《除冰機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》論文中期報(bào)告2500字

PAGE3除冰機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中期報(bào)告內(nèi)容一．論文所取得的階段性成果本文主要根據(jù)除冰機(jī)器人可能遇到的作業(yè)環(huán)境，對(duì)除冰機(jī)器人的總體方案進(jìn)行了設(shè)計(jì)。并盡可能以最困難的環(huán)境條件來(lái)對(duì)除冰機(jī)器人的一級(jí)二級(jí)除冰機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行了強(qiáng)度校核，保證其能夠安全，高效，穩(wěn)定的進(jìn)行除冰作業(yè)。目前已完成的內(nèi)容具體介紹如下：（一）除冰機(jī)器人的除冰方案設(shè)計(jì)本文根據(jù)現(xiàn)有的除冰機(jī)器人的除冰方式，選擇采用沖擊銑削式的除冰方法。采用單一沖擊式除冰的話，盡管該種除冰方式可以幾乎不考慮覆冰的厚度，只需要從輸電線路與覆冰結(jié)合的地方用錐形刀具進(jìn)行往復(fù)沖擊便可去除覆冰，而且效率相對(duì)來(lái)說(shuō)也較高，但是導(dǎo)線在空中是有一定的垂度的，采用冰刀沖擊式有可能會(huì)在導(dǎo)線垂度大的地方損壞導(dǎo)線。而采用單一銑削式的除冰方法雖然不需要擔(dān)心上述問(wèn)題，但是如果導(dǎo)線覆冰厚度超過(guò)滾輪的一半高度時(shí)，滾輪可能會(huì)出現(xiàn)卡死的情況，要想解決這個(gè)問(wèn)題，則必須把滾輪做的很大，這樣做的結(jié)果就是會(huì)使除冰機(jī)器人變得十分笨重，給導(dǎo)線帶來(lái)巨大的負(fù)荷，嚴(yán)重時(shí)甚至可能會(huì)把導(dǎo)線拉斷。為了使該機(jī)器人在除冰過(guò)程中不會(huì)發(fā)生這樣的現(xiàn)象，并且又要使該機(jī)器人能夠有效去除掉厚度很高的覆冰的要求下對(duì)導(dǎo)線幾乎沒(méi)有損壞。則需要將上述兩種除冰方式進(jìn)行結(jié)合(如圖1)，在除冰機(jī)器人最前端采用沖擊式除冰，但錐形刀具最前端的圓口就不能從輸電線路與覆冰結(jié)合處進(jìn)行除冰，則需要將圓口進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑龃?，使其能夠不受?dǎo)線垂度的影響，并且能夠?qū)⒑穸容^大的覆冰先進(jìn)行一次去除。由于不是從輸電線路與覆冰結(jié)合處進(jìn)行沖擊除冰，而是對(duì)冰層本體進(jìn)行沖擊除冰，這就必須采用硬度和強(qiáng)度極高的刀具材料，才能保證刀具在除冰過(guò)程中不會(huì)發(fā)生卷刃和崩刃的情況。在對(duì)覆冰進(jìn)行了這樣的一次去除之后，即便留下里的覆冰的厚度也會(huì)減少很多，這時(shí)便可以采用銑削式的除冰方式對(duì)其進(jìn)行二次去除。所以就需要在沖擊式除冰機(jī)構(gòu)之后增加銑削式除冰，銑削式除冰機(jī)構(gòu)需要使用單獨(dú)的電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，并且需要減速器進(jìn)行減速的同時(shí)提高力矩，保證滾刀在工作過(guò)程中不會(huì)因?yàn)楦脖挠捕榷a(chǎn)生卡死的現(xiàn)象。圖1除冰機(jī)器人整體機(jī)械結(jié)構(gòu)通過(guò)這樣的結(jié)合便可以既保證了除冰工作的效率，又不會(huì)對(duì)輸電線路產(chǎn)生損壞。（二）除冰機(jī)器人的行走方案設(shè)計(jì)除冰機(jī)器人的行走機(jī)構(gòu)在現(xiàn)有行走機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了一些的改進(jìn)。首先該除冰機(jī)器人的行走輪和目前的除冰機(jī)器人上搭載的并無(wú)差別，由前后兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。只是在輪子的凹槽處增加了一圈的橡膠墊，可以增大摩擦力，防止一級(jí)沖擊式除冰機(jī)構(gòu)在工作過(guò)程中產(chǎn)生的反作用力將整個(gè)機(jī)構(gòu)推向后面。因?yàn)樾凶咻喪峭ㄟ^(guò)支撐架的連接懸掛在輸電線路上進(jìn)行工作的，因此無(wú)法同時(shí)使用減速器和電機(jī)，因此行走輪的驅(qū)動(dòng)是直接通過(guò)一個(gè)減速電機(jī)來(lái)為其提供動(dòng)力的。此外，在前行走輪的前面和后行走輪的后面各增加了一個(gè)刮雪鏟。