绝缘子机器人毕业设计.doc

绝缘子巡检机器人的结构设计 摘要 由于人工检测实效绝缘子工作效率低，劳动强度大，花费成本较高，检测质量不稳定问题，世界各国正致力于开发一种绝缘子串带电检测机器人，由于绝缘子大多安装在交通不便的偏远山区，因此机器人的小型化和智能化成为设计的追求。这篇文章详细介绍了绝缘子串的系统架构，功能原理和现场应用情况，同时介绍了机器人的详细设计步骤，主要包括总体架构的设计，运动装置的选型，清扫装置的选型和检测装置的选型等等，中间涉及到了相关的强度校核和电机的选型，以及利用Solidworks进行总体的建模和运用Ansys主要部件的有限元分析。 关键词：检测机器人,绝缘子检测,有限元分析 structure design of the insulator robot Abstract Due to the artificial low detection efficiency,The labor intensity an, high cost and unstable result.All countries are developing a insulator robot.Besides,insulators always are developed in countrisides where the traffic is inconvenience. This article introduces in detail the overall structure of the insulator robot,working methods and application situation.At the same time ,the article introduces the detailed design procedure of the robot,which introduces the detailed design of the robot mainly includes the general structure,the design of inspection device, the design of the movement device and cleaning device.At the end of this article ,I will use solidworks software to model, and then will do the finite element analysis using ansys software. Keywords: inspection robot, insulator, finite element analysis 目录 1 绪论 1 1.1 研究的背景与意义 1 1.2 绝缘子机器人的发展状况 2 1.2.1 传统的检测绝缘子的方法 2 1.2.2 国内外绝缘子机器人的发展现状 3 1.3 本课题研究的主要内容 5 2 绝缘子机器人的总体设计 6 2.1 引言 6 2.2 机器人的设计的任务 6 2.3 机器人设计的整体方案 6 2.4 机器人的结构设计 6 3 爬行装置的结构设计及电机的选择 8 3.1 整体选型 8 3.2 相关尺寸 9 3.3 手爪部分的结构选型 9 3.4 爬行原理 10 3.5 丝杆的结构选型以及强度校核 11 3.5.1 丝杠的选择 11 3.5.2 丝杠强度的校核 12 3.6 驱动部分电机的选择 13 3.6.1 控制机身运动电机的选择 13 3.6.2 舵机的选择 14 3.7 锥齿轮的选择及强度校核 15 3.8 导向条的结构设计 18 3.8.1 导向条的结构选型 18 3.8.2 导向条推出电机的选型 19 4 清扫部分的结构设计 21 4.1 清扫手爪的工作原理及运动学分析 21 4.1.1 工作原理 21 4.1.2 机构原理 21 4.1.3 各铰点的位置分析 22 4.1.4 铰点 的位置偏差 22 4.2 清扫手爪工作能力分析 23 4.2.1 最小环抱半径 23 4.2.2 最大环抱半径 24 4.2.3 张开条件 25 4.3 清扫手爪机构优化设计 26 4.3.1设计变量 26 4.3.2 目标函数的确立 26 4.3.3 约束条件 27 4.3.4 优化结果 28 4.1 优化结果 28 4.4 清扫结构的三维建模 29 5 检测装置的说明 30 5.1 检测装置的选型 30 5.2 检测装置的工作原理 30 5.2.1 检测原理 30 5.2.2