一种新型悬垂绝缘子串攀爬机器人的设计
本文选题：攀爬机器人 切入点：悬垂绝缘子 出处：《东北大学》2014年硕士论文
【摘要】：绝缘子作为输电线路的重要组成部分,其安全性对电力系统的稳定至关重要,因此,必须对绝缘子进行定期检测和清洗。目前,线路绝缘子的检测和清洗工作主要是人工完成,工作强度大,工作效率低,设计有效的绝缘子作业机器人是解决这一问题的有效途径。机器人在绝缘子串上的攀爬是其作业的前提,为此,本文提出了一种新型悬垂绝缘子串攀爬机器人,与其他同类机器人相比,该机器人的设计很大程度上考虑了机构的联动,传动中应用了柔性绳索。这些使得机器人结构简单,控制过程简洁,整个机器人的攀爬过程只要两台驱动电机交替动作即可实现。首先,分析了机器人的工作环境,明确了机器人的工作对象和适用的范围。对于现有的绝缘子机器人的攀爬方式进行了总结,确定了本文机器人的攀爬方式,并且给出了机器人的基本构型,设计了相应的攀爬步法,验证了其攀爬的可行性。其次,在机器人的承重方式和提升方式选定的基础上,考虑实际工作需要,添加了机器人的连接部分和导向部分。根据机器人的基本构型,完成了机器人各部分的原理及结构设计。结合攀爬过程中各部分的动作顺序,分析了机器人的完整攀爬过程,并设计了相应的控制流程。另外,在机器人结构设计的基础上,对机器人主要的结构尺寸参数进行了设计,保证机器人运动中不与绝缘子干涉。结合绝缘子串可能出现的误差,对机器人的适应性进行了分析。最后,在机器人尺寸参数设计的基础上,对机器人进行了运动学以及受力方面的分析,并且根据分析的结果,完成了一些标准零部件的选型,为机器人样机的制作奠定基础。
[Abstract]:As an important part of transmission line, insulator safety is very important to the stability of power system. Therefore, the insulator must be inspected and cleaned regularly.At present, the detection and cleaning of line insulators is mainly done by hand, which has the advantages of high working intensity and low working efficiency. Designing an effective robot for insulator operation is an effective way to solve this problem.The climbing of the robot on the insulator string is the premise of its operation. Therefore, a new type of climbing robot is proposed in this paper. Compared with other similar robots, the design of the robot takes the linkage of the mechanism into account to a great extent.Flexible ropes are used in the drive.These make the robot structure simple and the control process simple. The whole climbing process of the robot can be realized only by the alternating movement of two driving motors.Firstly, the working environment of the robot is analyzed, and the working object and applicable range of the robot are defined.The climbing methods of the existing insulator robot are summarized, the climbing mode of the robot is determined, the basic configuration of the robot is given, the corresponding climbing step method is designed, and the feasibility of the climbing is verified.Secondly, on the basis of the selection of bearing mode and lifting mode of the robot, considering the practical work needs, the connecting part and the guiding part of the robot are added.According to the basic configuration of the robot, the principle and structure design of each part of the robot are completed.The complete climbing process of the robot is analyzed and the corresponding control flow is designed according to the action sequence of each part of the climbing process.In addition, on the basis of the structure design of the robot, the main structural parameters of the robot are designed to ensure that the robot does not interfere with the insulator in the motion.Combined with the possible error of insulator string, the adaptability of robot is analyzed.Finally, based on the design of the robot dimension parameters, the kinematics and force of the robot are analyzed. According to the analysis results, the selection of some standard parts is completed, which lays the foundation for the manufacture of the robot prototype.
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM216;TP242
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，本文编号：1728097
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