高压输电铁塔攀爬机器人爬行越障装置研究

发布时间：2021-03-13 14:33

　　高压输电铁塔是保证输电导线安全稳定传输电能的基础,对铁塔进行定期巡检维护尤为重要。为了克服传统的巡检手段存在的不足,本文基于国内外攀爬机器人研究现状,分析机器人攀爬环境和功能要求,提出一种5自由度结构对称的爬行越障巡检方案,依次完成装置的机械结构设计、运动学理论分析、运动学仿真分析和样机制作及实验。首先根据输电铁塔攀爬机器人的应用环境和指标要求,设计了由三个仰俯关节模块、两个回转关节模块和两个夹持器模块构成的5自由度整体结构方案。完成了各模块的结构设计、传动方案设计、电机选型、CROE模型建立以及装配体结构的ANSYS有限元分析。其次基于D-H坐标系法建立了爬行越障装置连杆坐标系模型,获取装置D-H参数,运用各关节间的位姿变换矩阵,完成了装置模型的正、逆运动学方程求解。利用上述装置的D-H参数值,通过MATLAB软件编写程序完成装置运动学模型的建立,并对装置进行了不同优化方法的轨迹规划仿真。然后在多体动力学分析软件ADAMS中建立爬行越障装置虚拟样机模型,将MATLAB轨迹规划的各关节规划数据导入ADAMS中,完成输电铁塔攀爬越障装置虚拟样机的运动性能分析。最后完成装置机械零部件的选择... 

【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

人工攀爬铁塔

无人机航测（3）攀爬巡检机器人自动化程度高，既节省大量的人力成本，又提高了巡检

三类攀爬机器人典型实例国内外对攀爬机器人的研究取得了一定科技成果，但对自动化程度较高的输电

【参考文献】：
期刊论文
[1]输电线路无人机巡检技术应用现状及相关问题分析[J]. 郑贤龙,汪旭旭,叶鹏涛.  电气开关. 2018(03)
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[4]浅析输电铁塔损伤检测[J]. 林道伟.  科技创新与应用. 2017(29)
[5]电力铁塔攀爬机器人运动学及奇异性分析[J]. 刘晓宇,陆小龙,赵世平.  机械设计. 2016(05)
[6]高压输电线路塔架攀爬机器人结构设计[J]. 张丹丹.  机械传动. 2015(03)
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[8]基于D-H算法的自主机器人机械臂建模方法研究[J]. 项有元,陈万米,邹国柱.  工业控制计算机. 2014(07)
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博士论文
[1]双手爪式模块化仿生攀爬机器人的研究[D]. 江励.华南理工大学 2012

硕士论文
[1]基于中间点避障算法的机械臂轨迹优化研究[D]. 陈卓.天津理工大学 2018
[2]输电线电力铁塔攀爬机器人的研究[D]. 李勇兵.哈尔滨工业大学 2016
[3]三杆四足攀爬机器人的研究和设计[D]. 梁笑.东北大学 2014
[4]移动机械臂的运动控制与轨迹规划算法研究[D]. 郑秀娟.武汉科技大学 2012
[5]爬杆机器人的攀爬控制[D]. 蔡传武.华南理工大学 2011



本文编号：3080392