低的优点,但不能阻止覆冰的形成,而且仅适用于特定的地区。.其他方法除上述几种方法外,还有利用电磁脉冲气动脉冲电晕放电电子冻结碰撞前颗粒加热和冻结等防冰除冰方法,但很多还处于理想或试验阶段。而最近国内外比较热门的机械除冰法主要通过除冰机器人来完成，目前国内外设计的除冰机器人通常包括部分.爬行机构.越障机构.除冰机构。并且向着小型化，实用化，可越障，智能化的方向发展。.除冰机研究的内容和意义针对目前各类机械式除冰方法的不足之处，本文设想了种全新的行走平台，并在实践中证明这种理论是可行的。它继承了轮式车辆移动速度快捷的特点，又具有骑挂在电线上的能力，在传动系统设计上采用了齿轮传动设计，结构相对简单，工作可靠。并且在控制方面，具有很好的功能扩展性。作为种运输平台，具有很广阔的功能开发空间。另外除冰机构也是本次设计的创新点，采用对滚式刀具进行除冰，除冰效果好。本论文主要完成了输电线除冰机的原理设计，方案选择，机构的实现，各部分零件的设计与整机的装配，并在此基础上采用三维制图软件建立实体模型并进行虚拟装配和运动仿真。本课题研究的目的在于根据输电线系统的除冰需要，研制种简单，实用的输电线除冰机。轮式输电线除冰机是种用于，在山地，荒野，河流，湖泊等地理环境，不适合人工除冰的输电线路上清冰。它是适用于各种地貌，不会因为环境的改变而停止工作。它的前端是对用于除冰的对滚刀具，用