输电线路除冰机器人跨越带倾角线路障碍物的方法研究.pdfVIP

学兔兔 l 訇 似 输电线路除冰机器人跨越带倾角线路 障碍物的方法研究 Studyonmethodforobstaclenegotiationofdeicingrobotofr transm ission Iinesw itha dipangle 张 屹’，丁昌鹏’，朱大林’，韩 俊。，艾福洲 ZHANGYi’，DlNG Chang．peng’，ZHUDa．1in’，HANJun’，AIFu—zhou (1．三峡大学 机械与材料学院，宜昌443002；2．宜昌供电公司，宜昌443000) 摘 要：目前的除冰机器人试验研究均基于简化的刚性直线线路，在实际运行线路的实验中，发现机 器人难以跨越带倾角线路障碍物的新问题，将输电线路简化成直线的分析方法存在较大的误 差。分析了跨越实际输电线路时线路倾角与机器人结构的关系，提出了一种新的机器人结构 与越障动作的优化方案；设计的机器人集成越障除冰功能，结构简单、控制简便；通过仿真 与实验实现跨越带倾角线路障碍物的功能，极大的增强了除冰机器人的适应性和实用性。 关键词 ：输电线路；除冰机器人 ；倾角 ；越障 中图分类号 ：TP242．6 文献标识码 ：A 文章编号 ：1009-0134(2013)05(下)-0025-04 Doi：10．3969／J．issn．1009-0134．2013．o5(下)．08 0 引言 1 除冰机器人机械结构总体设计 近年来，由于输电线路上的覆冰和积雪带来 除冰机器人是机 电一体化系统 ，包括机器人 的巨大经济损失，国内高校和各科研院所开始大 机构、通信、控制、传感器和电源等，机械结构 规模对输 电线路除冰机器人进行研究。山东科技 是整个 系统的基础 。除冰机器人在输 电线路上 大学王吉岱 团队主要对除冰机器人除冰方式进行 除冰 ，基本前提是机器人能在线路上平稳行进 ， 了研究…；湖南大学孙炜教授团队将研究重点放在 输 电线路上有防震锤、线夹、绝缘子等障碍物， 了机器人传感器和机器视觉以及控制上 ；武汉大 机器人除能沿导线行走之外，关键是遇到障碍物 学动力与机械学院吴功平教授团队对移动机器人 能安全平稳越过 。本课题组设计的机器人 由除冰 机构、自主移动导航、电源及其管理系统和机器 机构、行走机构、手臂机构、错动箱及控制箱组 人本体的系统集成做了深入探讨 ；华南理工大学 成 ，其 中行走机构采用前后两行走轮 的双行走轮 则通过模型分析和仿真对巡线机器人跨越引流跳 结构；手臂机构包括具有伸缩、旋转功能的前、 线的功能进行了研究 。这些研究都取得了一定的 后手臂和具有夹线夹的中间手臂，前、后臂分别 成果，但是关于机器人越障功能的研究较少，且 位于导线左、右两侧 ，中间臂位于导线正下方 。 仅有的对机器人越障功能的研究主要集中在简化 如图1所示。 的直线线路条件下，没有考虑实际线路中存在的 倾角 问题，对大倾角线路的越障研究和实验不够 完善 ，而实际线路 中的倾角问题是不可避免的。 基于此，文章重点分析机器人跨越带倾角线路障 碍物的条件 ，总结线路倾角与结构参数之间的关 系，设计出了一