輸電線路異物清除機器人機構設計與分析.pdf

1、作為支撐國民經濟發(fā)展的能源支柱，電網在當今社會發(fā)展中發(fā)揮著不可替代的作用，它關系著整個社會的穩(wěn)定發(fā)展。近年來隨著人民物質生活水平的提高，各類活動產生的異物纏繞在輸電線路上，造成發(fā)生電力事故的次數不斷增多，線路異物清除工作占電力維護的比重顯著增加。帶電清除異物是帶電作業(yè)中安全風險最高的項目，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)風險高、程序復雜

2、、時間長，勞動強度大。輸電線路異物清除機器人是一類輔助人工在高空、高壓的復雜電磁環(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)維護機器人，能夠很大程度的減小工作人員的作業(yè)風險、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中的重要性及目前較為常見異物處理方法，分析比較了國內外研究機構在輸電線路異物清除機器人領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狀，總結了目

3、前異物清除采用的技術類型與特點，明確了本課題的主要研究內容和研究工作。然后分析了輸電線路異物清除機器人的工作環(huán)境與任務需求。在明確了機器人工作任務與工作需求的基礎上，確定異物清除機器人的系統(tǒng)方案及作業(yè)流程；根據機器人在一檔內行走和越障的要求，完成機器人移動機構的設計；根據異物的類型和相應的清除機理分析，針對小型絲線狀可燃異物和較大片面形異物或不可燃異物，提出了復合異物清除裝置的設計，同時應對工具選擇與切換設計了一種舉升機構。然后在Sol

4、idWork中設計了由機器人移動載體、電熱清除工具模塊、電鋸清除工具模塊、舉升機構模塊構成的輸電線路異物清除機器人三維模型。其次對機器人進行工作流程規(guī)劃并利用坐標系變換方法進行運動學分析。將機器人放于異物環(huán)境中進行建模，求解正運動學及逆運動學。隨后在RecurDyn對機器人采用不同清除工具完成異物清除任務的過程中進行仿真與分析，驗證方案可行性及運動學結果。最后，研制出機器人樣機，在實驗室模擬環(huán)境中進行異物清除實驗。分別驗證了電熱清除工具