前刮雪鏟(如圖2)的用途主要是由于二級(jí)銑削式除冰機(jī)構(gòu)主要是針對(duì)輸電線路兩邊的覆冰進(jìn)行去除，而線路上面的覆冰有可能去除不干凈，從而將行走輪卡死或者造成機(jī)器人從輸電線路上脫落的情況。該刮雪鏟能夠半包絡(luò)輸電線路，且經(jīng)過(guò)除冰機(jī)構(gòu)去除過(guò)之后，殘留在輸電線路上的覆冰硬度已經(jīng)不高，刮雪鏟能夠輕松的將其去除，為了盡可能避免刮雪鏟將輸電線路的外表面刮傷，在鏟子前部有一個(gè)翹起來(lái)的仰角，其與后面的整體光滑連接，從而保護(hù)輸電線路不受損傷。因?yàn)楣窝╃P的角度等不需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，具有普適性，因此該刮雪鏟的固定主要是通過(guò)桿架與前驅(qū)動(dòng)輪的支撐架與輪軸固連在一起。后刮雪鏟(如圖3)除了具有將輸電線路下面剩余的覆冰清楚干凈之外，還起到防止除冰機(jī)器人前后失衡的作用。因?yàn)樵摮鶛C(jī)器人的除冰機(jī)構(gòu)與行走機(jī)構(gòu)通過(guò)龍骨連接在一起，且除冰機(jī)構(gòu)全都分布在機(jī)器人前端，并且為了保證其有著足夠的強(qiáng)度和剛度，選擇了相對(duì)較高的安全系數(shù)，使得除冰結(jié)構(gòu)部分的尺寸和重量都比較大。盡管電池組及控制部分設(shè)計(jì)安裝在行走支撐架下，且一級(jí)除冰機(jī)構(gòu)需要有一定的對(duì)中性，因此該機(jī)器人在受到擾動(dòng)之后仍有可能發(fā)生前后失衡，輕則一級(jí)除冰機(jī)構(gòu)對(duì)輸電線路造成損傷，重則使得機(jī)器人從輸電線路上掉落，都是十分嚴(yán)重得安全事故。因此后刮雪鏟安裝在輸電線路下部，并通過(guò)支撐架與除冰機(jī)器人得龍骨相連，保證機(jī)器人在受到擾動(dòng)之后仍不會(huì)從發(fā)生前后失衡得情況。為了使前后刮雪鏟有一定得使用壽命，不會(huì)在使用過(guò)程中不會(huì)被很快磨損，在其與輸電線路接觸的部分覆蓋有一層納米陶瓷涂層。為了做到輕量化的要求以及盡可能減小側(cè)風(fēng)引起的整體結(jié)構(gòu)振動(dòng)，在支撐架以及輪上做了鏤空處理。圖2前刮雪鏟圖3后刮雪鏟二．與開(kāi)題報(bào)告所定的研究?jī)?nèi)容和進(jìn)展是否相符根據(jù)不同規(guī)格的輸電線路的導(dǎo)線橫截面的直徑，設(shè)計(jì)刀具支撐結(jié)構(gòu)，使其可以根據(jù)不同粗細(xì)的導(dǎo)線選擇不同的刀具間距離，極大的增強(qiáng)該機(jī)器人的適用性，并且可以避免由于固定的刀具間距離而產(chǎn)生的遇到較粗的導(dǎo)線將其壓裂或者遇到較細(xì)的導(dǎo)線不能很好的完成除冰的問(wèn)題，和開(kāi)題報(bào)告中所定的研究?jī)?nèi)容和進(jìn)展相一致。三．繼續(xù)研究的內(nèi)容在接下來(lái)的研究中，本文將對(duì)已有的除冰機(jī)器人的除冰方案進(jìn)行充分的了解的基礎(chǔ)上，對(duì)兩種除冰方案進(jìn)行結(jié)合，彌補(bǔ)單種除冰方案的不足，使其能夠適用于幾乎全場(chǎng)景的除冰，并可以使其有著不錯(cuò)的工作效率。四．存在的問(wèn)題除冰機(jī)器人在目前的發(fā)展情況下，其越障機(jī)構(gòu)與電池是制約其大規(guī)模發(fā)展的一些關(guān)鍵問(wèn)題。目前的一些越障機(jī)構(gòu)只能做到固定距離的越障，如果障礙物距離過(guò)長(zhǎng)那么機(jī)器人將無(wú)法成功越障，如果障礙物距離過(guò)近，則靠近障礙物附近的輸電線路則會(huì)成為一個(gè)盲區(qū)。此外，機(jī)器人體積的大小與重量也限制著機(jī)器人的越障機(jī)構(gòu)，直接影響著機(jī)器人上能夠搭載的越障機(jī)構(gòu)的大小。五．計(jì)劃完成論文的時(shí)間和預(yù)期結(jié)果1.論文初稿寫(xiě)作2022年9月1日—2022年11月10日，完成畢業(yè)論文初稿寫(xiě)作，并將論文初稿提交指導(dǎo)老師。2.修改第一稿2022年11月11日——2022年11月1日，按照指導(dǎo)老師意見(jiàn)對(duì)第一稿進(jìn)行修改，重點(diǎn)修改結(jié)構(gòu)，修改后交指導(dǎo)老師審閱，并聽(tīng)取修改意見(jiàn)。并且進(jìn)行中期檢查。3.修改第二稿2022年12月2日——2022年2月1日，對(duì)論文進(jìn)行第二次修改，重點(diǎn)修改論點(diǎn)、論據(jù)、論證過(guò)程，修改后交指導(dǎo)老師審閱，并聽(tīng)取修改意見(jiàn)。4.修改第三稿，完成定稿2022年2月