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遼寧工程技術(shù)大學(xué)
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開 題 報(bào) 告
題 目 電力巡檢機(jī)器人設(shè)計(jì)
指 導(dǎo) 教 師 魏永樂
院（系、部） 機(jī)械工程學(xué)院
專 業(yè) 班 級(jí) 機(jī)械11-1
學(xué) 號(hào) 1107100102
姓 名 陳銘博
日 期 2015年4月10日
教務(wù)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(jī)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(wù)要求確定巡檢機(jī)器人的總體方案，進(jìn)行了巡檢機(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析。再而根據(jù)各關(guān)節(jié)處所需扭矩確定電機(jī)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(dǎo)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(yùn)行，需要對(duì)輸電線路進(jìn)行定期巡檢作業(yè)，超高壓輸電線路的巡檢、維護(hù)基本上采用人工沿線逐塔巡視的作業(yè)方式，勞動(dòng)強(qiáng)度大、費(fèi)用高且危險(xiǎn)性較高，對(duì)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(jìn)行線路維護(hù)的巡檢設(shè)備。而電力巡檢機(jī)器人不僅可以減輕巡線作業(yè)強(qiáng)度，降低費(fèi)用，而且提高了巡檢作業(yè)和管理技術(shù)水平，改變了傳統(tǒng)的巡檢作業(yè)方式，對(duì)于提高電力部門自動(dòng)化作業(yè)效率，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益具有重要的意義。
2 研究現(xiàn)狀：
國際上對(duì)電力巡檢機(jī)器人技術(shù)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(lǐng)先地位，在2008年日本HiBot公司Paulo Debenest等人設(shè)計(jì)了Expliner巡檢機(jī)器人，該機(jī)器人有4輪子，兩爪子，靠連桿結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)機(jī)箱質(zhì)心，可在4分裂導(dǎo)線上行走，可以騎過間隔棒。但機(jī)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(jī)器人在導(dǎo)軌上行走，不在引流線上行走。
國內(nèi)，沈陽自動(dòng)化研究所研制的雙臂巡檢機(jī)器人先后完成三代樣機(jī)的制造，第三代樣機(jī)可以實(shí)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(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室測試和實(shí)際輸電線路的試驗(yàn)。
二、研究方案及預(yù)期結(jié)果
1 技術(shù)路線，設(shè)計(jì)方案：
1.了解巡檢機(jī)器人整體機(jī)構(gòu)
2.分析巡檢機(jī)器人跨障原理，對(duì)各個(gè)階段的進(jìn)行力學(xué)模型的建立，分析各關(guān)節(jié)的扭矩大小
3.根據(jù)分析計(jì)算得出的扭矩，進(jìn)行各關(guān)節(jié)的電機(jī)選擇，并根據(jù)實(shí)際情況對(duì)各關(guān)節(jié)傳動(dòng)齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì)
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(jī)械設(shè)計(jì)手冊，進(jìn)行軸承，螺釘，鍵等標(biāo)準(zhǔn)件的選取
2.根據(jù)各關(guān)節(jié)扭矩，轉(zhuǎn)速等進(jìn)行電機(jī)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(dāng)前電力巡檢機(jī)器人在國內(nèi)外的發(fā)展概況。
2.進(jìn)行巡檢機(jī)器人機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),確定機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)和機(jī)器人坐標(biāo)系及相關(guān)參數(shù)。
3.分別對(duì)不同狀態(tài)下的巡檢機(jī)器人進(jìn)行力學(xué)模型的建立,并對(duì)各關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)矩進(jìn)行求解。
4.對(duì)夾爪和行走輪部分進(jìn)行電機(jī)選取及傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)。
5.對(duì)手臂部分各關(guān)節(jié)處的電機(jī)選取及傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)。
6.對(duì)箱體部分的滾筒和移動(dòng)臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選取及傳動(dòng)齒輪設(shè)計(jì)。
三、研究進(jìn)度
第 3～ 4周：查閱相關(guān)資料，明確設(shè)計(jì)思路，撰寫開題報(bào)告。
第 5～ 6周：力學(xué)模型的建立
第 7～ 8周：夾爪局部裝配圖及電機(jī)選擇
第 9～10周：手臂局部裝配圖及電機(jī)選擇
第11～12周：導(dǎo)軌絲杠局部裝配圖及電機(jī)選擇
第13～14周：整理畢業(yè)論文及圖紙，準(zhǔn)備答辯。
四、主要參考文獻(xiàn)
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指導(dǎo)教師簽字：
五、指導(dǎo)教師意見