变电站全地形巡检作业机器人结构设计与实现

发布时间：2017-11-21 22:04

  本文关键词：变电站全地形巡检作业机器人结构设计与实现

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【摘要】：随着我国输电网络的不断建设发展,与之相关的变电站、换流站的数量也在不断增加,相对应的是我国用人成本的不断增加,以及专业技术人员的缺失,导致现有巡检人员愈发无法满足变电站、换流站日常的巡检任务。针对以上问题,本文设计了一款可对变电站、换流站进行无人化日常巡检任务的机器人。本文主要从机器人底盘、机械臂、外壳等方面进行了研究和设计,并完成了样机制作验证了设计方案。主要研究内容如下：分析了变电站内巡检作业工作内容,明确变电站巡检机器人总体设计方案及各部分组成。在课题组前期研究的基础上,以项目技术指标为目标,结合变电站户外实际运行环境,完成了四支臂履带式移动机器人底盘的机械结构设计及优化,建立了数字化模型,并进行了模态分析与仿真,明确了底盘运动对机器人各检测设备的影响。针对变电站内作业内容,并结合项目技术要求,制定了机械臂的基本技术参数,包括自由度及整体结构,然后通过估算关节力矩,反向推倒待选电机的功率,进而对电机进行选型。通过Adams运动学仿真分析,模拟机械臂开门动作轨迹,对机械臂的结构设计是否满足机器人作业的需求进行了验证。并对机械臂进行了模态分析,分析了机械臂的振动对底盘的影响。针对变电站的户外环境,本文设计了一款相适应的机器人外壳,外壳采用ABS手扳工艺,在结合机器人各系统结构的基础上,形成整体化的设计风格,可防护一般降雨及风沙影响,防护等级达到IP44。根据上述设计分析结构,制作了机器人样机,并在变电站实地环境中对样机进行第三方测试,实验结果满足项目各项技术指标的要求,验证了本文方案的正确性。
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM63;TP242

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本文编号：1212423