高压线巡检机器人的设计与研究

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1、硕士学位论文高压线巡检机器人的设计与研究DESIGNANDRESEARCHONHIGH-VOLTAGETRANSMISSIONLINEINSPECTIONROBOT许博哈尔滨工业大学2016年12月万方数据国内图书分类号：TP242.3学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工程硕士学位论文高压线巡检机器人的设计与研究硕士研究生：许博：导师：王昕：教授申请学位：工：程硕士学科：机械工程：所在单位：深圳研究生院：答辩日期：201：6年12月授予学位单位：哈尔滨工业大学：万方数据ClassifiedIndex:TP242.3U.D.C:621

2、DissertationfortheMaster'sDegreeofEngineeringDESIGNANDRESEARCHONHIGH-VOLTAGETRANSMISSIONLINEINSPECTIONROBOTCandidate：BoXuSupervisor：Prof.XinWangAcademicDegreeAppliedfor：Master'sDegreeofEngineeringSpeciality：MechanicalEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：De

3、c,2016Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology万方数据哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要我国幅员辽阔，并且各地域的电力需求和发电站的分布不均匀，高压输电线路是我国进行电力配送的主要方式。由于高压输电线一般采用裸露的钢芯铝绞线，钢芯铝绞线直接裸露在空气之中，受到空气中杂质和高压线自身张力的影响，高压输电线路容易产生腐蚀、磨损、断股等损伤，并且高压输电线上有时也会挂附其他异物如塑料袋、树枝等。高压输电线的各种破损形式和异物的挂附将严重影响电力的输配，给电力的正常输送带来极大的

4、危害。对高压输电线路的及时巡检，可以防止以上情况的发生或恶化。目前的高压线巡检机器人大都存在着体积和质量较大、越障控制复杂，越障时间长、适应性差等问题。为解决上述问题，本课题设计了一种采用旋转方式越障的高压线巡检机器人，并研制出巡检机器人样机，进行了实验验证。针对高压输电线路和机器人设计需求，对高压输电线路主要破损形式及目前国内外高压线巡检机器人的机械结构和控制方案进行了系统的研究。对高压线巡检机器人的正常巡检和障碍跨越等主要功能进行分析，提出了巡检机器人的机械系统整体设计方案。根据本课题设计巡检机器人机械系统的特征，对巡检机器人进行了运动学分析。并

5、通过Adams中模型的建立和仿真实验验证了该巡检机器人机械系统的可行性。在研发的机械系统基础上，根据本机械系统采用旋转方式进行越障的特点，制定了巡检机器人的越障策略。根据巡检机器人的作业环境，展开了巡检机器人防打滑控制和在不同坡度下的受力分析。进而确定巡检机器人所需传感器件的类别和控制方案，完成了巡检机器人运动控制系统的设计。基于上述机械结构设计和运动控制系统的研究，完成了第一代样机的加工、装配及调试，并开展了典型工况的实验研究。可以实现线上行走、典型障碍跨越等主要功能，满足设计要求。关键词：高压输电线路；巡检机器人；机械结构；运动控制系统-I-万方

6、数据哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractBecausetheareaofourcountryisbroad,andeachplace'spowerstationmismatchesthedemandofelectricpower,high-voltagetransmissionlinesisthemainwayoflong-distancetransmissionanddistributionpower.Becausethelinesarealuminiumcablessteelreinforcedexposedinthefield，esp

7、eciallyundertheimpactsoftheairimpurity,mechanicaltensionandtheagingofthematerial,thehigh-voltagetransmissionlineswouldeasilybeinfaceofthedamages,suchasbrokenstrands,wear,corrosion,andthetransmissionlinessometimescanbeattachedwithotherbodiessuchasplasticbags,branches,etc.Ifnotti

8、melybeingrepairedandreplaced,eventuallytherewouldbeser