变电站水冲洗机器人关键部件及控制研究

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1、Ｗｓｏ？？■議丨了Ｙ硕士学位论文ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ论文题目：变电站水冲洗机器人关键部件１机械电子工程：学科专业＿指一柯坚教授一＿国内图书分类号：Ｕ２２６．７密级：公开国际图书分类号：６２１２２．西南交通大学研究生学位论文变电站水沖洗机器人关键部件及控制研究年级二零一二姓名蒋超猛申请学位级别工学硕士专业机械电子工程指导老师柯坚教授二零一五年三月一日ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｕ２２６．７Ｕ．Ｄ．Ｃ：６２１．２２ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇ

2、ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓＣＲＩＴＩＣＡＬＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳＡＮＤＣＯＮＴＲＯＬＲＥＳＥＡＲＣＨＯＦＷＡＳＨＩＮＧＲＯＢＯＲＴＦＯＲＳＵＢＳＴＡＴＩＯＮＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＪｉａｎＣｈａｏｍｅｎｇｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｐｅｃｉａｌｉｔｙ：ＭｅｃｈａｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＫｅＪｉａｎＭａｒ．１２０１５，西南交通大举学位论文版

3、权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．口在年解密后适用本授权书保密，；２．不保密０，使用本授权书。“”＞（请在以上方框内打／）学位论文作者签名：指导老师签名：日期：ＶＴ日期：＾）Ｙ西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：一

4、１．设计了种用于牵引变电站的带电水冲洗机器人，该机器人结构由履带式底盘和工作装置两部分组成，履带式底盘负责机器人在工作场地内的移动，工作装置能够完成俯仰和旋转动作。２．对机器人的关键部件进行了计算和仿真，得出了机器人的主要工作性能指标。在结构设计中，使用了自行设计的履带式底盘以及旋转接头。３．在对绝缘子图像处理时，根据绝缘子在图像中的特点，使用形状描述的方法，实现了绝缘子图像的识别与定位。利用定位的结果，配合控制系统，完成喷枪的自动对准。４．根据水冲洗流程分别从控制平台、水冲洗机器人和车载平台三部分为系统设计了控制界面。本人郑重声明：所呈交

5、的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研宄成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。一切法律责任将由本人承担本人完全了解违反上述声明所引起的。学位论文作者签名：２ｃ－（日期ｌ＾，：ｆ］Ｘ西南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要牵引变电站担负着整个铁路系统的用电安全，但电气化铁路沿线牵引变电站污移已经成为电气化一。闪络事故却时有发生，铁路的大公害为了避免污闪事故的发生，现在很多供电段都己经采用了带电水冲洗设备进行绝缘子清扫作

6、业。但是由于经验、技术和环境等影响，工作人员不能对影响水冲洗安全的每个因素进行及时准确的判断，一安全事故时有发生。针对ｌｌＯｋＶ牵引变电站，设计开发出种新型的履带式带电水冲洗机器人。能够通过远程控制，完成大部分的水冲洗作业。改善了工作人员的工作环，低了劳动强度。境提高了水冲洗作业的安全性，降本文从结构和控制两个方面对水冲洗机器人设计进行详细介绍。从功能上可以将该机器人分为履带式底盘和工作装置两部分，履带式底盘作为工作部分的载体，实现工作部分在变电站场地内的移动，而工作部分的主要功能则是通过控制俯仰和旋转来一实现喷枪的对准。在结构设计时，对所用到的部

7、分零部件进行选型或设计，并对些重要参数进行计算。对工作执行装置中喷枪俯仰、旋转用伺服电机以及底盘驱动电机进行选型计算，使电机既能够满足工作和行驶要求。自行设计了俯仰动作所用旋转接头和简易的履带式底盘。分别从下坡行驶纵向稳定性、横向稳定性以及冲洗工作状态下的横向稳定性三个方面对水冲洗机器人的行驶稳定性进行计算。利用计算流体力学软件Ｆｌｕｅｎｔ对喷嘴进行ＣＦＤ计算，对喷嘴的水流密集度以及射流有效距离进行了着重研究。由于中间支架和底盘车架在机器人结构中的重要性，