線塔兩用輸電線巡檢機(jī)器人越障問題研究.pdf

1、超高壓輸電線巡檢機(jī)器人是當(dāng)前機(jī)器人研究范疇的主要方向之一。巡檢機(jī)器人能有效的避免人工巡檢效率低、安全性差、作業(yè)難度高等弊端。目前，國內(nèi)外的巡檢機(jī)器人多以巡線機(jī)器人為主，本課題基于三桿四足攀爬機(jī)器人的基本構(gòu)型，提出一種線塔兩用的巡檢機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)從輸電鐵塔至輸電線路的全方位巡檢工作。本文主要對機(jī)器人的構(gòu)型優(yōu)化進(jìn)行優(yōu)化并針對巡檢機(jī)器人的線路越障問題提出解決方案。
　　首先，簡要闡述了國內(nèi)外攀爬機(jī)器人和巡線機(jī)器人的研究近況和發(fā)展趨勢，總結(jié)

2、輸電線路的障礙環(huán)境和攀爬環(huán)境要求。
　　其次，結(jié)合超高壓輸電線路和輸電線塔的巡檢作業(yè)要求基礎(chǔ)上，提出一種基于三桿四足基本構(gòu)型的巡檢機(jī)器人方案。根據(jù)該方案，結(jié)合輸電線路的巡檢要求進(jìn)行了巡檢機(jī)器人的結(jié)構(gòu)優(yōu)化和線塔兩用復(fù)合夾持器設(shè)計(jì)，利用三維建模軟件Solidworks建立了機(jī)器人整機(jī)初步樣機(jī)模型，并提出了機(jī)器人在高壓線上的越障方案。
　　再次，針對巡檢機(jī)器人在線路上的U字型掛線姿態(tài)進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)分析。對機(jī)器人由于重力矩平衡問題引起

3、的繞線偏轉(zhuǎn)進(jìn)行了力學(xué)分析，提出一種基于運(yùn)動學(xué)方程近似求解機(jī)器人繞線偏轉(zhuǎn)角度的優(yōu)化迭代算法，通過Matlab對算法進(jìn)行編寫并得到了基于重力平衡下的末端執(zhí)行器的工作空間云圖。通過Matlab和Adams聯(lián)合仿真對迭代算法的結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　最后，對機(jī)器人行走輪和關(guān)節(jié)變量的驅(qū)動力矩進(jìn)行計(jì)算分析。利用Solidworks軟件對巡檢機(jī)器人模型進(jìn)行了簡化，并通過Adams對機(jī)器人的上下坡狀態(tài)和單臂懸掛越障過程進(jìn)行了仿真，驗(yàn)證了機(jī)構(gòu)的合理性