1、预先编制好程序输入机器人，据此控制机器人的行走和越障精确定位控制则根据传感器反馈信息进行控制。机器人携带的损伤探测单元采用涡流分析方法探测光纤复合架空地线的损伤情况，并把探测数据记录到磁带上。但因其质量过大，达到，而不能推广应用。图.导轨巡线机器人机器人仿真简介加拿大魁北克水电研究院的等人在年开始了遥控小车见图.的研制工作，遥控小车起初用于线路巡检维护等多用途移动平台。第三代原型机构紧凑，仅重，驱动力大，抗电磁干扰能力强，能爬度的斜坡，通信距离可达，小车采用灵活的模块化结构，安装不同的工作头即可完成架空线视觉和红外检查压接头状态评估导线和地线更换导线清污和除冰等带电作业，已在工作电流为的电力线上进行了多次现场测试，但是没有越障能力，只能在两线塔间的电力线上工作。图.遥控小车美国公司年研制了台悬臂巡线机器人原型，如图.所示。

2、重事故，造成大面积停电，从而造成极大的经济损失和严重的社会影响。所以，必须对输电线路进行定期巡视检查，随时掌握和了解输电线路的运行情况以及线路周围环境和线路保护区的变化情况，以便及时发现和消除隐患，预防事故的发生，确保供电安全。目前，对输电线路的巡检主要采用两种方法，即地面人工目测法和直升飞机航测法。前者的巡检精度低，劳动强度大，且存在巡检盲区。部分地区大雪封山时，车辆和行人无法进入在深山还有野兽出没，这给巡视人员带来了很大的安全隐患后者则存在飞行安全隐患且巡线费用昂贵。如果用直升机巡视替代地面巡视，则每公里年巡视费用同塔双回线需.万元单回线万元。如果用直升机在整个东北电网覆盖地区巡视则需超过万元。费用过于昂贵，直接限制了直升机巡视的广泛推广。图.巡线机器人外观图由于巡线机器人可以克服上述缺陷，因此，巡线机器人已成为特种。

3、大大提高了空间的运用，这就是平面旋转的自由度。由于本课题对挂臂旋转速度未做要求，因此电机的选择不作为设计的重点。.架空线路巡线机器人与机器人仿真文献综述架空线路巡线机器人研究概况国外巡线机器人的研究始于世纪年代末，日本加拿大美国等发达国家先后开展了巡线机器人的研究工作。年，东京电力公司的等人研制了光纤复合架空地线巡线移动机器人，如图.所示。该机器人利用对驱动轮和对夹持轮沿地线爬行，能跨越地线上防振锤螺旋减震器等障碍物。遇到杆塔时，机器人采用仿人攀援机理，先展开携带的弧形手臂，手臂两端勾住线塔两侧的地线，构成个导轨，然后本体顺着导轨滑到线塔的另侧待机器人夹持轮抱紧线塔另侧的地线后，将弧形手臂折叠收起，以备下次使用。机器人运动控制有粗略和精确定位两种模式，粗略控制是把线塔和地线的资料数据线塔的高度位置电线长度线路上附件数量等。

4、体结构的设计.方案要求.总体结构.柔性臂.驱动装置轮式移动机构步进式蠕动爬行机构.刹车制动装置各零部件的选择与设计.丝杆的设计.丝杆的结构设计.丝杆的设计计算.丝杆的强度校核.齿轮的设计.齿轮的结构设计.齿轮的参数计算.齿轮箱体的结构设计.内升降筒的设计计算.外升降筒的设计外升降筒的设计计算外升降筒的强度校核.涡轮蜗杆的设计.电机的选择结论参考文献致谢绪论.研究背景及意义电力系统最重要的任务是提供高质量和高可靠性的电力。电力传输必须依靠高压输电线路，它的安全稳定运行直接影响电力系统的可靠性。由于输电线路分布点多面广，绝大部分远离城镇，所处地形复杂，自然环境恶劣，且电力线及杆塔附件长期暴露在野外，会受到持续的机械张力电气闪络材料老化的影响而产生断股磨损腐蚀等损伤，如不及时修复更换，原来微小的破损和缺陷就可能扩大，最终导致严。

