220kV带电线路树枝修剪机器人结构设计及实现

针对高压输电线路走廊树枝与下相导线间距离过近可能导致短路跳闸等问题,研究设计了一款带电线路树枝修剪机器人,包括沿地线行走的移动机器人平台、绝缘绳卷扬升降及回转平台和末端作业平台.首先,根据作业空间分析提出了树枝修剪机器人的构型原理,并建立了三维模型.其次,针对绝缘组合臂在保证强度和刚度条件以及实际应用条件下利用遗传算法求得了质量最小的最优解,并利用ABAQUS对其进行了有限元应力应变分析及模态分析.最后,试验样机在220kV带电线路上进行了多次树枝修剪试验,试验结果表明,该样机满足220kV带电线路树枝修剪要求,验证了设计的合理性与实用性.     

高压输电线路螺栓紧固机器人结构设计与动力学分析

以高压输电线路耐张线夹引流板螺栓为作业对象,研究提出了一种可以沿高压输电线路行驶并由双作业臂携带螺栓紧固末端工具进行耐张线夹引流板螺栓紧固的带电作业机器人。研究提出了一种四臂移动作业的螺栓紧固作业机器人构型,即移动机器人的双臂、一个携带螺栓固定末端的机械手、一个携带螺栓拧紧末端的机械手,研究了带电作业机器人的机械结构,分析了作业末端的性能与携带螺栓拧紧末端的机械手动力学模型,研制了机器人样机。通过在实际线路上的带电作业试验,验证了提出的构型方案的正确性和有效性。     

高压输电线路带电检修机器人机械系统设计

针对高压输电线路人工带电检修作业存在的种种弊端、现有带电作业机器人技术尚不成熟且作业任务单一等问题,提出一种集绝缘子更换作业和螺栓拧紧作业为一体的末端可更换作业机器人,对机器人进行了构型分析、模块划分与集合、运动规划;研制了一台"非跨越越障平台+双机械手+4个作业末端"的机器人样机;通过了模拟线路试验、工频耐压试验,证明绝缘子更换作业和耐张线夹螺栓紧固作业的可实现性;展开了对带电作业多作业任务机器人的初步探索。     

高压输电线路救援机器人结构设计与分析

针对现有高压输电线路巡检机器人技术尚不成熟,及当巡检机器人在地线上出现故障时需人工上线拖回所存在的弊端,提出一种单档段救援作业机器人。分析了高压输电线路单档段救援机器人的作业环境与救援任务,设计了救援机器人的总体结构形式和各总成的具体结构,并对所设计的结构进行了三维建模仿真。对救援末端夹爪做了力学特性分析,得到夹爪应力云图,验证了设计的合理性。对救援夹爪做了模态分析计算,得到救援夹爪的单元密度分布云图,并在此基础上对夹爪做了拓扑优化,得到优化后的模型。开发出样机且在松长甲线上试验运行成功,验证了设计的实用型与合理性。     

高压输电线路带电检修机器人的研制

成功研制了国内首台可重构的输电线路带电检修机器人"Dream-Ⅰ",具有在导线上自主行走及准确定位功能。首先描述了机器人的作业任务及对象,然后设计了机器人通用平台、绝缘子更换末端及引流板螺栓紧固末端,给出了机器人的控制系统,并对机器人的作业规划进行了仿真分析,最后完成了在高压大厅的电场耐压试验和实际线路上的上线试验及试用。实验结果表明,机器人通过更换机械手末端,能带电完成悬式绝缘子更换及引流板螺栓紧固两大作业任务。     

一种新型飞行油锯的研究与应用

为解决10 kV配电线路高杆速生树木修剪困难的问题,研究出一种新型可飞行的油锯,能替代传统的油锯去完成高空修剪树枝作业,可有效降低架空配电线路维护人员的工作量,大大提高工作效率,节省线路维护的经费,具有一定的推广价值。     

四分裂架空线路作业机器人行走姿态优化方法

针对长期暴露于恶劣的自然环境中,容易诱发各种故障的多分裂架空高压输电线路,以500kV四分裂线路为例,提出一种可行走于两上相线,且便于上下线的带电检修作业机器人机构构型方案及其虚拟样机.分析其行走状态,提出一种机器人行走姿态优化方法,即使用轮线力作为机器人行走姿态优劣判定的标准,建立机器人轮线力与机器人重心分布的特征关系数学模型;通过理论计算作业平台连杆关节参数对机器人重心分布特征关系的影响,提出一种求解机器人作业末端连杆关节参数逆解的算法,通过调整关节参数改变轮线力,使得机器人在线上时的行走姿态达到最优.     

高压带电作业机器人系统的研制

为了适应10KV配电线路带电作业的要求,研制了一台能够最大限度的满足现场作业环境要求的高压带电作业机器人,包括主从操作机械臂、机器人专用升降系统、绝缘工具系统、绝缘防护系统四部分。并在10KV配电线路上进行了试验,机械臂操作灵活,绝缘防护方法设计合理,防护性能可靠,操作简单方便。工具系统采用无线遥控方式,可以代替人工完成作业频率较高的带电断线和带电接线等作业任务,减轻了作业人员的劳动强度,使作业人员与高压电场完全隔离,最大限度的保证作业人员的安全。     

高压输电线路救援机器人结构设计与优化

针对高压输电线路检修人员线上意外事故救援困难,研究提出了一种载人越障救援机器人方案。首先根据高压输电线路救援机器人的作业环境,对救援机器人的越障动作及救援方式进行了规划设计;其次对救援机器人的各个机械结构进行了详细设计;最后对救援机器人的关键承力件进行了静力学分析,并在此基础上对其进行了拓扑优化,实现了该零件的轻量化。本研究为高压输电线路意外事故的机械化救援提供了参考。     

输电线防振锤复位机器人机构设计

针对输电线路巡检及维护的自动化需求,提出并设计了一种新型适用于带电线路的防振锤复位机器人,以期代替人工完成危险的高空作业任务。该机器人机构紧凑,左右对称,包括行走越障机构和复位作业机构。通过分析防振锤结构特征,创新采用仿人作业机理设计了复位作业机构,此机构对线路防振锤具有良好的适应性,相比传统复位工具采用的冲击和拖动作业方式,具有不损伤线路的优点。通过分析机器人爬坡能力,设计了轮爪夹持机构,以提高机器人的爬坡性能。介绍了机器人的工作原理,推导了机器人的运动学方程,开展了模拟实验,验证了新型防振锤复位机器人机构设计的可行性和有效性。