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220kV输电线路除冰机器人机械本体研究

作　者: 庄佳兰
导　师: 曹冲振
学　校: 山东科技大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 高压输电线路除冰机器人本体结构除冰方案手臂末端系统摆臂装置
分类号: TP242
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 20次
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内容摘要

高压输电线路覆冰灾害给世界上很多国家造成了经济损失和人民生活不便,已在世界范围内引起广泛关注。为保障高压输电线路安全运行,必须去除线路覆冰。除冰机器人技术为高压输电线路除冰提供了一种经济、安全、高效的除冰方法,具有很好的应用前景和实用意义。本文对国内外除冰机器人研究现状进行了分析,设计了一种三臂式输电线路除冰机器人本体结构。该除冰机器人主要由前臂、后臂、中臂、质心调节装置和控制箱五部分组成。其中,前、中、后三只手臂各由手臂末端系统与摆臂装置组成。首先,论文分析了高压输电线路覆冰状况和除冰机构设计要求,确定了切削为主敲击为辅的组合除冰方案,之后,估算了切冰所需功率与切削力,设计了除冰试验,对除冰方案可行性和除冰效果进行了验证。然后,根据除冰机器人本体结构设计要求,确定了除冰机器人机械系统方案,并对除冰机器人越障动作进行了规划。随后,对除冰机器人手臂末端系统各驱动进行了选型计算,设计了除冰机器人手臂末端系统结构,主要包括：切冰及行走装置、刹车装置和伸缩装置,并对手臂末端系统关键零部件进行了有限元分析。最后,针对除冰机器人手臂摆臂装置进行了结构设计,分析了竖直摆臂机构运动要求,基于四杆机构封闭性,进行了竖直摆臂机构尺度综合,确定了竖直摆臂机构尺寸,并对确定尺寸的竖直摆臂机构进行了运动分析,计算了摆臂装置所需驱动扭矩与功率。除冰机器人结构设计完成后,制作了试验样机,进行了模拟行走试验。试验结果表明：除冰机器人能够顺利越过障碍物,满足设计要求。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
1 绪论  11-20
  1.1 课题的提出  11-12
  1.2 输电线路除冰机器人研究现状  12-18
  1.3 主要研究内容  18-20
2 除冰机器人除冰方案研究  20-34
  2.1 线路覆冰状况  20-22
  2.2 除冰方案确定  22-28
  2.3 除冰切削力计算  28-30
  2.4 除冰方法试验验证  30-33
  2.5 本章小结  33-34
3 除冰机器人本体方案研究  34-42
  3.1 220kV输电线路组成  34-36
  3.2 除冰机器人机械系统方案设计  36-40
  3.3 除冰机器人驱动系统选择  40-41
  3.4 本章小结  41-42
4 除冰机器人手臂末端系统研究  42-54
  4.1 手臂末端系统各驱动电机选型  42-45
  4.2 手臂末端系统结构设计  45-49
  4.3 手臂末端系统关键零部件有限元分析  49-52
  4.4 本章小结  52-54
5. 除冰机器人摆臂装置研究  54-63
  5.1 除冰机器人摆臂装置结构设计  54-55
  5.2 前、后臂竖直摆臂机构尺度综合  55-58
  5.3 前、后臂竖直摆臂机构综合实例与分析  58-60
  5.4 除冰机器人摆臂装置驱动计算  60-62
  5.5 本章小结  62-63
6 除冰机器人样机试验  63-68
  6.1 除冰机器人样机  63-64
  6.2 除冰机器人模拟试验  64-67
  6.3 本章小结  67-68
7 总结与展望  68-70
  7.1 总结  68-69
  7.2 展望  69-70
致谢  70-71
参考文献  71-75
攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况  75

220kV输电线路除冰机器人机械本体研究

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