（完稿）除冰机器人机构的控制系统设计（CAD全套）

在国内袭击湖南的持续低温雨雪冰冻天气过程来临之前，湖南温度偏高空气干燥。

并且湖南东南西部三面环山，向中部北部过渡为丘陵和平地，冷空气袭击湖南后，湖南降温迅速，加上湖南北低南高的地势使逆温层得以加强，地势陡增处南下冷空气因推进受阻而徘徊驻留，随着暖湿气流不断补充，易形成长时间降雨冰冻，形成持续的雨凇。

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”。

有研究。

本文对除冰机器人本体设计越障规划。

主要研究内容如下。

首先，在分析了输电线路结构和除冰作业要求的基础上，指出现有巡线机器人结构运用到除冰作业中的缺陷，设计了种除冰机器人本体机构，并对其越障的动作进行了规划。

所选的减速器和电机仍能满足要求，从而证明了除冰机器人的合理性，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。

关键词除冰机器人机构设计电动机越障规划目录摘要引言.问题的提出及研究意义.国内外研究现状.工业机器人的发展史.导线覆冰的原因高压输电线路的覆冰.不规则覆冰和不同期脱冰.除冰的方式方法.输电线路的抗冰除冰机器人机构.除冰机器人种类线缆除冰机器人可跨跃障碍多分裂机器人电力设施的微波除冰装置.前端多环铣刀成型铣刀的结构参数成型铣刀截面的计算.机械升降平台升降平台的机械结构形式升降平台零件设计.电机的选择升降步进电机回转驱动电机控制系统的设计.机器人的控制系统.基于运动卡的控制系统的建立总体方案的确定机器人控制工作原理.软件编程语言的特点.指令系统.运动控制程序运行过程的简介参考文献致谢引言.问题的提出及研究意义现如今西南的很多地方出现了连续的低温雨雪冰冻天气，并且遭受了很严重的冰雪灾害。

国家减灾委员会专家已定性为“西南地区发生的冰雪灾害，是世界上比较大面积极端性气候事件，影响的地区人口之多是世界罕见的”。

冰灾造成中心的城区正值春节期间停电停水很多天，交通通讯电视均出现不同程度的中断，然而有些城市则成为我国南方冰雪灾害最严重的地区。

特别是电力系统遭受毁灭性重创，冰灾引起了倒塔，现场调查了湖南冰灾期间大于输电线路的受损情况，发现倒塔线路覆冰厚度相对集中，同时微地形和微气象造成覆冰加重和覆冰的不均匀性，档距塔形等对线路倒塔也存在影响。

分析倒杆断线的形式认为覆冰太厚超过设计值垂直荷载压垮和不平衡张力拉垮是造成线路倒塔。

专家解说，高压线高高的钢塔在下雪天时，可以承受倍的重量。

但如果下雨凇，可能会承受倍的电线重量。

电线结冰，遇冷收缩，风吹引起震荡，就使电线不胜重荷而断裂。

随着我国经济的高速发展，超高压大容量输电线很多，线路的穿越情况更加复杂，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。

所以种新型的而且方便安全的除冰方式的研究是迫在眉睫的。

本次的设计题目就是关于高压电线的除冰机构的设计，最后能有效的消除冰雪天气对输电线的严重威胁，从而达到理想的效果。

.国内外研究现状在国外，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，这些国家为了提高高压输电线除冰的效率，减少不必要的损失，维护工人的安全，开发了种可以替代或部分替代工人进行除冰作业的新型设备。

这种新型的设备的研究直是国内外相关领域的热点。

因此，研制安全有效的除冰机械以代替人为操作进行除冰具有较好的实用意义。

而现如今全球气候正经历以变暖为主要特征的变化，气候变暖导致“厄尔尼诺”和“拉尼娜”等极端天气气候事件的频率与强度明显增加，因为输电线路所处地质条件复杂，容易遭受冰灾等极端天气的影响，所以国内外对已多次发生的输电线路冰灾事故进行了相关的研究。

在国内袭击湖南的持续低温雨雪冰冻天气过程来临之前，湖南温度偏高空气干燥。

并且湖南东南西部三面环山，向中部北部过渡为丘陵和平地，冷空气袭击湖南后，湖南降温迅速，加上湖南北低南高的地势使逆温层得以加强，地势陡增处南下冷空气因推进受阻而徘徊驻留，随着暖湿气流不断补充，易形成长时间降雨冰冻，形成持续的雨凇。

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。

.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。

线路电压等级相符的绝缘棒敲打。

此外，也可用木制套圈套在导线上，用绳子顺着导线拉，以消除覆冰，这种方法只是权宜之计，既不安全，又不十分有效，因此，很少有人推荐使用，如果要用，就得为这种方法制定标准的操作规则。

为了能进步的达到有高效而且安全的除冰方式，则由加拿大水电局研制的滑轮铲刮技术。

这种技术是种由地面操作人员拉动滑轮在线路上行走而铲除导线覆冰的技术，运用这种技术的除冰方法叫滑轮辗压铲刮法，滑轮辗压铲刮法已经在加拿大的使用了多年，是目前唯可行的输电线路除冰的机械方法。

它由滑轮牵引绳及涂漆的胶合板或环氧树脂板等器件构成，加在滑轮上的力要足够让导线产生弯曲，这样，产生的应力才能使冰破裂脱落。

如果在板的两边固定把锯齿刀，则除冰效果更好，但拉扯时注意不要损伤导线避雷线和绝缘子。

滑轮铲刮法的最大优点是效果很快，且不需要特别的设备和专家，简便易操作，耗能小，价格低廉，较为实用。

但它也有缺点，那就是费时，安全性能不完善，且受地形限制。

据统计，要对公里长导线进行滚压除冰约需小时的时间。

在以后由于科技的发展和进步。

加拿大的魁北克水电局则发明了种电缆除冰装置。