一种高压线巡检机器人的设计研究.pdf

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1、第28卷第3期机电产品开簋与刨新V01．28，N0．3呈鱼!曼圭曼旦旦!兰!竺竺!竺垒!!!竺坐!!兰竺竺生!!!垒兰堕!!璺皇兰竺竺竺型：!兰里!曼文章编号：1002—6673(2015)03—020-03一种高压线巡检机器人的设计研究黄荣舟，李炳川(西南科技大学，，陈果，汪明辉四川绵阳621010)摘要：针对高压线路检修困难的现状，设计了一种高压线巡捡机器人。机器人能在电线上越障行走，以检查高压线路上可能出现的隐患问题。介绍了机器人的机构组成与设计，在Pro／E中建立了机器人的三维模型。应用ADAMS模拟高压线上真实环境对机器人进行了仿真测试，分析了

2、机器人通过障碍物与爬坡的情形。制作实物进行了实验，实验结果符合预期要求。关键词：AD～ⅥS：结构设计：避障行走中图分类号：TP242文献标识码：Adoi：10．3969，j．issn．1002—6673．2015．03．007D商gll卸dR巧髓rchforthePow盯Lill髂Illspecti佃Robot删MJI、，GRD，矿Z勋u，L，B确卜劬啪，叫E，vG∞，肌^『G胧，lg-日ui(Sou出westunjvers时ofScienceaIldTechn0109y，MiallyangSichuaJl621010，China)Abstmct：Ino

3、rdertosolvethedi伍c111desofm正ntam幻gpowerhnes，apowerlhlesiIlspecdonrdbotw舔designed．ThjsrdbotcanmoVeonhnesandcrossobstaclestocheckthehiddendangerofpower1ines．Themechallicalsmlcturea11dthedesignoftherobotw越in廿oduced，aJlddlree—dimensionalmode】oftherobotwasbumi11Pro／E．Therealen、，ifonme

4、ntw於simlllatedinADAMStotestt11erobota11d柚a】vset11esitlladonofcrossingobstaclesandmovingonthes10pe．Therobotw硒manu丘cturedtotest垴perfonnance，aildtheresultmetthee)中ectation．KeywoHb：ADAMS；sⅡucmredesign；moV访gacro豁obstacles0引言高压输电线路长期暴露于野外。存在线路老化、电器闪络、材料老化等问题，需要及时发现并予以修复。传统的地面目测法劳动强度大，工

5、作效率和探测精度低；航测法尽管探测效率和精度高，但技术难度大、运行费用高。为了解决上述问题，本文设计了一种高压线巡检机器人，其主要特征是能在电线上行进、具有一定的避障和爬坡能力，其避障方式为遥控或手动控制。1障碍物模型在设计之初，本文通过查询高压线传输相关资料得知．高压线上常见的保护金具有悬垂线夹、防震锤、压线管等．故本文将高压线上的障碍物简化为以下三种：压线管，防震锤，悬垂线夹。障碍物模型与参数如图1所示。2机器人结构设计本文设计的高压线巡检机器人能在电线上移动．完修稿日期：2015—03—29作者简介：黄荣舟(1992一)，男，四川成都人，在读本科生

6、。主要研究方向：机电一体化。成线路的检测任务。机器人在线上的行进分为两个过程．其一为线上移动．其二为越障。针对机器人的行进特点．本文设计了以连杆机构为主的机械本体结构。以实现机器人在线上的行进与越障。机器人模型如图2所示．图中的虚线为电线。机器人的机械结构主要由三部分组成：图l障碍物模型Fig．1Modelof0bstacI鹤行车轮i一影二磊÷二二二，!兰，f一已j．——一行走轮、开合掌图2机器人简图机构、滑台机Fig．2schematicdiagr帅oftherobot构。机器人依靠三对行走轮在线上行进，行走轮可以直接通过高压线上的小型障碍物：开合掌机

7、构的升降功能·开发与创新·可改变行走轮的高度和开合角度。从而越过障碍物：机器人在越障和爬坡过程中通过移动滑台机构改变质心．保证自身行进的稳定性。2．1行走轮设计本文设计的行走轮如图3所示。图中600的夹角增大了线与行走轮之间的摩擦力．增加小车的行走能力以及提高行走的坡度。由于行走轮的左右两个半轮具有离合性，在两个半轮合并时，为了保证它们之间的转动同步同时减少能量损失．故在左右轮上分别加工处理成带有互补形状的方块。使之能够正确啮合。图3行走轮Fi93Whed2．2开合掌机构的设计开合掌机构为连杆与丝杠的组合机构．通过丝杠控制连杆机构运动。从而使行走轮开合、

8、升降。当前方有障碍物时，两个开合掌机构固定不动．另一个开合掌机构作为工作机构，通