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摘要：人工巡检是巡线方法中比较传统的方式，其工作量很大，环境艰苦条，难以满足电网供电可靠性的要求；电力线自动巡检平台通过巡线机器人携带的激光测距雷达对电力线周围的障碍物进行测距，通过摄像机对线路周围环境进行拍摄，将含有安全、异常信息的数据通过无线设备实时传输到基于北斗系统的电塔在线监测系统终端，并由其终端通过北斗通讯送至地面监控站，对线路的运行情况进行判断、分析，以便及时发现和消除隐患。
关键词：巡线机器人；越障；仿真
引言
在20世纪90年代的时候，我国开始研究巡线机器人，并且获得了一些荣誉成果。其中典型代表有：武汉大学及其研制的“LineBot”系列巡检机器人，中科院沈阳自动化所及其研制的巡检机器人等。由于线路巡检机器人具有良好的应用前景和技术特色，所以已成为智能机器人领域的研究热点。
1架空输电线路巡线机器人的研制
1.1柔性臂
末端和腕关节执行器的支撑是依靠于巡线机器人的机械手臂来实现的。一般需具有3个以上的自由度才可以保证机器人顺利通过各种障碍物，使机器人可以在输电导线上进行巡线作业。常用的几种机器人手臂构型如图1所示。3个自由度的机械手臂手腕构形通常有RRR、RBR、BRR和BBR4种形式，如图2所示。其中R表示转动结构，B表示弯曲结构。采用两个弯曲的BBR可以增加结构的尺寸，而RBR比BBR的结构更加紧凑。为了使机械手臂的结构更加简单、重量更轻，同时可以在平行于避雷线的端面上自由运行，手臂的位置和手臂的姿态各自设置2个自由度，合计4个自由度，如图3所示。总之柔性臂具有手腕回转、手腕俯仰、大臂回转和小臂俯仰4个自由度，它由大臂、小臂、肘关节、腕关节、肩关节、机座、末端执行器7个部分组成。由转盘和精密的涡轮蜗杆减速器组成肘关节和肩关节，转盘是由涡轮蜗杆减速器通过电机来带动，使手臂在竖直和水平两个方向都可以实现自如运动。此外制动装置通过电机的控制，可以使手臂在柔性与刚性之间实现平滑转换，这样机器人就可以跨越线路上各种障碍物，完成巡线工作。
3.3防真结果分析
通过以上的论述研究可得:巡线机器人前臂和中心臂越障过程中各个关节均运转平稳，曲线接连且滑润不存在奇异点，阐明关节之间既无刚性冲击又无柔性冲击，满足机器人的操控要求，巡线机器人各连杆的参数规划合理。巡线机器人在图2(a)状况时关节参数为［0，520，0］使用运动学方程能够求出前臂结尾的ox1=40mm(结尾相对地线的间隔)，巡线机器人在图2(b)状况时的关节参数［0．0768，520，0］使用运动学方程求出前臂结尾的ox2=79．779，比较可知前臂结尾相对地线的间隔增加了Δox=39．779。证明了通过移动配重提高了巡线机器人越障的冗余性。
结语
综上所述，本文研究了巡线机器人跨障过程和动力学仿真问题，运用D－H坐标系理论研讨了巡线机器人前臂和中心臂越障时的运动学问题，首先，建立了巡线机器人的运动学模型，其次使用Matlab和ＲoboticsToolbox进行实例核算验证了D－H模型的正确性。最后运用ＲoboticsToolbox对巡线机器人的越障进程进行运动学仿真，得到了各关节在越障进程中的运动参数曲线。仿真结果表明:巡线机器人各连杆的参数规划合理，也为进一步研讨巡线机器人的动力学问题和轨道规划奠定了基础。
参考文献
[1]秦科技，朱政强，刘国平，等．基于曲柄滑块机构的高压巡线机器人设计[J]．南昌大学学报:工科版，2016，38(2):173－177．
[2]吴功平，肖晓辉，肖华，等．架空高压输电线路巡线机器人样机研制[J]．电力系统自动化，2006，30(13):90－93．
[3]谢斌，蔡自兴．基于MATLABＲoboticsToolbox的机器人学仿真实验教学[J]．计算机教育，2010(19):140－143．
论文作者:张凡
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/23
标签：线机论文; 运动学论文; 机器人论文; 手臂论文; 前臂论文; 自由度论文; 线路论文; 《电力设备》2017年第26期论文;