高压架空输电线路除冰机器人研究

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1、高压架空输电线路除冰机器人研究作者姓名王刚导师姓名、职称段清娟副教授一级学科机械工程二级学科机械电子工程申请学位类别工学硕士提交学位论文日期2014年12月学校代码10701学号1204321965分类TN82号TP24密级公开西安电子科技大学硕士学位论文高压架空输电线路除冰机器人研究作者姓名：王刚一级学科：机械工程二级学科：机械电子工程学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：段清娟副教授提交日期：2014年12月DesignoftheDe-icingRobotforHigh-VoltageTransmissionLinesAthesi

2、ssubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinMechanicalEngineeringByWangGangSupervisor:AssociateProf.DuanQingjuanDecember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以

3、外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，允许采用影印、缩印或其它复制

4、手段保存论文。同时本人保证，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要高压输电线路覆冰灾害不仅给人们的生产、生活带来不便，严重的是造成了巨大的经济损失，所以在世界范围内引起了广泛关注。因此，各国纷纷着手研究一种高效便捷的去除线路上覆冰的方法，与此同时，除冰机器人技术应运而生。除冰机器人技术具有很好的应用前景和实用意义，为消除高压输电线路覆冰灾害提供了一种安全、经济、高效的方法。本文在对国内外除冰机器人研究现状调查分析的基础上，提出

5、了一种三臂式可在220kV高压输电线路上除冰的机器人方案。该方案可实现除冰机器人在线上行走时，避让开线路上各种金具，实现档内连续作业。结合实际应用需求，依除冰机器人的总体方案，设计了除冰机器人的机械结构，主要包括机械本体结构方案和除冰机构。机器人的机械本体结构主要由除冰机构、行走机构、越障机构和支撑机构等构成。除冰机构和越障机构是整个机器人的核心部件。在确定机械结构的基础上，对除冰机器人的运动特性进行了分析，推导了运动学方程。并利用ADAMS建立了除冰机器人的样机模型，对运动学方程进行了验证。在ADAMS中对除冰机器人样机进行了越障过

6、程中运动学分析和动力学分析。发现了结构设计中的不足，并进行了相应的设计修正。基于有限元方法，考察了除冰机器人的静态特性。建立了除冰机器人的有限元模型，分别对其进行了静态和模态分析。通过静态分析，考察了系统在静力载荷作用下的响应特性；经模态分析，获取了除冰机器人的固有频率以及模态振型。为该类结构的结构优化设计与控制提供了重要信息。最后，对除冰机器人的关键零部件行走轮、底座和连接板进行受力与变形的有限元分析，对机器人系统固有频率进行了分析。关键词：除冰机器人，运动学分析，动力学分析，有限元分析论文类型：应用基础研究类I西安电子科技大学硕士

7、学位论文IIABSTRACTABSTRACTIcingdisasterofhigh-voltagetransmissionisinconveniencenotonlytotheindustrybutalsotoourdailylife.What’sworse,ithascausedhugeeconomiclosses.ithasbecomeanimportantandhotproblem.Therefore,countrieshavestartedresearchonanefficientandconvenientmethodforl

8、inedeicing,Atthesametime,de-icingroboticsemerged.Deicingrobottechnologyhasapromisingprospectandpracticalsignif