可避障式高压输电线巡线视觉检测装置结构设计(说明书+CAD+三维+运动仿真)

可避障式高压输电线巡线视觉检测装置结构设计(说明书+CAD+三维+运动仿真)

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可避障式高压输电线巡线视觉检测装置结构设计(说明书+CAD+三维+运动仿真)

可避障式高压输电线巡线视觉检测装置结构设计

摘要

高压输电线路巡检机器人是近期机器人领域各高校研究的热点课题之一。高压输电线路引起的故障会直接导致人民、工业企业、以及国家利益的重大损失。因此对其进行定期检修是很有必要的。由于输电线路巡检强度大,环境复杂,人工巡检极其不便,本文研究的机器人就是为了替代人工对输电线路进行定期巡检研制的,这样可以降低成本以及保障工人的安全。本文研制了一台能够行走在高压输电线路的地线上,能越过线缆上的障碍,能翻越杆塔的可自主完成巡检任务的机器人。对机器人的机械结构做出了详细的介绍,搭建了机器人的运动学和动力学模型,并作出了机器人过障的运动规划,用仿真软件进行了机器人行走和越障的仿真,并做出了分析,最后完成了实验室试验以及准线路和实际环境的实验,均得到了良好的结果。

关键词:高压输电线;巡线视觉检测装置;避障;强度校核;机械手臂;

ABSTRACT

   The high-voltage transmission line inspection robot is one of the hot topics studied by various universities in the field of robotics recently. The faults caused by high-voltage transmission lines can directly cause significant losses to the interests of the people, industrial enterprises, and the country. Therefore, regular maintenance is necessary. Due to the high intensity and complex environment of transmission line inspection, manual inspection is extremely inconvenient. The robot studied in this article is developed to replace manual inspection of transmission lines on a regular basis, which can reduce costs and ensure the safety of workers. This article develops a robot that can walk on the ground wire of high-voltage transmission lines, overcome obstacles on cables, and climb over towers to independently complete inspection tasks. The mechanical structure of the robot is introduced in detail, the kinematics and dynamics model of the robot is built, and the motion planning of the robot to pass the obstacle is made. The simulation software is used to simulate the robot walking and crossing the obstacle, and the analysis is made. Finally, the laboratory tests, quasi line and actual environment experiments are completed, and good results are obtained.

Keywords: high-voltage transmission line; Visual inspection device for line inspection; Avoiding obstacles; Strength verification; Mechanical arm;

目录

第一章 绪论 7

1.1研究背景 7

1.2研究目的及意义 7

1.3国内外研究现状分析 8

1.4视觉检测装置本体结构需要解决的一些关键问题 12

1.5本文的主要研究内容 12

第二章巡线视觉检测装置的工作环境和原理分析 13

2.1可避障式高压输电线的特点和组成 13

2.1.1可避障式高压输电线路的特点 13

2.1.2可避障式高压输电线路的组成 13

2.2可避障式高压输电线的巡检内容及原理 15

2.3 高压线巡线视觉检测装置的设计要求 17

2.4巡线视觉检测装置整体设计方案的选择 17

2.5 本章总结 20

第三章 高压线巡线视觉检测装置的结构设计 21

3.1巡线视觉检测装置整体设计方案的选择 21

3.2柔性臂 22

3.3驱动部件的选择 24

3.4主要部件的设计 26

3.4.1滚轮部分 26

3.4.2中手腕部分 27

3.4.3手掌部分 28

3.4.4大臂部分 28

3.4.5小臂部分 29

3.4.6箱体部分 30

3.4.7轮子开合轴 30

3.4.8手腕部分 31

3.4.9避障机构设计 32

3.5.0总体三维设计图 1

3.6本章总结 3

第四章 高压线巡线视觉检测装置运动分析和强度校核 4

4.1巡线视觉检测装置沿线爬行的运动分析 4

4.2高压线巡线视觉检测装置避障作业的运动分析 5

4.2.1跨越防震锤的运动分析 5

4.2.2定臂转动的运动分析 7

4.3主要零部件的强度校核 9

4.3.1丝杆的强度校核 9

4.3.2齿轮的校核 10

4.3.3大臂的强度校核 12

第五章 总结与展望 14

致谢 16

参考文献 17

参考文献

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