5、时考虑到传动的稳定性，设计采用对齿轮啮合带动内外升降筒同时运动，从而实现两节展开。负载的挂臂由电动机带动内丝杠旋转，内丝杆与固定在内升降筒上的下螺母啮合，带动内升降筒的升降，又由减速箱中联轴器上的齿轮啮合固定在外丝杠上的齿轮，从而带动外丝杠旋转，考虑到二节伸缩，旋转方向应与内丝杠相反，又通过固定在涡轮箱体上的上螺母，带动外升降筒向上运动，使机器人挂臂两节展开。并在丝杆端部设置挡板，限制升降筒的行程。这是手臂伸缩，也就是实现挂臂垂直方向的自由度。考虑到手臂可进行回转的要求，为了满足结构紧凑的要求，本设计采用涡轮蜗杆啮合的方式，动力系统采用个电机，由电动机来带动蜗杆的旋转，蜗杆与涡轮啮合，固定在涡轮上的上螺母同时与外丝杠啮合，从而带到整个手臂回转，这样既能够保证外升降筒垂直升降的要求，又可以实现机器人挂臂旋转的功能，同时，还。

6、。它能沿架空导线长距离爬行，执行电晕损耗绝缘子结合点压接头等视觉检查任务，对探测到的线路故障数据预处理后，传送给地面人员。当机器人遇到杆塔时，利用手臂采用仿人攀援的方法从侧面越过杆塔。其缺点是无法攀爬度以上的斜坡而不能广泛应用。图.悬臂巡线机器人文献中，介绍了工作于光纤架空地线，能够跨越防振锤和线夹的机器人。文献给出了种新型移动机器人机构，由双臂四套执行机构和手爪构成，该机器人能够沿架空地线行走，并且能够跨越杆塔。文献给出了种能够沿架空地线行走并且跨越防振锤杆塔线夹等障碍物的移动机器人。但上述机器人都具有个以上的自由度，导致功耗过高而不能应用到实际工作中。中国与国外先进技术的差距图.是中国科学院沈阳自动化研究所研制出的具有自主知识产权的超高压输电线路巡检机器人，并于年月日与锦州超高压局合作开展了现场带电巡检试验，在其所管。

7、机器领域的个研究热点。巡线机器人不仅可以减轻工人巡线的劳动强度，降低高压输电的运行维护成本，还可以提高巡检作业的质量和科学管理技术水平，对于增强电力生产自动化综合能力，创造更高的经济效益和社会效益都具有重要意义。巡线机器人悬挂于架空避雷线上，并以此为行驶作业路径，通过自动控制方式完成输电线路巡检作业，及对线路的机械电气故障，包括绝缘子劣化和污秽导线的机械破损连接金具机械松脱等故障进行检测。其特殊的作业环境要求机器人能够沿输电导线全程运行，包括沿输电导线的直线段和耐张线段实现滚动爬行，跨越及避让悬垂线夹悬垂绝缘子防振锤耐张线夹等结构型障碍物。因此，机器人的本体设计是整机设计中个相当重要的部分，需经过多次反复才能完成在进行机器人结构分析和设计时，需要建立定的实验环境导线物理模型障碍物等，对样机进行多次实验以检验其是否能达到预。

8、用测距技术，定位技术和小型陀螺仪技术等多种传感技术来采集不同类型的环境信息。因此，准确地处理和分析不同传感器采集到的信息，用于对所处环境作出准确可靠的描述并据此作出正确的决策和控制，是多传感集成和数据融合研究的任务。检测技术种是可见光检测方法，采用高分辨率摄像机摄取目标图像，般能发现架空线大部分表面故障现象，精度和准确度取决于图像质量。如何让巡线机器人自主控制携带的摄像设备，捕捉特定目标，获取多视角高清晰度目标图像是关键另种是红外探测技术，当输电导线存在诸如导线断股绝缘子破损等故障时，故障点附近会出现局部温升，产生热辐射。这些故障难以通过视觉检查发现，我们可以采用红外探测技术加以弥补。具体来说，就是热成像技术，这是种广泛用于输变电系统的故障探测技术，可以摄取表面温度超过周围环境温度的异常温升点的红外光谱图像，然后根据图像。

