【摘 要】
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500k V高压四分裂输电线路是电网中电能传输的重要通道,其特点是高空悬挂、强风载、高电压、大电流,它所处的特殊地理条件（如跨越大江大河、穿越崇山峻岭或森林）和恶劣的自然环境会导致防振锤异位、耐张线夹引流板螺栓松动、导线断股、线上异物悬挂等不同故障的发生,严重影响供电质量。目前,针对在高压多分裂输电线路恶劣环境下的特种作业任务主要由人工来完成,劳动强度大、作业效率较低且具安全隐患,有时需要停电作业
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500k V高压四分裂输电线路是电网中电能传输的重要通道,其特点是高空悬挂、强风载、高电压、大电流,它所处的特殊地理条件（如跨越大江大河、穿越崇山峻岭或森林）和恶劣的自然环境会导致防振锤异位、耐张线夹引流板螺栓松动、导线断股、线上异物悬挂等不同故障的发生,严重影响供电质量。目前,针对在高压多分裂输电线路恶劣环境下的特种作业任务主要由人工来完成,劳动强度大、作业效率较低且具安全隐患,有时需要停电作业。为此国内外开展了大量检修作业机器人的研究,取得了一定成果,然而目前大多还存在作业空间小、越障能力不强、多分裂线路适应性不够等不足。为此本文基于500k V四分裂线路提出一种作业空间可覆盖四分裂线路四根导线、具有跨越直线杆塔能力、可重组不同作业末端的作业机器人,以辅助或代替人工完成多种不同作业,满足当前电力系统对作业对象多样化的迫切需要。本文的研究思路如下:（1）基于500k V四分裂线路,分析导线、金具、杆塔的联接结构、布局特征以及机器人运行空间,确定防振锤异位、引流板螺栓松动两种不同故障的原因、状态和作业空间。（2）提出一种作业机器人机构构型方案并设计其虚拟样机。包括具有在四分裂导线上移动和越障功能的移动平台,满足作业空间及能实现作业任务的作业平台和作业末端,并逐个对其进行机构原理性分析,再进行整合得到整套作业流程及规划,结合作业和环境得到重要参数并建立虚拟样机。（3）进行运动学与动力学分析及仿真。建立机器人运动学方程,并以引流板螺栓紧固为例分析其运动;通过作业平台运动学方程求末端作业空间;以拉格朗日方法结合关节电机特性建立作业平台动力学方程;设计作业平台运动轨迹,并利用软件对作业平台运动过程进行仿真。（4）对机器人运行姿态进行优化,分析作业平台各个关节在机器人姿态优化中的影响,并以一种状态为例,设计算法求解得出处于此种状态下机器人在最优姿态时的各连杆参数。
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