1、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。

2、材料，以增大驱动轮运动时与线路的摩擦因数，防止打滑。驱动轮支撑架手掌采用中空设计，使机器人遇到防振锤等障碍时，可直接越过，大大提高了机器人巡线速度。.步进式蠕动爬行机构步进式蠕动爬行机构驱动装置由直流电机伞齿轮减速器传动轴滚珠丝杠螺母和直线导轨组成。滚珠丝杠的摩擦力很小且运动响应速度快。由于滚珠丝杠在丝杠螺母的螺旋槽里放置了许多滚珠，传动过程中所受的摩擦力是滚动摩擦，可极大地减小摩擦力，因此传动效率高，可以达到，只需要使用极小的驱动力就能够传递运动。刹车制动装置为了保证机器人在停止状态有只手打开或出现故障情况下不脱线和下滑，设计了刹车装置。它由活动制动爪固定制动爪销轴弹簧弹簧上底座弹簧下底座和弹簧导向轴组成。手掌开合装置手掌开合装置由涡轮蜗杆机构和平行四杆机构组成。在蜗杆驱动下带动支架开合。中间手接近跳线时停止行走，调整前后柔性臂。

3、大学于年用语言开发.系统，逐渐形成了较完善的机器人仿真系统。刘又午教授等人以底座大臂小臂和个腕关节构成的且每个关节皆为圆柱铰接的典型自由度工业机器人为模型，对通用程序进行了简化，开发出工业机器人动力学分析专用程序。中国农业大学周鸣教授主持开发了广义机构计算机辅助设计系统，该系统用迭代方法计算机械系统的自由度，在静力学分析中用势能极小原理求解系统的静平衡位置，在动力学分析中采用了哈密尔正则方程。但是，国内的软件都只停留在实验室中，离软件商品化还有很大距离。.本文主要内容简要阐述了巡线机器人技术及其国内外发展现状和趋势。提出了本课题巡线机器人的设计方案。利用软件，建立了巡线机器人基于特征的参数化模型，以此为基础建立了该机在机器人机构方面，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。

4、故本机械手采用电机驱动。电机驱动方式具有结构简单易于控制使用维修方便不污染环境等优点，这也是现代机器人应用最多的驱动方式。电机可以选择步进电机或直流伺服电机。步进电机驱动具有成本低，控制系统简单的优点，但是步进电机驱动属于开环控制，精度较低。而直流伺服电机能构成闭环控制，精度高，额定转速高。根据作业环境要求，本课题机器人行进机构采用轮式移动机构与步进式蠕动爬行机构两种方式。当线路坡度较小驱动轮摩擦驱动可实现机器人移动时，机器人采用轮式移动机构当线路坡度较大驱动轮摩擦驱动无法实现机器人行进时，直接表现为驱动轮打滑，此时机器人三个制动器立即抓线，并与丝杠螺旋副组成蠕动爬行机构，进行蠕动行进。.轮式移动机构轮式移动机构驱动装置由直流电机伞齿轮减速器传动轴和驱动轮组成。驱动轮采用高强度轻型材料，以减轻驱动装置重量驱动轮外表面采用高强度耐磨。

5、迹更灵活，因此该机器人采用关节型机器人的结构。手腕的构形也有多种形式。三自由度的手腕通常有以下四种形式型型型和型。如图.所示。表示弯曲结构，表明组成腕关节的相邻运动构件的轴线在工作过程中相互间角度有变化。静力学时间滞后及振动分析。随后诞生了。两者的功能扩展到对般机构的动力学仿真。年，西德等人开发了机器人图形仿真程序包，该软件包含个种机器人的数据库。法国等人联合开发了个包括机器人机构设计和动态分析的机器人系统。美国公司推出了软件包，用于机器人工作站的设计与动态仿真。,等人研制的软件包可自动生成机器人操作手末端相对于基座的位置矩阵和完整的拉格朗日动力学模型。国内机器人仿真的研究总体上来说起步较晚，基础薄弱。国内从年代后期，才开始从事机器人仿真技术的研究。清华大学浙江大学沈阳自动化研究所及上海交通大学等做了起步工作，取得了定成果。南京理。

6、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。

7、使中间手抓住跳线，启动行走。当后手接近跳线时，停止行走，后手脱线用前手和中间手驱动机器人继续行走，越过跳线线夹后，停止行走，调整柔性臂，使后手抓住跳线，完成从直线到跳线的跨越机器人由跳线到直线的跨越方法与上述过程相同，由于是个上坡过程，为了使机器人不至于滑下来，需使用刹车装置检测到转弯跳线时，运动过程与跨越直线跳线不同的地方是柔性臂的姿态除了上下调整外，还需要水平调整，其余完全相同当线路坡度较大驱动轮摩擦驱动无法实现机器人行进时，直接表现为驱动轮打滑，此时机器人三个制动器立即抓线，并与丝杠螺旋副组成蠕动爬行机构，进行蠕动行进。本课题对巡线机器人的主要技术指标和要求是具有自主越障能力具有定爬坡能力单机重量小于千克总体结构考虑到输电线路具有防振锤耐张线夹悬垂线夹跳线和转弯等各种障碍并具有定坡度。为了达到上述要求，巡线机器人的机械手必须。

8、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机器人,设计,毕业设计,全套,图纸第章绪论.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。

9、作灵活，工作范围大，能完成规定的动作，应有自由度个，结构紧凑，重量轻。我们摒弃机器人常规结构形式，设计出了适用于输电线路的自动巡线机器人，其总体机构二维简图如图.所示，三维图如图.所示。主要由五大部分组成驱动装置刹车制动装置手掌开合装置柔性臂电源箱和控制箱。柔性臂机械手的手臂是执行机构中的主要运动部件，它用来支承腕关节和末端执行器，并使它们能在空间运动。为了使手部能达到工作空间的任意位置，手臂般至少有三个自由度，少数专用的工业机器人手臂自由度少于三个。手臂的结构形式有多种，常用的构形如图.所示.本课题要求机器人手臂能达到工作空间的任意位置，同时要结构简单，容易控制。由于在同样的体积条件下，关节型机器人比非关节型机器人有大得多的相对空间手腕可达到的最大空间体积与机器人本体外壳体积之比和绝对工作空间，结构紧凑，同时关节型机器人的动作和。

10、同的设计方案，对整个系统进行不断改进，直至获得最优设计方案。同时，通过计算机仿真可以代替己有的物理样机进行各种状态的仿真分析，降低物理样机现场实验的风险。利用仿真数据对模型进行修改，综合仿真数据与理论数据对所设计的虚拟样机性能做出准确的评价及提出建议。本文将仿真技术引入到巡线机器人机构运动学分析中，为研究巡线机器人作业性能及运动学特性，从虚拟样机的角度，提供了定的参考依据。本文所建立的巡线机器人全参数化模型，可以通过实验数据对其进行修正，从而为机构的设计优化路径规划等做出铺垫。.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。

11、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如图.所示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图.所示。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。

12、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。然而，利用仿真技术可以方便地建立机器人的虚拟样机模型。在设计之初，就可以实现对整个系统的运动分析动力分析载荷及应力分析等，可大大提高机器人本体设计的质量和效率。而且，仿真软件的应用可以使设计更为优化，即在计算机上修改设计缺陷，仿真试验。

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