架空高压直流巡检机器人的磁力驱动方法研究

发布时间：2017-12-18 04:32

  本文关键词：架空高压直流巡检机器人的磁力驱动方法研究

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【摘要】：为解决架空高压输电线路轮臂式巡检机器人易打滑问题,本文提出了一种基于高压直流磁场的磁力驱动方法。利用载流线圈在高压直流磁场中受到的安培力作为牵引机器人移动的驱动力,取代以电机驱动的轮轨式移动方式,从而有效的消除打滑问题。根据以上方法,本文做了以下几个方面的研究:(1)研究了架空高压直流输电线磁场特性,分析了在单极线路和双极线路环境下,机器人巡检所在高压线的环形磁场受外界磁场的干扰可忽略不计,高压直流磁场的磁力线可以近似处理为垂直于高压导线的同心圆,简化了后续设计和数学模型分析。(2)研究了轮臂式巡检机器人结构体型庞大、抗风载能力差等缺点,提出了磁力驱动机器人的总体结构、实现磁力驱动的物理模型和实体模型。(3)研究分析了磁力驱动力与物理模型尺寸半径之间的关系,通过建立数学模型来确定磁力驱动力模型半径的最优取值范围,同时分析了磁力驱动力与线圈匝数之间的关系,根据综合分析来优化磁力驱动力模型。(4)基于磁力驱动力物理模型的设计及参数优化,建立仿真物理模型,分别研究了磁力驱动系统在改变高压电流、线圈匝数等条件下的仿真情况,并与磁力驱动力理论计算值进行对比。结果表明,提出的磁力驱动方法理论上是正确的。(5)研究了机器人在外界横风力矩环境下易绕高压线转动,提出了力矩平衡模型,分析了力矩模型实现驱使机体达到平衡状态理论上是可行的。针对磁力驱动系统设计了其控制流程图和磁力驱动系统与力矩平衡系统协同控制流程图。论文对提出的磁力驱动模型建立磁力驱动装置并进行实验,实验结果表明,提出的磁力驱动方法在技术上是可行的。
【学位授予单位】：湖北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TP242

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本文编号：1302855