超高压巡线除冰机器人毕业设计论文.doc

齐齐哈尔工程学院毕业设计（论文） 齐 齐 哈 尔 工 程 学 院 毕业设计（论文）题 目 超高压巡线除冰机器人院 （系） 专业班级学生姓名指导教师成 绩年 月 日V超高压巡线除冰机器人摘要针对目前各类机械式除冰方法的不足之处，本文设想了一种全新的行走平台，并在实践中证明这种理论是可行的除冰机构也是本次设计的创新点，采用对滚式刀具进行除冰，除冰效果好本论文主要完成了输电线除冰机的原理设计，方案选择，机构的实现，各部分零件的设计与整机的装配，并在此基础上采用制图软件建立实体模型并进行虚拟装配和运动仿真 机械式输电线除冰技术是利用传统的工具通过机构运动方式达到输电线除冰的目的由于机械式输电线除冰技术除冰效率高，操作简单，因此受到很多国家的重视，在国内也引起了极高的重视，尤其是各大院校和科研院所本文从输电线覆冰原理及其危害综合说明了输电线覆冰对人们生产生活的影响，提出了一种新的输电线除冰解决方案研发一款新式输电线除冰机本输电线除冰机主要由4部分组成，行走部分和除冰部分行走部分主要通过齿轮传动机构实现，除冰部分通过对滚刀具实现除冰。

关键词：输电线除冰 机械式 覆冰AbstractAiming at the shortcomings of various types of mechanical de-icing methods, we envisage a new walking platform, and proved in practice this theory is feasible. It inherits the wheeled vehicles moving fast speed characteristics, but also has the ability to ride hanging on the wire, the drive system designed with a gear design, the structure is relatively simple, reliable work. And in control, with good functional scalability. As a transport platform, with a very broad functional development space. Also deicing mechanism is designed for this innovation, the use of roll-type cutter deicing, good deicing effect.This paper mainly completed the design principles of transmission line de-icing machine, program selection, realization mechanism, various parts of the design and the whole assembly, and use mapping software to establish a solid model on this basis and virtual assembly and motion simulation .    Mechanical transmission line icing technology is the use of traditional tools to achieve the purpose of the transmission line by de-icing mechanism movement. Due to the high mechanical efficiency of the transmission line icing deicing technology, simple operation, so attention in many countries, in the country also attracted high attention, especially universities and research institutes. From the transmission line icing consolidated statement of principles and endanger the transmission line icing impact on people's life and production, we propose a new power line de-icing solutions. Developing a new power line de-icing machine.The power line de-icing machine is mainly composed of four parts, undercarriages and deicing section. Walking through some of the major gear mechanism implemented in part by de-icing tool to achieve roll icing.Keywords: mechanical transmission line icing Icing目 录摘要 IIAbstract III第1章 绪论 11.1 课题研究意义 11.2 除冰机器人研究现状 11.3除冰设备发展趋势 41.4 覆冰原理 41.5 输电线路覆冰的危害 51.5.1 线路过荷载 51.5.2 不均匀覆冰或不同期脱冰 51.5.3 绝缘子串冰闪 61.5.4 导线覆冰舞动 61.6 巡线机器人 81.6.1巡线机器人机构 91.6.2工作电源 101.6.3控制系统 111.7 除冰机器人机构 11第2章 超高压巡线除冰机器人总体方案设计 152.1 工作原理 152.2驱动方式选择 152.3 传动方式选择 152.4 行走方式选择 162.5 除冰方式选择 17第3章 绕线压紧传动机构设计 183.1电机的选择 183.2 蜗杆传动设计计算 183.2.1 选择蜗杆、蜗轮材料 183.2.2 确定蜗杆头数Z及蜗轮齿数Z 193.2.3 确定蜗杆蜗轮中心距a 193.2.4 蜗杆传动几何参数设计 203.2.5 环面蜗轮蜗杆校核计算 233.3 轴的设计 253.3.1 轴的材料选择 253.3.2 轴的结构设计 253.3.3 轴承校核 28第4章 机器人行走跨越障碍机构设计 30第5章 其它机构设计 33第6章 数控硬件电路设计 366.1硬件电路设计 366.1.1 数控系统的硬件结构 366.1.2 数控系统硬件电路的功能 366.2关于各线路元件之间线路连接 376.3关于电路原理图的一些说明 38总结与展望 41参考文献 42 齐齐哈尔工程学院毕业设计（论文）第1章 绪论1.1 课题研究意义输电线路覆冰会经常造成线路跳闸、断线、倒杆、通信中断等线路事故，严重影响了电网系统的安全运行，对国家经济造成了巨大损失。

