编号

南京航空航天大学

毕题 目

学生姓名 学 号 学 院 专 业 班 级 指导教师

业设计

结构设计

曹嘉彬 051010125 机电学院 机械工程及自动化

0510101 王扬威 讲师

二〇一四年六月

高压输电线路巡线机器人

南京航空航天大学

本科毕业设计（论文）诚信承诺书

本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）（题目： 高压输电线路巡线机器人结构设计）是在导师的指导下本人独立完成的。尽本人所知，除了毕业设计（论文）中特别加以标注引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

作者签名： 年 月 日 （学号）：

毕业设计（论文）报告纸

高压输电线路巡线机器人结构设计

摘要

目前在国内，高压输电线路的巡检、维护主要有两种方法：一种方法是人为地检查，其缺陷有人工劳动强度大、工作效率低、可靠性差、存在检查的盲区；另一种方法是用直升机检查，虽然这种方法有较高检测效率和精度，但是这种方法受一些环境因素的制约，同时不仅增加了巡检的技术难度，还将大大增加巡检的费用。所以急需一种可以替代之的工作方式。移动机器人技术的发展为高压输电线的检查工作提供了新的手段。

本文首先介绍了高压输电线路巡线机器人的研究背景及意义，综述了国内外巡线机器人的研究发展现状。然后针对高压输电线路设计出一种全新的巡线机器人运动结构，该机构采用三臂式多自由度机械手臂，可以实现安全可靠的自主巡线，并且利用solidworks建立了巡线机器人的三维模型。此结构的优点在于抓线能力强，运动稳定。

关键词 巡线机器人，结构设计，运动学分析，动力学分析

i 毕业设计（论文）报告纸

Structural design of high voltage transmission line

inspection robot

Abstract

At present, there are mainly two methods in inspecting the transmission line: One method is artificially inspection which suffers from great labor intensity, low working efficiency and reliability and blind area of inspecting;the other method is the helicopter inspection, although this method enhanced inspecting efficiency and precision,it is rigour to the climate, moreover, it not only increases the technical difficulty for the viewer and the shooting device but also cost much more. So you can replace the need for a way of working. The development of mobile robot technology provided new means for inspection of the high-voltage transmission line.

This paper introduces there search backgroundand significance of high-voltage transmission line inspection robot,summarizes the status of research and development at home and abroad inspection robot.Then for the high-voltage transmission lines to design a new structure inspection robot motio. The agency uses three arm multi-degree of freedom robotic arm can achieve safe and reliable autonomous transmission line and use solidworks established inspection robot of three-dimensional model .the advantage of this structure is that the strong grasp of line and stability of movement.

Key words:inspection robot;structural design;kinematic anaylsis;kinetic analysis

ii 毕业设计（论文）报告纸

目录

摘要 .......................................................................... i Abstract ...................................................................... ii 目录 ........................................................................ iii 第一章 绪论 ............................................................. - 1 -

1.1巡线机器人研究目的及意义 ........................................... - 1 - 1.2巡线机器人国内外研究现状 ........................................... - 2 - 1.3本课题研究内容 ..................................................... - 5 - 第二章 巡线机器人总体设计及理论分析 ...................................... - 7 -

2.1巡线机器人工作环境分析 ............................................. - 7 - 2.2巡线机器人的主要技术指标 .......................................... - 10 - 2.3巡线机器人运动学分析 .............................................. - 10 - 2.4机器人的工作空间分析 .............................................. - 17 - 第三章 巡线机器人详细结构设计 ............................................ - 19 -

3.1巡线机器人机械手指结构设计 ........................................ - 19 - 3.2巡线机器人跨线手臂与承重手臂结构设计 .............................. - 21 - 3.3巡线机器人连接手臂结构设计 ........................................ - 23 - 3.4巡线机器人箱体结构设计 ............................................ - 24 - 3.5轴校核 ............................................................ - 26 - 第四章 巡线机器人越障能力分析 ............................................ - 28 -

4.1巡线机器人越障步骤 ................................................ - 28 - 4.2.机械臂运动学方程的正解 ............................................ - 29 - 第五章 总结与展望 ........................................................ - 31 -

5.1总结 .............................................................. - 31 - 5.2展望 .............................................................. - 31 - 参考文献 ................................................................. - 32 - 致谢 ..................................................................... - 34 -

iii