一种分级同步重力卸载试验台

卫星天线驱动机构由两个正交的旋转关节组成,为了在发射前测试其性能,提出了一种分级同步重力卸载方法,并根据该卸载方法搭建了气浮试验台。该试验台能够对天线驱动机构的两个正交关节进行重力卸载,同时提供两个关节的转动自由度。试验台采用两层结构的形式,用气浮垫和气浮主轴组合实现重力卸载,提供了驱动机构所需的两个关节的转动自由度。带载测试能够真实反映驱动机构的性能,椐此设计了基于频率和转动惯量约束的模拟负载,并安装在所设计的气浮试验台上。两层结构的形式解决了两轴转动惯量的耦合问题,同时能够达到给定的频率要求。对气浮试验台进行了测试,证明了分级同步重力卸载方法的有效性。     

气浮试验台重力卸载精度分析

针对中继卫星天线驱动机构,提出了一种在地面进行分级同步重力卸载的气浮试验台,对卫星天线驱动机构的性能进行测试。介绍了分级同步重力卸载的机理和气浮试验台的结构,通过运动学动力学推导,计算了天线驱动机构两个关节的驱动力矩,通过对其运行状态进行分析,得到试验台稳定运行时的重力卸载精度影响因素,包括可调弹簧机构的弹簧力、水平轴负载不平衡、同轴度偏差、气足和气浮主轴黏滞阻力和花岗岩平台的水平程度。对各个影响因素进行详细的分析,确定其对重力卸载精度影响的程度,采用层次分析法,得到了气浮试验台的重力卸载精度。结果表明可调弹簧机构和水平轴负载的不平衡对重力卸载精度的影响较大,因此在试验台调试阶段需要对这两项进行微调,提高重力卸载精度。通过对试验台的测试,证明了重力卸载的有效性,同时得到各个因素对重力卸载精度的整体影响程度,与理论分析结果相符。     

DOI面向断股补修作业任务的电力机器人机构设计

输电线路断股补修机器人需要在特定野外环境下开展复杂作业任务。面向机器人补修作业任务特征开展机构设计,可以提升机器人作业性能,保证作业质量。本文介绍了基于断股补修作业任务设计的应用于机器人的各类机构。根据行走、越障与捋线的作业目标,结合外部环境约束,进行机器人移动机构、越障机构与补修机构的设计。以增大附着力、削弱强制滑转现象为目标设计了优化阔线的驱动轮作为移动机构;以保证越障安全性为目标,设计了被动回转关节作为越障机构;以消除悬垂线路断股为目标,设计了螺旋复位式捋线机构作为补修机构。通过理论分析、对比仿真与实验,分析了所设计机构在行走、越障与补修作业上的可行性、稳定性与合理性。     

一种四轮双臂巡检机器人越障特性分析

为了满足输电线路巡检机器人完成一个耐张段内的工作任务,针对500kV超高压架空输电线路地线环境,提出了一种新型的四轮双臂移动机器人机构。详细分析了机构的组成及跨越障碍的原理,总结出两类典型的越障机构,并分析了机构尺寸与运动参数关系。根据越障原理,总结出该机构所具有的四种基本越障模式,给出了越障模式参数表,最后综合出直线塔与耐张塔的越障流程。实验室搭建了两类杆塔环境,实验结果表明该机器人可沿架空地线平稳、可靠地行走,越障能力强,安全性好。     

基于输电线路行走越障任务的巡检机器人机构设计

针对超高压输电线路巡检机器人在线路巡检中行走越障的任务需求,在分析超高压线路障碍类型的前提下,提出了一种新型的适用于线路障碍类型多且角度大的巡检机器人行走及越障机构。介绍了变距越障机构和恒力矩夹持机构的构型及结构特点,根据输电线路障碍物尺寸变化的情况,分析了双臂变距越障机构对障碍物长度尺寸变化的适应性,在分析了机器人爬坡能力的基础上设计的恒力矩夹持机构,提高了机器人的爬坡性能。最后,通过现场实验验证了该行走及越障机构设计的可行性和有效性。     

一种输电线路悬垂绝缘子串更换装置机构设计

绝缘子由于受到工作电压、操作电压的影响,以及外力破坏、环境污秽及大风雨雪天气等外部环境损伤,需要及时更换,否则将威胁线路的安全运行。现依据输电线路悬垂绝缘子串环境特点和更换绝缘子的任务需求,提出了一种新型输电线路悬垂绝缘子串更换装置,介绍了绝缘子串更换装置机构的构型,分析了机器人的工作流程,进行了固定安装支架、爬行驱动机构、前作业手臂及后作业手臂的结构设计。该机构具有结构简单、安全性好、作业方式简单、作业效率高等特点,而且可适应不同尺寸的多种类型悬垂绝缘子串。     

机器人断股捋回装置设计与作业状态分析

输电线路中架空地线断股故障严重地威胁输电线路安全,传统的人工修补需在高危环境下进行,工作强度高,风险大。一种输电线路架空地线断股补修机器人的断股捋回装置,用于架空地线断股机器人补修作业时将散落的断股捋回复位。断股补修机器人本体可以依据作业流程携带本装置及压接工具沿架空地线行走,当靠近地线断股故障后实现断股地捋回与压接。最后,通过试验验证了断股补修机器人补修机构的合理性,断股捋回装置设计的可行性与有效性。     

一种输电线路绝缘子串检测机器人机构设计

针对输电线路绝缘子串环境特点及巡检任务需求,提出了一种新型绝缘子串检测机器人机构,介绍了机器人的机构构型,分析了机器人的运动作业机理,规划了机器人行走作业的运动序列,仿真分析了机器人沿不同倾斜角度绝缘子串行走作业的过程,仿真结果表明该机构能够沿不同倾斜角度的绝缘子串行走作业,验证了机构设计的合理性、运动规划的可行性,该机构具有结构紧凑、行走速度快、运动平稳等特点。     

面向悬垂绝缘子串更换任务的机器人机构设计与优化

依据输电线路悬垂绝缘子串环境特点和更换绝缘子串的任务需求,提出了一种新型输电线路悬垂绝缘子串更换机器人代替等电位电工进行作业,介绍了绝缘子串更换机器人机构构型,基于此构型进行了爬行移动机构、双作业手臂和环形抱夹装置的结构设计,阐述了机器人工作原理与流程。该机构具有作业效率高、易维护、安全性好,以及对不同尺寸的绝缘子串适应性强等特点。