论文总字数：22315字

摘 要

基于虚拟样机技术的高压线三臂检测机器人作为机器人研究领域的一部分，可以减少人力，帮助人们在高压线上完成精确的数据检测和传输。在最近几年，随着人工智能的发展，机器人帮助人类完成任务时，其可靠性和稳定性成为人们所关心的热点问题，中国跟随世界的脚步，也取得了多项研究成果。作为巡线机器人的主体，行走机构对于三臂机器人的总体结构灵活性等方面发挥着重要的作用。相对于夹持机构的设计，行走机构对最终的越障性能影响更大。中国机器人研究领域的发展，也对世界相关领域研究有着更为重大的意义和深远的影响。而在机器人结构这方面的研究还有所欠缺。本文尝试对高压线三臂机器人做了初步的研究和探讨。

关键词：高压线检测；人工智能；巡线机器人；灵活性；越障

Design of A Walking Mechanism of A High-voltage Wire Three-arm Detection Robot Based On Virtual Prototyping Technology Abstract

Based on the tension line of quasi prototype technology three robot research field，can say fewer people，help people to complete accurate data on the high tension line detection and wheel. In recent years，with the development of artificial garden can，machine strongman help people smile to complete the task，it can be a living and stability become the hot topic which the people concerned，long step with the world brand，China has made much research or fruit，as line selection machine according to the body of the people，for the general structure of the three different robot traveling mechanism flexibility plays an important role，relative to the mechanism of the god，to walk the barrier on the final performance has had a huge impact。.China is development in the field of robot can be light，and also related to the world to grind lamp has a very significant and profound influence，and appoint the robot structure and lacking the research，this article try to the high tension line3 temporary machine light when people make a preliminary study and exploration.

Keywords: High Voltage, Artificial Intelligence , Line Patrol Robot, Flexibility , Heavier

目录

摘要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1 三臂巡线机器人的设计背景和意义 1

1.2 国内外的研究历程 2

1.2.1 国外的研究历程 2

1.2.2 国内的研究成果 4

1.3本课题的主要研究内容 7

1.4 本论文各章节主要内容 8

第二章 三臂巡线机器人的工作环境和原理分析 9

2.1 三臂巡线机器人的工作环境 9

2.1.1 高压输电线路的特点 9

2.1.2 高压输电线路组成 9

2.2 高压输电线的巡线内容 13

2.3 高压输电线的巡线原理 13

第三章 三臂巡线机器人的越障机构设计 15

3.1 三臂巡线机器人越障方案设计 15

3.1.1 三臂巡线机器人主要技术指标 15

3.1.2 三臂巡线机器人越障机构简图 15

3.1.3 三臂巡线机器人三维模型 16

3.1.4 三臂巡线机器人工作范围分析 16

3.2 三臂巡线机器人各零件分析 17

3.2.1 平衡控制箱 17

3.2.2 转动电机 17

3.2.3 转动臂 19

3.2.4 摆臂电机 20

3.2.5 连接臂 21

3.2.6 丝杆步进电机 21

3.2.7 夹持臂 22

第四章 三臂巡线机器人总体越障过程分析和强度校核 25

4.1 三臂巡线机器人沿线行驶分析 25

4.2 三臂巡线机器人越障过程分析 25

4.2.1 跨越障碍物的运动分析 26

4.2.2 杆塔处转弯的运动分析 27

4.3 转动臂强度校核 28

第五章 轴承的选用和计算 30

5.1 轴承概述及分类 30

5.2 轴承相关参数计算及选用 31

第六章 丝杆的设计和强度校核 33

6.1 丝杆的设计 33

6.2 丝杆的强度校核 33

第七章 轴的设计和强度校核 34

7.1 轴的设计 35

7.2 轴的强度校核 36

第八章 结束语 37

8.1 论文的主要研究 37

8.2 论文总结 37

8.3 展望 37

致谢 39

参考文献 40

前言

中国的电力系统在进入21世纪后发展十分迅速，但这也对电力的输送有着更高的要求。高压输电线线缆可用于远程传输电力，其主要结构为输电线、绝缘子串组合、铁塔和地基等。由于自然环境、材料腐蚀、输电载荷等综合因素的影响，输电线路和铁塔很容易产生机械类型电器故障，若不及时发现并维修，很可能会产生重大安全隐患。所以高压输电线路的定期巡检对于保证供电持续顺畅稳定有着较大的意义。现在的主流巡检的方法有人工巡线以及巡线机器人巡线。人工巡线花费少成本低，但是长期人力操作检测需要耗费大量体力和精力，而且高空作业可能承担一定危险，巡线检测精度和质量难以保障；采用巡线机器巡线效率比较高，具有高精度，不需要花费大量的人力参与高空作业，且巡线费用相对适中并不算太贵，因此巡线机器人的研究受到广泛的关注。

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