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本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計
高空作業(yè)機器人設(shè)計
系部名稱：
機電工程學(xué)院
專業(yè)班級：
機械設(shè)計制造及其自動化 08-4班
學(xué)生姓名：
指導(dǎo)教師：
職 稱：
二○一二年六月
The Graduation Design for Bachelor's Degree
Structure Design of No Climbing Full-automatic High Altitude Wiring Robot
Candidate: Guan Hong
Specialty: Mechanical Design and
Manufacturing & Automation
Class: B08-4
Supervisor: Associate Professor Liu Xi ping
Heilongjiang Institute of Technology
2012-06·Harbin
摘 要
在一切追求人性化的今天，越來越多繁重、危險和高難度的工作，開始采用機器人（包括機械手）來代替人類完成。裸高壓導(dǎo)線輸電線路的高空接線工作，一直是困擾高空作業(yè)人員的棘手問題，由于其危險性極大，作業(yè)條件艱難，僅靠人力很難做到，所以都是借助高空作業(yè)車的幫助來實現(xiàn)的。近年來，越來越多的人致力于多自由度的高空全自動繞線裝置的研究，試圖找到一種簡便、經(jīng)濟(jì)、安全、有效的方法，來解決這一難題。因此，無攀爬式全自動高空接線機器人應(yīng)運而生，該機器人通過實現(xiàn)高空握持導(dǎo)線、不規(guī)則的圓周繞線運動和橫向進(jìn)給運動等動作，來完成繞線任務(wù)。通過對各種方案的對比，決定采用斜齒輪傳動繞線，螺旋傳動進(jìn)給來實現(xiàn)主要功能。
本設(shè)計構(gòu)思新穎，而且具有結(jié)構(gòu)輕便、經(jīng)濟(jì)適用、效率高、安全等顯著優(yōu)勢，順應(yīng)時代發(fā)展方向，具有很高的可行性，適用于各種工作場合。
關(guān)鍵詞：無攀爬式；自動繞線；斜齒輪傳動；進(jìn)給；螺旋傳動
ABSTRACT
In this information era, more and more heavy, dangerous and difficult works are being done by robot, manipulator included. The connection of bare high-tension wire has always been troubled steeplejacks. It’s extremely dangerous, and the work condition is hard, so people have to get help from the aloft working car. In recent years, more and more people are concentrated on development of device of full-automatic high altitude wiring. They try to find a convenient, economical, safely and efficient program to solve this problem. Then the no climbing full-automatic high altitude wiring robot comes out. It accomplishes its task by holding wires in high attitude, coiling in circle irregularly and transverse feed. Through the comparison of several programs, the helical gearing and screw driven are used to wiring and feed, respectively.
This design has a novel idea, and it has advantage of light structure, economic and applicable, efficient and safely. It complies with the development of era and can work in any conditions.
Key words: no climbing; full-automatic wiring; helical gearing; feed; screw driven
II
目 錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1 課題研究背景 1
1.2 課題研究目的和意義 1
1.2.1 課題研究目的 1
1.2.2 課題研究意義 1
1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 2
1.4 發(fā)展前景展望 4
第2章 總體方案確定 5
2.1 齒輪齒條繞線機構(gòu) 5
2.2 內(nèi)嚙合齒輪繞線機構(gòu) 6
2.3 斜齒輪嚙合繞線機構(gòu) 6
2.4 本章小結(jié) 7
第3章 參數(shù)的確定及電機的選擇 8
3.1 繞線機構(gòu)參數(shù)的確定 8
3.2 進(jìn)給機構(gòu)參數(shù)的確定 11
3.3 抓線和導(dǎo)線握持機構(gòu)參數(shù)的確定 13
3.3.1 抓線機構(gòu)參數(shù)確定 13
3.3.2 導(dǎo)線握持機構(gòu)參數(shù)的確定 15
3.4 電機的選擇 16
3.4.1 進(jìn)給機構(gòu)電機的選擇 16
3.4.2 握持機構(gòu)電機的選擇 17
3.5 本章小結(jié) 18
第4章 繞線機構(gòu)設(shè)計 19
4.1 繞線機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計 19
4.2 進(jìn)給機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計 20
4.3 支架結(jié)構(gòu)設(shè)計 20
4.4 本章小結(jié) 22
第5章 抓取機構(gòu)的設(shè)計 24
5.1 抓線機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計 24
5.2 導(dǎo)線握持機構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計 24
5.3 本章小結(jié) 25
第6章 實體機構(gòu)裝配 26
6.1 實體機構(gòu)裝配 26
6.2 本章小結(jié) 29
結(jié)論 30
參考文獻(xiàn) 31
致謝 32
第1章 緒 論
1.1 課題研究背景
裸高壓導(dǎo)線輸電線路的備用導(dǎo)線高空接線，其繞線軌跡不規(guī)范、轉(zhuǎn)自線圈的線徑粗、折彎力較大、折彎運動空間受限等，給高空接線增加了難度，而多自由度的高空全自動繞線裝置的研究是高空接線中亟待解決的瓶頸問題。而且高空繞線工作危險大、難度高，需借助高空作業(yè)車的幫助來完成，并且對工作環(huán)境的要求較高，在惡劣環(huán)境條件下無法正常工作，由于種種因素的限制，裸高壓導(dǎo)線輸電線路的備用導(dǎo)線高空接線工作一直困擾著人們。無攀爬式全自動高空接線機器人的應(yīng)運而生，能夠代替工人進(jìn)行操作，避免了工作中潛在的各種危險，同時能夠提高工作效率，并且減少了高壓輸電線路的電流損耗。
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