【摘 要】
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输电线路在线监测作为智能电网输电环节智能化改造的基础,对于提高输电网安全性和稳定性具有重要意义。传统输电线路在线监测终端的安装作业制约因素太多,已经成为阻碍输电线路在线监测系统建设的一大难题。本项目的主要工作是某型号输电线路在线监测终端设计一款机器人安装系统。具体工作包括以下几个方面:首先,查阅国内外文献资料,了解目前输电线路作业机器人的研发进展和应用中所遇到的困难。整理并分析某型号输电线路在线监
【基金项目】
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上海交通大学与国网吉林省电力有限公司松原供电公司合作的科技项目“高压输电线路异常温升预警技术研究”；
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输电线路在线监测作为智能电网输电环节智能化改造的基础,对于提高输电网安全性和稳定性具有重要意义。传统输电线路在线监测终端的安装作业制约因素太多,已经成为阻碍输电线路在线监测系统建设的一大难题。本项目的主要工作是某型号输电线路在线监测终端设计一款机器人安装系统。具体工作包括以下几个方面:首先,查阅国内外文献资料,了解目前输电线路作业机器人的研发进展和应用中所遇到的困难。整理并分析某型号输电线路在线监测终端安装作业特点,提取机器人系统的设计需求。在需求分析基础上,将机器人系统划分为空间大位移子系统和安装手子系统,对子系统和各组件进行功能定义。其次,依据定义的功能和约束,对各组件进行详细的结构设计,分析计算各组件的运动学特性,进行了各自由度的驱动系统的负载计算与选型,使用Solidworks软件建立机器人安装系统的三维模型。然后,在三维模型基础上,对机器人安装系统进行力学性能分析。使用Solidworks Motion对工具组件和夹爪组件分别做动力学分析,得到驱动电机的输出随时间变化曲线。使用ANSYS Workbench有限元分析（FEA）软件对关键性零部件进行静力学分析,确保关键零部件在最大负载工况下,强度和刚度满足安全余量。在将机器人系统整体抽象为双摆动力学模型,使用Matlab Simulink进行数值仿真,分析无人机晃动对安装手的影响。再使用Workbench对核心结构进行模态分析,确定结构的振型和固有频率。最后,针对机械结构中存在的过量设计和刚度不足等情况,使用SolidworksWorkbench联合结构优化设计,对关键零部件进行结构优化,最终实现轻量化和性能最优化。
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