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遼寧工程技術大學
本科畢業(yè)設計（論文）開 題 報 告
題 目 電力巡檢機器人設計
指 導 教 師 魏永樂
院（系、部） 機械工程學院
專 業(yè) 班 級 機械11-1
學 號 1107100102
姓 名 陳銘博
日 期 2015年4月10日
教務處印制
4
一、選題的目的、意義和研究現(xiàn)狀
1 選題的目的、意義：
首先要了解高壓輸電線路巡檢機器人巡檢作業(yè)環(huán)境，根據(jù)作業(yè)環(huán)境及巡檢作業(yè)任務要求確定巡檢機器人的總體方案，進行了巡檢機器人的機構設計與分析。再而根據(jù)各關節(jié)處所需扭矩確定電機選擇方案，最后分別繪制夾爪局部裝配圖，手臂局部裝配圖，導軌絲杠局部裝配圖以及整體裝配圖。
由于輸電線路長期暴露在野外經(jīng)受自然環(huán)境及各種外部侵害，易出現(xiàn)各種故障，如線路斷股、磨損、腐蝕等損傷，桿塔塔材丟失等。為了避免這些情況的發(fā)生，確保輸電線路安全穩(wěn)定運行，需要對輸電線路進行定期巡檢作業(yè)，超高壓輸電線路的巡檢、維護基本上采用人工沿線逐塔巡視的作業(yè)方式，勞動強度大、費用高且危險性較高，對于跨越山區(qū)、草地及原始森林等路段的巡檢而言，由于環(huán)境惡劣，難以保證巡檢到位率且巡線周期長，電力部門迫切需要取代人力進行線路維護的巡檢設備。而電力巡檢機器人不僅可以減輕巡線作業(yè)強度，降低費用，而且提高了巡檢作業(yè)和管理技術水平，改變了傳統(tǒng)的巡檢作業(yè)方式，對于提高電力部門自動化作業(yè)效率，獲得更高的經(jīng)濟效益和社會效益具有重要的意義。
2 研究現(xiàn)狀：
國際上對電力巡檢機器人技術的研究始于80年代，日本、美國、加拿大、英國等國家電力公司的研究工作居領先地位，在2008年日本HiBot公司Paulo Debenest等人設計了Expliner巡檢機器人，該機器人有4輪子，兩爪子，靠連桿結構調(diào)節(jié)機箱質(zhì)心，可在4分裂導線上行走，可以騎過間隔棒。但機器人沒法在4分裂引流線上越障行走，需要在引流線附近加裝過橋?qū)к?，讓機器人在導軌上行走，不在引流線上行走。
國內(nèi)，沈陽自動化研究所研制的雙臂巡檢機器人先后完成三代樣機的制造，第三代樣機可以實現(xiàn)在輸電線上穩(wěn)定的行走，跨越障礙物，緊急剎車等功能，可以取代人工巡檢高壓輸電線路，并成功地進行了實驗室測試和實際輸電線路的試驗。
二、研究方案及預期結果
1 技術路線，設計方案：
1.了解巡檢機器人整體機構
2.分析巡檢機器人跨障原理，對各個階段的進行力學模型的建立，分析各關節(jié)的扭矩大小
3.根據(jù)分析計算得出的扭矩，進行各關節(jié)的電機選擇，并根據(jù)實際情況對各關節(jié)傳動齒輪進行設計
4. 夾爪，手臂，箱體三部分裝配圖繪制及整體裝配圖繪制
2 主要解決問題：
1.查閱機械設計手冊，進行軸承，螺釘，鍵等標準件的選取
2.根據(jù)各關節(jié)扭矩，轉速等進行電機的選取
3.齒輪嚙合，螺紋連接的畫法
4.各部分剖面圖繪制
5.裝配圖繪制
3 論文框架：
1.整體了解此研究的研究意義,并查閱資料了解當前電力巡檢機器人在國內(nèi)外的發(fā)展概況。
2.進行巡檢機器人機構設計,確定機器人的基本結構和機器人坐標系及相關參數(shù)。
3.分別對不同狀態(tài)下的巡檢機器人進行力學模型的建立,并對各關節(jié)的轉矩進行求解。
4.對夾爪和行走輪部分進行電機選取及傳動齒輪設計。
5.對手臂部分各關節(jié)處的電機選取及傳動齒輪設計。
6.對箱體部分的滾筒和移動臺驅(qū)動電機的選取及傳動齒輪設計。
三、研究進度
第 3～ 4周：查閱相關資料，明確設計思路，撰寫開題報告。
第 5～ 6周：力學模型的建立
第 7～ 8周：夾爪局部裝配圖及電機選擇
第 9～10周：手臂局部裝配圖及電機選擇
第11～12周：導軌絲杠局部裝配圖及電機選擇
第13～14周：整理畢業(yè)論文及圖紙，準備答辯。
四、主要參考文獻
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指導教師簽字：
五、指導教師意見