因此，为保证电网安全运行，减少工人因线路除冰而带来的伤亡，设计一除冰机器人来解决这一问题就至关重要了研制一种简单，实用的输电线除冰机器人它是一种用于，在山地，荒野，河流，湖泊等地理环境的输电线路上清冰它是适用于各种地貌，不会因为环境的改变而停止工作它的前端是一滚刀和压轮，先利用铣刀在覆冰中间铣出一弧形面，而其后的压轮对覆冰进行挤压达到除冰的目的本论文主要完成了输电线除冰机的原理设计，方案选择，机构的实现，各部分零件的设计与整机的装配，并在此基础上采用三维制图软件建立实体模型并进行虚拟装配和运动仿真本课题研究的目的在于根据输电线系统的除冰需要，研制一种简单，实用的输电线除冰机该设计的电力驱动分为两个分支: 一部分直接传至除冰机构, 供刀具除冰使用; 另一部分传至动压轮，实现小车的行走1.2 除冰机器人研究现状山东大学于2005年成功研制了一种巡线机器人该机器人的主体结构请参见图：图1-1 2005巡线机器人中国科学院沈阳自动化所于2006年成功研制了能在500KV的输电线路上实现巡检作业的机器人样机，该机器人也采用双臂悬挂机构，为了实现自动跨越障碍，该机器人还配备了摄像机来识别障碍物，定位机械手的位置。

通过手臂的交替移动，能够跨越防震锤，悬垂线夹等这类比较简单的障碍物，请参见图：图1-2 山东电力研究院与加拿大魁北克水电研究院进行合作，对Linerover小车在能源动力远程通讯与控制、防水性能等方面做出了技术改进完善了机构的性能，但不具备越障能力，请参见图：图1-3湖南大学在国家科技支撑计划的资助下，联合国防科技大学、武汉大学、和山东大学等多家单位研制开发了单体除冰机器人、可跨越障碍除冰的两臂除冰机器人和三臂除冰机器人分别请参见图： 图1-5 单体除冰机器人、可跨越障碍除冰的两臂除冰机器人和三臂除冰机器人机器人运动控制有粗略和精准定位两种模式，粗略控制是吧线塔和地线的资料数据预先的编制好程序输入机器人，剧此控制机器人的行走和越障；精确定位控制则根绝传感器反馈的信息进行控制1990年日本法政大学的Hideo Nakamura等人开发了电器列车馈电电缆巡检机器人机器人采用多关节小车结构和“头部决策，尾部跟随”的放生控制体系，以10cm/秒的速度沿电缆平稳爬行，并跨越分支线，绝缘子等障碍物泰国S.Peungsungwal等人，2001年，使用电流互感器，以便获得从电力线作为机器人的电源的感应电流，设计了一个原型自给自足电气检查机器人，首先执行在摄像机图像的，可视化导航的障碍，如基于电力线确定绝缘子，仅此型式试验的检测机器人不超过跨越障碍的能力，是电力线塔间爬行2线但它，遇到的障碍会自动停止。

在地面上的顶部放置，将获取的数据和图片资料储存在数据记录器中地面工作人员可回放复查，进一步确定损伤情况1.3除冰设备发展趋势目前国内和国外的除冰技术可归纳有30余种，总体可分为：1.大电流融冰法:包括直流电流融化的冰融化的冰和短路电流的过电流这种方法实际上是广泛处理目前积累的宝贵经验得多，在工程项目使用2.机械除冰方法：滑轮刮刀法是一种机械式传动系除冰的唯一可行的方法，加工线滑轮将拉动地面工作人员可以步行达到的目的冻结的消灭但是，这样一来，中国的西部高原，不适合复杂地形3.被动的方法：被动系统中，需要额外的能量，以便除冰，是依靠风力，重力，温度变化和其他的随机散射和被动的方法这里，夹具，环的除冰，雪环性，拒水涂层的憎恨冰，以减少风锤导体平衡重奔腾，它被施加到传输线，其被安装以减少振动锤的传输线的结冰你有被动方式，但是具有成本低的优点，以防止冰盖的形成，也不能仅适用于一个特定的区域4.其他方法:除上述几种方法外,还有利用电磁脉冲、气动脉冲、电晕放电、电子冻结、碰撞前颗粒加热和冻结等防冰除冰方法,但很多还处于理想或试验阶段而最近国内外比较热门的机械除冰法主要通过除冰机器人来完成，目前国内外设计的除冰机器人通常包括3部分：1.爬行机构 2.越障机构 3.除冰机构。