论文摘要
我国地域辽阔,电网及相关电力设备覆盖面积广,针对我国冬季输电线路覆冰引起的电力设备损毁事故多发的问题,本课题以高压输电线路除冰机器人为研究对象,重点分析了输电线路除冰机器人的结构,并研制了一种新型T形高压输电线路除冰机器人,具体内容如下:(1)本文通过对国内外输电线路除冰机器人进行了大量的文献调研,掌握了除冰机器人的诞生背景和基本性能。分析了输电线路覆冰形式和覆冰特性,总结了目前输电线路的常用的除冰方法,最后分析了输电线路除冰机器人的发展趋势。(2)本文结合输电线路除冰机器人的工作环境,提出了除冰机器人的设计目标,同时对现有机器人重要组成部分:除冰机构、机架结构、行走机构、夹紧机构分别进行了方案分析及研究,为机器人的详细设计提供了技术依据。(3)本文研制了一种新型的除冰机器人。采用Solid Works三维设计软件对除冰机器人各部分进行了详细的三维设计,绘制了零部件的三维图及二维图,在计算机上实现了虚拟制造及装配。(4)本文对除冰机器人的关键部件进行了受力分析和强度校核。对行走所需的驱动力、敲冰力进行了分析计算,确定了行走电机和敲冰电机型号,根据工况及电机的耗电特性选择了电池型号,并计算了有效工作时间和行程;对除冰机构、机架、一级链传动、二级链传动、中间传动轴分别进行了受力分析及强度校核。(5)本文研制了除冰机器人的控制系统,分析了控制系统的功能,对遥控设备进行了选型,并对机器人行走机构、敲冰机构、夹紧机构的各动作进行了控制规划,设计了无线摄像传输方案,实现了除冰机器人的在线监控功能。(6)本课题对除冰机器人的进行了样机的实际加工制造、人工模拟试验及现场试验,通过人工模拟试验和35kV现场试验成功验证了除冰机器人的实际爬坡能力和高效的除冰能力。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 课题研究背景及意义1.2 输电线路除冰机器人研究现状1.3 本文主要工作和研究内容第2章 线路覆冰特性分析及除冰方法研究2.1 高压输电线路覆冰现状2.2 覆冰特性分析2.3 线路除冰方法研究2.3.1 热力除冰法2.3.2 机械除冰法2.3.3 被动除冰法2.3.4 其他方法2.3.5 各类除冰方法对比分析2.4 输电线路除冰机器人的发展趋势2.5 本章小结第3章 除冰机器人方案研究3.1 220kV输电线路的组成3.2 除冰机器人方案设计目标3.3 除冰机构研究3.3.1 冲击式除冰3.3.2 铣削式除冰3.3.3 碾切式除冰3.4 机架研究3.4.1 箱体悬挂式机架3.4.2 托盘式机架3.4.3 杆型机架3.5 行走方案研究3.5.1 行走方式3.5.2 行走轮的布置3.5.3 行走轮的固定方式3.5.4 行走轮优化设计3.6 夹紧方案研究3.7 新型除冰机器人设计方案3.8 本章小结第4章 新型除冰机器人研制4.1 除冰机器人的基本原理4.2 除冰机器人设计目标参数的确定4.3 机架设计4.4 除冰机构设计4.5 行走机构设计4.6 进线设计4.6.1 进线方案 14.6.2 进线方案 24.6.3 进线方案 34.6.4 进线方案 44.6.5 进线方案 54.7 夹紧机构设计4.8 本章小结第5章 受力分析及强度校核5.1 行走驱动力分析5.1.2 无夹紧状态下的受力分析5.1.3 夹紧状态下的上坡受力分析5.1.4 夹紧状态下的下坡受力分析5.2 行走电机选型5.3 敲击力分析及敲冰电机选型5.4 电池选型5.5 除冰机构强度校核5.6 机架强度校核5.7 链传动受力分析及选型5.7.1 一级链传动受力分析及选型5.7.2 二级链传动受力分析及选型5.8 中间轴的强度校核5.9 本章小结第6章 除冰机器人控制系统6.1 控制系统总体方案6.2 无线遥控系统6.2.1 无线遥控系统原理6.2.2 遥控手柄6.2.3 遥控接收机6.3 遥控动作规划6.3.1 行走通道6.3.2 敲冰通道6.3.3 夹紧通道6.3.4 遥控器总开关6.4 电子调速器6.5 无线音视频传输系统6.5.1 无线音视频传输系统总体方案6.5.2 阵列式红外监控摄像机6.5.3 无线影音传输器6.6 本章小结第7章 除冰机器人样机试验7.1 除冰机器人样机制造7.1.1 除冰机器人样机的虚拟制造7.1.2 除冰机器人样机的实物制造7.2 除冰机器人样机模拟试验7.3 除冰机器人样机现场试验7.4 本章小结第8章 结论与展望8.1 结论8.2 展望致谢参考文献个人简历
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