【毕业设计】除冰机器人机构、控制毕业设计说明书

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。

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，在定精度范围内，忠实的重复再现各种被示教的动作。

年美国万能自动化公司的第台工业机器人在美国通用汽车公司投入使用，标志着第代工业机器人的诞生。

第二代工业机器人通常是指具有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。

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，而且还有定的决策及规划能力。

第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，客户，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届毕业设计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。

按冰的形成机理分为降水覆冰云中覆冰和升华覆冰。

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种覆冰过程。

图导线覆冰截面图中国地质大学长城学院届毕业设计高压输电线路的覆冰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。

还有种特别的形式极为冰闪，他是污闪的种特殊形式。

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。

当风速达到定的数值时，臂向左旋运动，到达极限位置时撞下前限位开关，继电器断电，电机停止运转。

当运动控制卡电压输出端口输出指令时，继电器线圈得电，电动机得电反转，机器人大臂向右旋运动，到达极限位置时撞下后限位开关，继电器断电，电机停止运转，电动机的运转速度由运动控制卡模拟电压输出端口发出指令控制。

当运动控制卡电压输出端口输出指令时，继电器线圈得电，电动机得电正转，机器人小臂向前伸运动，到达极限位置时撞下前限位开关，继电器线圈断电，电机停止运转，当运动控制卡输出断口输出指令时继电器线圈得电，电动机得电反转，机器人小臂向后缩运动到过极限位置时撞下后限位开关，继电器断电，电机停止运动，电动机运转速度由运动控制卡模拟电压输出端口发出指令控制。

继电器和分别控制机器人手爪的开合当向前伸时输出，撞到前限位开关停止运动当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中国地质大学长城学院届毕业设计口反馈回各轴的实际运动位置给运动控制卡。

软件编程语言的特点程序界面在中打开工程文件，在编译环境中，直接运行，程序操作画面及介绍如下首先进入显示欢迎使用运动控制操作界面，单击进入按扭便进入程序界面。

如果单击打开按扭由红色小方块变为绿色小方框，表明和之间已成功建立连接。

如果仍然为红色表明和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状态显示等功能。

运动控制主要是的输出的开关控制，还有的原点检测控制，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。

向工程中添加控件如图在工程中调用函数图程序框图界面指令系统轴指令指定以下运动指令所对应的轴号指定每个编程单位所对应的指令脉冲数，指定轴类型指定轴运行速度，指定轴加速度，指定轴减速度，指定原点输入点位置偏置，读取实际位置，读取指令位置，设置模拟量输出读取模拟量输入，设置进给保持输入点，设置进给保持速度。

运动指令相对运动，绝对运动，恒速正向运动，恒速负向运动，停止，回原点，运动中改变目标位置，重新定义当前位置，全闭环控制，输出使能。

输入输出指令读取模拟量输入，设置模拟量输出，读取开关量输入，设置开关量输出，位置比较输出，显示程序流程控制„„„„条件判断，„„循环控制，无条件跳转，调用子程序，„条件跳转，条件调用子程序，重复执行控制，条件判断，等待运动结束。

等待延时。

运算处理指令算术运算逻辑运算。

中国地质大学长城学院届毕业设计运动控制程序运行过程的简介当程序运行时，自动进入窗体点击进入按扭通过调用窗体显示程序进入窗体二。

进入后首先应该通过控件打开与软件的连接，这个可通过界面的打开按扭运用命令即可打开与软件的连接，并通过调用子程序更新其状态。

打开了软件连接后，机器人各轴的位置应该回到初始状态，这个功能的实现了是通过复位程序来实现的。

当点击复位按扭时就运行复位程序复位，在程序运行之前还要通过子程序进行各轴的参数进行设置，而设置参数是通过连接命令来分别进行设置的。

设置完后而复位过程就通过循环来复位，即当各轴进行复位时分别通过控件连接的命令即输出电动机的反转电信号电压这时在软件中相应的输出角状态变为。

在各轴的复位运行过程中通过子程序分别循环检测各轴的原点开关输入信号电压的状态是否为并显示各输入输出的状态，而该状态的读取是通过控件连接命令输入的。

如果为该状态就退出循环通过命令来输出来关断反转电信号即该轴就回到了原点，随后再通过子程序显示编码器反馈回的各轴的位置，该数据的读取是读取轴参数的值并通过连接命令进行获取到变量通过赋值显示并把该位置做为个相对原点坐标这样整个复位程序运行完成了。

各轴复位完成以后，我们要进行运动数据的输入，即该轴要运动的距离。

由于各轴运动的距离有限，所以在每次运行时都要进行文本框距离数据的判断，假如距离值超过了设定值即要显示个对话框显示数据过大。

如果数据在正常的范围之内，就通过控件命令分别输出各电动机的正转运动信号，并通过控件连接命令相对与反馈位置点运动断相对距离，运动完成后再通过子程序进行位置显示和子程序进行输出状态显示，同样通过命令来获取反馈值之后再通过输出关闭各轴的运动电信号，这些运动的实现是在子程序完成的。

当点击运动按扭时就调用该子程序实现整个运动的过程。

这样各轴的运动距离通过循环运行子程序就到了预定的运动位置。

最后在运动过程完成以后就要通过控件连接命令关闭与软件的连接，并调用子程序刷新按扭的状态，通过点击退出按扭便退出操作就这样整个程序的循环与检测再运行过程就结束了。

中国地质大学长城学院届毕业设计参考文献张屹，邵威，高虹亮，罗成高压输电线路除冰机器人的机构设计三学大学学报高虹亮，孟遂民，罗成，马小强架空输电线路除冰机器人的结构设计电力建设甘辰予，陈劲生智能除冰机器人的设计大众科技蒋正龙，陆佳政，雷红才，黄福勇湖南年冰灾引起的倒塔原因分析高电压技术吴功平，肖晓晖，肖华，戴锦