输电线路除冰机器人竖直摆臂机构研究

研制除冰机器人代替人工方法进行导线除冰具有重要的应用前景。分析了除冰机器人前(后)臂运动特点,得到竖直摆臂机构的设计要求。根据竖直摆臂机构设计要求,采用四杆机构实现竖直摆臂运动。基于四杆机构的封闭性,应用解析法进行了四杆机构的机构综合,并用实例说明其应用。除冰机器人实验样机验证了四杆机构综合方法是正确的,四杆机构式竖直摆臂机构满足机器人的运动所有要求。     

输电线路除冰机器人关键技术综述

输电线路覆冰严重危害到电网的安全稳定运行,与传统除冰方法相比,采用机器人除冰在能耗、成本及安全性等方面具有优势.作为一个新兴的研究领域,国内外对除冰机器人的研究尚处在起步阶段,并没有成熟的技术可借鉴,因此有必要对现有研究成果进行系统分析和深入总结.回顾国内外高压输电线路除冰机器人的研究和应用现状,详细探讨了除冰机器人复杂柔性结构输电线缆上的高可靠性运动机构设计;复杂非结构化环境下的机器人自主行为控制与导航;无损伤高效除冰机构;野外大范围长时间工作的持续动力供给;远距离强电磁干扰条件下的机器人远程通信、监测和遥操作;恶劣工作环境中的本体特殊保护机制等关键技术问题.给出除冰机器人下一阶段研究方向的建议.     

一种新型输电线路除冰机器人的本体结构设计

针对现有除冰机器人除冰效率较低、运行不稳定等特点,通过对国内外除冰方法的比较,设计了一种新型的输电线路除冰机器人.该机器人采用铣削与敲击复合的除冰方式,并且应用组合切削刀这种新型结构,保证了机器人可以高效、安全的去除线路上的覆冰;通过对组合切削刀切削力的计算保证了切削能力,同时降低了能耗;整个机器人由三臂组成,每只手臂设有摆臂机构和伸缩机构,可以按照规定的路径,通过位姿的调整,实现灵活越障;机器人可以通过对控制箱位置的调整,提高越障时的稳定性.     

悬挂行走式高压线除冰越障机器人的设计

通过对高压线除冰技术的分析,重点研究了高压线除冰技术中机械除冰方式的实现方法,通过大量的设想与实践,确定了高压线除冰机械装置的比较有效机构。设计了悬挂行走式高压线除冰越障机器人加强除冰能力。有助于在冰冻或大雪之后高压线上的冰块等破除,防止危险的产生。而且此机器人自行控制,减少了人力,提高了效率。     

高压输电线路除冰技术综述

针对近年来输电线路遭受严重覆冰导致电线舞动、断线和杆塔倒塌等现象,提出了多种线路除冰方法。首先介绍了热力融冰法、机械除冰法和自然除冰法等常用的几种除冰方法,并分析了各除冰方案的利弊。然后介绍了当前的研究热点机器人除冰方法,结合几种典型的除冰装置,对除冰机器人的除冰机构、行走机构以及能量采集系统进行了介绍。最后对除冰技术的发展趋势进行了展望,并提出防冰、智能除冰和复合除冰等新型除冰理念,为线路除冰技术的发展提供有力保障。     

高压输电线上除冰机器人的系统设计

针对我国南方地区雪灾中输电线路的破坏情况,提出并设计了一种新型高压输电线除冰机器人,并在机器人的结构设计、行走规划、除冰方式和控制系统等方面做了较详细的设计说明。该机器人具有结构简单、行走稳定、除冰效率高和能耗小等优点。能够较好地完成高压输电线上的除冰任务,有较好的应用前景。     

轻量化高速过障高压巡线除冰机器人研制

针对严寒地带输电线路覆冰厚实的情况,以强力高效除冰、高速过障和轻量化为目标,研制一种适合严寒地带高压输电线除冰机器人。该机器人采用铣削和压除组合方式实现强力、高效除冰,设计柔性侧向轮驱动装置实现机器人稳定运行和高速过障,通过对除冰机器人进行动力学分析实现结构优化和轻量化。并论述该除冰机器人的工作原理、机械结构、动力系统和控制系统,样机运行结果验证了设计的正确性。     

高压输电线路除冰机器人机械本体结构的研究

北方输电线路冬季因受冰雪危害引起的供电中断事故严重,修复工作难度大、周期长、停电面积广,是全世界范围内需解决的难点问题。针对高压输电线路覆冰情况,提出了一种线路除冰机器人,由移动机构、除冰刀具、电源系统和控制系统组成,机器人利用固定在前端的三角形刀具的撞击力清除覆冰;驱动轮采用V型结构,适应一定范围的线径,采用的锁紧机构和防倾倒机构,为机器人提供了足够的稳定支撑,有效防止了机器人激烈碰撞时向后倾斜。该机器人体较小、除冰效率高,可清除厚度20mm的覆冰。     

