輸電線路異物清除機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析.pdf

1、作為支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的能源支柱，電網(wǎng)在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用，它關(guān)系著整個(gè)社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展。近年來(lái)隨著人民物質(zhì)生活水平的提高，各類活動(dòng)產(chǎn)生的異物纏繞在輸電線路上，造成發(fā)生電力事故的次數(shù)不斷增多，線路異物清除工作占電力維護(hù)的比重顯著增加。帶電清除異物是帶電作業(yè)中安全風(fēng)險(xiǎn)最高的項(xiàng)目，傳統(tǒng)的清除高壓電線勾掛異物的主要方法有兩種：一是停電后電工上線摘除；二是等電位帶電作業(yè)摘除。這兩種方法都需要投入較多的人力物力，且作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)高、程序復(fù)雜

2、、時(shí)間長(zhǎng)，勞動(dòng)強(qiáng)度大。輸電線路異物清除機(jī)器人是一類輔助人工在高空、高壓的復(fù)雜電磁環(huán)境中完成清理附著、纏繞在輸電線路上的異物的輸電線路作業(yè)維護(hù)機(jī)器人，能夠很大程度的減小工作人員的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、提高作業(yè)效率，具有很大的發(fā)展前景和研究意義。
　　本文首先闡述了輸電線路異物清除工作在電力檢修與維護(hù)中的重要性及目前較為常見異物處理方法，分析比較了國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)在輸電線路異物清除機(jī)器人領(lǐng)域的研究成果以及作業(yè)人員通常采用的異物清除工具現(xiàn)狀，總結(jié)了目

3、前異物清除采用的技術(shù)類型與特點(diǎn)，明確了本課題的主要研究?jī)?nèi)容和研究工作。然后分析了輸電線路異物清除機(jī)器人的工作環(huán)境與任務(wù)需求。在明確了機(jī)器人工作任務(wù)與工作需求的基礎(chǔ)上，確定異物清除機(jī)器人的系統(tǒng)方案及作業(yè)流程；根據(jù)機(jī)器人在一檔內(nèi)行走和越障的要求，完成機(jī)器人移動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)；根據(jù)異物的類型和相應(yīng)的清除機(jī)理分析，針對(duì)小型絲線狀可燃異物和較大片面形異物或不可燃異物，提出了復(fù)合異物清除裝置的設(shè)計(jì)，同時(shí)應(yīng)對(duì)工具選擇與切換設(shè)計(jì)了一種舉升機(jī)構(gòu)。然后在Sol

4、idWork中設(shè)計(jì)了由機(jī)器人移動(dòng)載體、電熱清除工具模塊、電鋸清除工具模塊、舉升機(jī)構(gòu)模塊構(gòu)成的輸電線路異物清除機(jī)器人三維模型。其次對(duì)機(jī)器人進(jìn)行工作流程規(guī)劃并利用坐標(biāo)系變換方法進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。將機(jī)器人放于異物環(huán)境中進(jìn)行建模，求解正運(yùn)動(dòng)學(xué)及逆運(yùn)動(dòng)學(xué)。隨后在RecurDyn對(duì)機(jī)器人采用不同清除工具完成異物清除任務(wù)的過(guò)程中進(jìn)行仿真與分析，驗(yàn)證方案可行性及運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)果。最后，研制出機(jī)器人樣機(jī)，在實(shí)驗(yàn)室模擬環(huán)境中進(jìn)行異物清除實(shí)驗(yàn)。分別驗(yàn)證了電熱清除工具