9、期的目标，这就导致其设计的周期长设计效率低以及改型工作量大等缺点。此外，样机的单机制造增加了成本。在竞争的市场条件下，基于物理样机的设计验证过程严重地制约了产品质量的提高成本的降低及市场推广应用。巡线机器人须要自主跨越障碍，根据障碍的空间分布，机器人手臂要求有伸缩和回转两个自由度。巡线机器人为了保持平衡以及互相配合，需要左右各个挂臂，当机器人需要升降时，当个挂臂负责升降，负载拖动主箱体，攀附于电缆上，另个挂臂空载，升降到同高度，准备交替动作，交替的同时通过平移蜗箱，移动主箱体，两手臂互相配合，跨越障碍。选择用个电机来作为动力系统，考虑到手臂的升降行程的要求即升降行程不小于，以及挂臂升降的稳定性，本设计采用螺纹传动，用对丝杠螺母副传动。由于要采用二节伸缩的升降形式，须要内升降筒与外升降筒同时运动，才可以有二节展开的效果，同。

10、自动控制，以及不同工作状态之间的平稳过渡，是该项技术的核心内容。路径规划技术该技术主要包括基于地理信息的全局路径规划技术和基于传感信息的局部路径规划技术。由于自主式移动机器人在地面上行驶，必须避开它无法通过的或对其安全行驶构成威胁的障碍物或区域，因此局部路径规划，尤其是复杂环境下的路径规划问题，显得更为重要。实时视觉技术该技术主要涉及到视觉信息的实时采集预处理特征提取和模式识别。而且，视觉信息处理的能力处理速度处理的可靠性和准确性是决定智能机器人整体性能的决定性因素。定位和导航技术该技术是现代轮式移动机器人研制所急需的关键技术，也是下代无人战车的技术基础。位置的测量可以分为相对位置测量和绝对位置测量，测量方法有里程计惯性导航主动灯塔磁罗盘全球定位系统地图模型匹配和自然路标导航等。多传感集成和数据融合技术自主式移动机器人采。

11、，人工或自动判读可能的故障器件。高性能计算技术在移动机器人的早期研究工作中，专用硬件结构为多数研究者所采用，这是因为当时市场上的通用硬件不能满足诸如实时图像处理所需的计算能力。近年来，随着计算机计算能力的迅猛提高，研究者们开始采用通用处理器来构建机器人系统。目前用于移动机器人的硬件结构多数采用个高速通用处理器加上几个专用板卡或芯片用于颜色查表模板匹配或数学形态学计算，或者通过实验确定算法和硬件原型后，利用嵌入式的系统来缩小体积，达到优化的性能。检线机器人本体结构的设计由于机器人本体结构极其复杂，为了快速准确地建立其模型，并方便日后的修改和计算，利用代表目前机械领域新标准的参数化设计软件来建立机器人本体结构模型，基于软件对机器人本体结构的主要零部件进行了准确的创建。.方案要求要求研制台针对电压等级高压架空输电线路其中避雷线。

12、辖的超高压输电线东辽二线上成功地完成了沿线行走，但没有越障能力。图.沈阳自动化所巡线机器人.本文主要内容综合国内外对于巡线机器人的研究情况，当代巡线机器人的研究主要集中于以下几个方面机器人结构机器人机械结构形式的选型和设计，是根据实际需要进行的。在机器人机构方面，结合机器人在各个领域及各种场合的应用，研究人员开展了丰富而富有创造性的工作。但大多数仍处于实验阶段，而轮式机器人由于其控制简单运动稳定和能源利用率高等特点，正在向实用化迅速发展。运动控制技术稳健的运动控制技术是移动机器人整体性能的基础，由于移动机器人本身是个非完整约束系统，是个欠驱动的零漂移的动力学系统，因此，该系统不能通过连续可微的时不变的状态反馈加以镇定。为此，通过时变不连续控制以及混合策略，根据动力学模型和运动学模型，建立合理的反馈控制律，实现车速和转向的。

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