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(全套CAD)巡线机器人的设计(终稿) (全套CAD)巡线机器人的设计(终稿)

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《(全套CAD)巡线机器人的设计(终稿)》修改意见稿

1、“.....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。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。美国公司年研制了台悬臂巡线机器人原型,如图.所示。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。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......”

2、“.....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。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。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。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......”

3、“.....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。费用过于昂贵,直接限制了直升机巡视的广泛推广。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......”

4、“.....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......”

5、“.....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......”

6、“.....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。南京理工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......”

7、“.....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,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......”

8、“.....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......”

9、“.....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,仿真试验不同的设计方案,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......”

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大臂.dwg 大臂.dwg (CAD图纸)

弹簧杆.dwg 弹簧杆.dwg (CAD图纸)

固定制动片.dwg 固定制动片.dwg (CAD图纸)

减速器.dwg 减速器.dwg (CAD图纸)

流程图和结构图.doc 流程图和结构图.doc

轮支撑.dwg 轮支撑.dwg (CAD图纸)

平行杆.dwg 平行杆.dwg (CAD图纸)

驱动轮.dwg 驱动轮.dwg (CAD图纸)

手掌开合装置装配图.dwg 手掌开合装置装配图.dwg (CAD图纸)

小臂.dwg 小臂.dwg (CAD图纸)

巡线机器人的设计说明书.doc 巡线机器人的设计说明书.doc

巡线机器人机械手装配图.dwg 巡线机器人机械手装配图.dwg (CAD图纸)

异形刹车片.dwg 异形刹车片.dwg (CAD图纸)

轴.dwg 轴.dwg (CAD图纸)

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