图像处理技术在高压除冰机器人视觉系统中的应用

除冰机器人在高压输电线上高速行走并进行除冰作业,其视觉系统是除冰机器人感知外部环境的重要器官,同时依此感知的环境信息实现对机器人的导航。视觉信息是否正确、及时地处理直接关系到除冰机器人的行驶速度以及避障能力,对除冰机器人控制的实时性和鲁棒性具有决定性作用。视觉信息处理技术是除冰机器人研究中的关键技术。该文主要介绍的是从目标标志物的图像获取,再经过图像预处理、图像分割和图像特征的提取过程的数字图像处理技术在除冰机器人中的应用。     

具有越障功能的输电线路除冰机器人设计

分析国内除冰机器人设计概况,针对输电线路结构特点,提出了一种具有越障功能的除冰机器人设计方案,包括机械系统、控制系统两部分。机械系统由行走装置、越障装置和除冰装置组成;控制系统包括主控模块、无线操作模块、电机驱动模块和状态信息反馈模块。实验室以及野外真实线路性能测试实验表明,除冰机器人的机械系统设计合理,控制系统稳定有效。     

天线反射表面除冰雪装置

天线反射面除冰雪装置的作用是与相连的天线协同工作．用于防止和清除天线反射面堆积冰雪,保证天线的电性能。论述了除冰雪装置的结构和工作原理,并通过热循环分析和热平衡平衡计算．论证了该装置的科学性和可行性。     

气动式除冰机器人及其运动学分析

针对传统输电线路除冰方法效率低和安全性差的问题,提出了一种气动式输电线路除冰机器人。该机器人采用三臂对称结构,能够在输电线路上高效除冰并越障行走。在此基础上,采用齐次坐标变换法进行机器人的运动学分析,包括机器人运动学正、逆方向的求解,建立了机器人在越障过程中手臂位姿与各关节变量之间的关系,并在ADAMS环境下对机器人跨越悬垂线夹过程进行运动学仿真。仿真结果和线路运行试验验证了机器人越障的可行性。     

复合材料层合结构在防覆冰/除冰系统中的应用

设计了一种基于复合材料层合结构的新型防覆冰/除冰系统。此多功能复合层合结构由铜基超疏水材料、非对称正交铺设的双稳态可变形结构和聚酰亚胺加热膜构成。铜基超疏水材料起到延迟水滴结冰、减少表面覆冰和降低冰层与接触面之间黏附力的作用;聚酰亚胺加热膜驱动双稳态结构发生稳态突变时,产生的热量会快速融化冰层;双稳态结构形态突变时会产生机械振动,从而形成一套新型电热-机械耦合防覆冰/除冰机制。通过测试,该系统表面水接触角可达155°,具有良好的超疏水特性、可变形性、耐高低温交变性和紫外线耐性等特性。     

输电线路除冰机器人机构设计与动力学仿真

提出了一种新的输电线路除冰机器人越障的方法,并设计了与该越障方法相适应的机器人机械结构。机器人采用轮臂复合式结构,能在输电线路上连续行走除冰并跨越障碍物。在分析了机器人在上下坡时应该满足的力学要求后,对机器人跨越障碍物进行了运动学和动力学分析,验证了该设计的合理性与可行性。     

结冰风洞腹撑系统研制及动态特性分析

飞行器在高空飞行时由于外表面结冰而导致的坠毁惨剧多次发生,研制高精度的、用于飞行器大载荷模型结冰试验的结冰风洞腹撑系统对飞行器的防除冰技术的研究具有重要意义。完成了结冰风洞腹撑系统总体结构方案;针对腹撑系统所处的恶劣环境,通过自主创新设计,研制了全新的迎角、侧滑角机构的结构形式。使用大型通用有限元软件 MSC. Nastran,对腹撑系统的强度、刚度和动态特性进行了研究,同时总结了设计制造过程中的不足。调试、精度检测、负载性能试验表明该系统达到了初步设计目的。     

基于AHP的产品概念设计研究

产品概念设计的基本目的是获得综合性能最好的设计方案。通过对产品功能的分解和结构要素的映射分析,求出的方案集的解,通过分析不同方案对功能要素的相对重要度大小并进行量化处理,再基于AHP进行归纳计算,找到综合权重最大的方案作为最佳设计方案。通过对电缆除冰装置概念设计的实例分析和计算,验证了该方法在产品概念设计方面应用的可行性和实用性。     

高效节能型冲击式采掘机械工作机构的设计

简要介绍煤炭生产中煤体的破坏原则,分析现有冲击式工作机构的工作原理及不足.阐述新型冲击机构工作原理,设计过程及自身特点.在性能方面,它充分利用了煤岩体的力学性能特点,不必增大功率,即能够破坏中、高硬度煤层,并有效提高块煤率、降低粉尘量.在结构方面,它具有结构简单,维修性能好,不需要液压等复杂驱动装置,可靠性高等特点.该机构的形式为采掘机械及相关类型机构设计提供了一种新的参考.