高压线路巡检机器人设计与仿真研究

"高压线路巡检机器人设计" 高压线路巡检机器人的研发是现代机器人技术在特殊领域应用的重要体现，其主要目标是替代人类在高压电力线路中的巡检任务，从而提升作业效率，降低成本，保障人员安全。这篇由古丰源于2007年在上海大学完成的硕士学位论文详细探讨了这一主题，研究内容涵盖了机器人的爬行规划、本体设计、运动学分析以及虚拟样机仿真等多个关键环节。 首先，论文深入研究了巡检机器人的爬行策略。作者将机器人的运行过程分为三个阶段：直线无障碍物阶段、直线有障碍物阶段和翻越耐张塔阶段。对于有障碍物阶段和翻越耐张塔的复杂动作，进行了详尽的分析和设计，旨在确保机器人能适应各种线路环境。 接着，针对高压线巡检机器人的作业条件和需求，进行了机器人本体结构的设计。这一设计过程利用了SolidWorks软件进行三维建模，以便直观地展示机器人的结构布局，并生成二维设计图纸，为实际制造提供依据。 在运动学方面，论文采用了DH参数（Denavit-Hartenberg parameters）建立机器人的参考坐标系模型，通过齐次坐标变换求解出机器人的运动学正解。这一步对于理解机器人的运动行为至关重要，也为后续的动态仿真提供了理论基础。 然后，借助ADAMS软件，将三维模型导入并施加约束，定义相应运动函数，对机器人在直线有障碍物阶段和翻越耐张塔阶段进行了动态仿真。此外，为了研究机器人的稳定性，特别编写了质心计算文件，跟踪分析机器人在运动过程中的质心变化，以解决平衡问题。 最后，论文在实验室1:1模拟的架空输电线路环境中，对巡检机器人进行了直线有障碍物阶段的实际运行试验，验证了虚拟仿真结果的准确性，为机器人实际应用提供了实证支持。 总体而言，这篇论文的工作为高压线路巡检机器人的未来发展打下了坚实的基础，涵盖了从理论分析到实际操作的完整流程，对于机器人技术在电力行业的应用具有重要的参考价值。关键词包括：高压线路、巡检机器人、ADAMS仿真等，揭示了研究的核心内容。