1、线路巡线机器人研究概况机器人仿真简介中国与国外先进技术的差距.本文主要内容检线机器人本体结构的设计.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。

2、臂的升降行程为内升降筒的最大行程与外升降筒的最大行程之和，也就是。，即升降行程。满足挂臂的垂直行程，并且留有余量。而这个余量可以通过挡板上下位置的改变来调节，当挂臂未运动时，挡板可以限制上螺母的位置，当挂臂伸展到最大时，挡板可以限制下螺母的位置，从而控制最大行程。.丝杆的设计计算材料许用压强在范围中选择，由于没有特殊要求，选择中间值，取.。中径系数在的范围中选择，考虑到刚性安全，传动可靠，选择参数适中，取。中径系数取得越大，螺纹的中径就越小，螺母高度也越小，但传动的精度和可靠性就会下降。对于梯形螺纹或矩形螺纹，般取，比较适中。越大，计算中径的值就越大，考虑到强度要求，这个数值比较适合。计算中径根据优先数系，选择公称直径为，螺距为.，大径。

3、螺纹剪切强度螺纹剪切应力因此，满足剪切强度要求，丝杆所受的螺纹剪切应力在许用剪切应力范围之内，且数值很小，对丝杆与轴承的固定，以及正常传动的精度影响不大。计算螺杆弯曲强度螺杆弯曲应力因此满足螺杆弯曲强度。丝杆所受的弯曲应力在许用弯曲应力的范围之内，且其数值远小于选择的许用弯曲应力。所以丝杆所受的弯曲应力对丝杆螺母副正常传动的影响不大。计算螺母剪切强度螺母剪切应力其中为丝杆公称直径。因此，。满足螺母剪切强度。螺母所受的螺纹剪切应力在许用剪切应力范围之内，且数值很小，对正常传动的精度影响不大。计算螺母弯自动检线机构功能与结构设计摘要自动,机构,功能,结构设计,毕业设计,全套,图纸绪论.研究背景及意义.架空线路巡线机器人与机器人仿真文献综述架。

4、自动检线机构功能与结构设计摘要。考虑到螺母的硬度大，耐磨性高，耐腐蚀的要求，螺母材料选择为青铜，具体选择。具体结构尺寸如示意图。考虑到两端支承的长度损失，内外丝杆工作长度设定为。计算升降行程。两丝杆端部结构设计为两端固定，考虑到螺母的旋合长度不宜过短，现在估计为,因此，内外丝杆的工作长度减去螺母的旋合长度，设定内外丝杆的两支撑的最大距离，皆为。由于挂臂为二节伸缩，升降行程为下螺母旋合到内丝杆的顶端，上螺母旋合到外丝杆的底端，而内外丝杆的位置是固定的，从外部看挂臂升降时，就可以看到平移蜗箱的位置从外升降筒的上端逐渐变到外升降筒的下端，而与此同时，内升降筒也以定的速度逐渐伸出外升降筒，直到基本全部伸出，也就是当上螺母接触到挡板为止。因此，挂。

5、对丝杆支承的可靠性，选择支承环面外径，支承环面内径。计算公式将给定数值带入公式，得转矩计算值为.，因此，所需转矩的数值比较小，估计用小功率电机即可拖动.丝杆的强度校核螺杆选用的材料是号钢，查得其许用应力在的范围中，由于没有特殊要求，许用应力取范围的中间值，。钢的材料许用弯曲应力在的范围中，考虑到螺杆弯曲应力不大，所以取。钢的许用剪切应力在的范围中，考虑到材料可靠性，所以取。计算螺杆当量应力当量应力满足许用应力要求，丝杆所受的当量应力在许用应力范围之内，且数值不大，对丝杆螺母副的正常传动造成的影响不大。计算螺纹牙底宽度梯形螺纹螺纹牙底宽度。牙底宽度的大小与齿轮的强度有直接的关系，如果牙底宽度太小，容易造成牙根弯曲疲劳磨损，引起传动失效。计。

6、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。

7、.，外螺纹小径为.。规格为.。考虑到丝杆的刚度和可靠性，根据优先数系，牙形角取。计算螺母高度比原定的螺母高度小，所以原定螺母高度符合强刚度要求。计算丝杆旋合圈数旋合.圈基本满足螺纹旋合稳定性和精度要求。计算螺纹的工作高度计算工作压强满足要求，工作压强实际值很小，远远小于材料允许的压强值，对丝杆螺母的正常传动没有很大的影响。验算自锁性工作面的摩擦系数根据丝杆螺母的材料来判断，丝杆的材料为号钢，螺母的材料为青铜，查得丝杆螺母工作面摩擦系数可以取的范围在之间，因此，取中间值.。计算当量摩擦角其中为牙型角。计算导程由于丝杆螺纹传动效率要求不高，取线数为，因此导程。计算螺纹升角，可见，丝杆螺母副传动满足自锁要求。计算丝杆转矩本设计选用个电机通过联。

8、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。

9、器，带动内丝杆转动，所以选择的螺旋副的运动形式是螺母固定，螺杆转动并做直线运动。这种运动形式有利于传动的精度以及提高传动的效率。由于挂臂的升降主要依赖于丝杆螺母副的传动，因此，计算出的转矩就是挂臂升降的动力，在整个设计过程中尤为重要。根据转矩的计算公式其中为螺纹力矩，为摩擦力矩。其中为挂臂的垂直载荷能力，作为挂臂升降的动力，这些负载直接由丝杆螺母副的传动来承担，所以转矩必须满足这条件，要求为,即垂直载荷.。考虑到丝杆螺母的自锁性，为丝杆螺旋线数，现在取。为工作面间的摩擦系数，查得。为内外丝杆的螺纹升角，已计算得根据丝杆的直径以及对齿轮箱占用空间的考虑，所选用的轴承，对丝杆的支承环面外径要求的范围在，支承环面外径要求的范围在之间，现在考虑。

10、。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。

11、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。

12、。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。

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