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Word说明书1份，共31页，约19000字

CAD版本图纸，共6张

除冰机器人的设计
摘  要
如今对输电线路实施除冰是防止冰灾的有效途径，如何具体的除冰方法则应用了除冰机器人，除冰机器人造价低，工作效率高，安全可靠，能够实现在线除冰作业，不影响电力的输送，是一项很有发展前景的课题。目前机器人在高压输电线路上的应用主要是线路巡检。而对线路除冰的应用还鲜有研究。本文对除冰机器人本体设计、越障规划。主要研究内容如下。首先，在分析了输电线路结构和除冰作业要求的基础上，指出现有巡线机器人结构运用到除冰作业中的缺陷，设计了一种除冰机器人本体机构，并对其越障的动作进行了规划。所选的减速器和电机仍能满足要求，从而证明了除冰机器人的合理性，为了保证电力系统的可靠性，提高高压输电线除冰的效率，减少损失，维护工人的安全，开发一种可以替代或部分替代工人进行除冰作业的新型设备一直是国内外相关研究的热点。因此，研制安全有效的除冰机械以代替人进行导线除冰具有较好的应用前景和实用意义。
关键词：除冰机器人；机构设计；电动机；越障规划

Abstract
Now on the transmission line icing is to prevent the implementation of ice disaster in an effective way, how specific deicing method is applied the deicing robot, deicing robot has the advantages of low cost, high work efficiency, safety and reliability, can realize online deicing operation, does not affect the transmission of electricity, is a promising subject. The current robot on HV power transmission lines is mainly applied to transmission line inspection. On line deicing application is little research. The deicing robot design, planning, negotiation dynamics analysis are studied. The main research contents are as follows. Firstly, on the analysis of the transmission line structure and deicing operation on the basis of the requirements of inspection robot for power transmission lines, design a kind of deicing robot body mechanism, and the obstacle of action planning. improve the high voltage transmission line deicing efficiency, reduce the loss, maintain the safety of workers, the development of a replacement or partial replacement workers were deicing operation of new equipment has been in the domestic and foreign related research. Therefore, the development of safe and effective deicing machine to replace the human to lead deicing and has better application prospect and practical significance
Key words：Deicing robot; mechanism design; Motor; rigid-flexible coupling dynamics

目 录
摘  要 1
1 引言 1
1.1 问题的提出及研究意义 1
1.2 国内外研究现状 1
1.3工业机器人的发展史 2
1.4导线覆冰的原因 3
2 高压输电线路的覆冰 4
2.1 不规则覆冰和不同期脱冰 4
2.2除冰的方式方法 4
2.3输电线路的抗冰 5
3 除冰机器人机构 7
3.1 除冰机器人种类 7
3.1.1 线缆除冰机器人 7
3.1.2 可跨跃障碍多分裂机器人 8
3.1.3 电力设施的微波除冰装置 9
3.2 前端多环铣刀 9
3.2.1 成型铣刀的结构参数 10
3.2.2 成型铣刀截面的计算 13
3.3 机械升降平台 14
3.3.1 升降平台的机械结构形式 14
3.3.2 升降平台零件设计 15
3.4电机的选择 17
3.4.1升降步进电机 17
3.4.2 回转驱动电机 19
4 控制系统的设计 21
4.1 机器人的控制系统 21
4.2 基于运动卡的控制系统的建立 22
4.2.1总体方案的确定 22
4.2.2 机器人控制工作原理 23
4.3 软件编程语言的特点 24
4.4指令系统 24
4.5运动控制程序运行过程的简介 25
参考文献 26
致  谢 27

 
1 引言
1.1 问题的提出及研究意义
现如今西南的很多地方出现了连续的低温雨雪冰冻天气，并且遭受了很严重的冰雪灾害。国家减灾委员会专家已定性为：“西南地区发生的冰雪灾害，是世界上比较大面积、极端性气候事件，影响的地区人口之多是世界罕见的”。冰灾造成中心的城区正值春节期间停电、停水很多天，交通、通讯、电视均出现不同程度的中断，然而有些城市则成为我国南方冰雪灾害最严重的地区。特别是电力系统遭受毁灭性重创，冰灾引起了倒塔,现场调查了湖南冰灾期间大于220kV输电线路的受损情况，发现倒塔线路覆冰厚度相对集中，同时微地形和微气象造成覆冰加重和覆冰的不均匀性，档距、塔形等对线路倒塔也存在影响。分析倒杆断线的形式认为覆冰太厚超过设计值、垂直荷载压垮和不平衡张力拉垮是造成线路倒塔。专家解说，高压线高高的钢塔在下雪天时，可以承受2-3倍的重量。但如果下雨凇，可能会承受10-20倍的电线重量。电线结冰，遇冷收缩，风吹引起震荡，就使电线不胜重荷而断裂。
随着我国经济的高速发展，超高压大容量输电线很多，线路的穿越情况更加复杂，如经过大面积的水库、湖泊和崇山峻岭，给线路维护带来很多困难。而且在严冬及初春季节，我国云贵高原一带及两湖地区常出现雾凇和雨凇现象，造成架空输电线路覆冰，使线路舞动、闪络、烧伤，甚至断线倒杆，使电网结构遭到破坏，安全运行受到严重威胁。在紧急情况下，寻道员用带电操作杆或其它类似的绝缘棒只能为很少的一部分覆冰线路除冰，人工除冰有很高的危险性。所以一种新型的而且方便安全的除冰方式的研究是迫在眉睫的。本次的设计题目就是关于高压电线的除冰机构的设计，最后能有效的消除冰雪天气对输电线的严重威胁，从而达到理想的效果。