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福州大学 本科毕业设计（论文） 开题报告 题 目院、 系 工程及自动化 专 业 机械设计制造及其自动化学生姓名 学 号 指导教师 2013年 月 日 一、选题依据 课题来源、选题依据和背景情况；课题研究目的、学术价值或实际应用价值 本课题拟设计一种装置来具有重要的实际应用。二、文献综述 国内外研究现状、发展动态；查阅的主要文献 通过这个课题的研究，能通过一种机械设备，较高效率的。 [1]就是利用电阻焦耳效应发热来融化线缆上的覆冰，具体操作方法为当供电线缆上的冰层达到一定厚度时，先停止供电，断开供电导线与两端设备的联接，在线路的一段用临时导线将结冰的供电导线联通，而在另一端接上除冰用的临时电源和滑动变阻器调节电流的大小，使供电导线的温度保持在一定的范围内。 。 [2]给出了一种由曲柄滑块机构组成，滑块沿轴线方向高速往复滑动，冲击头与滑块固接，带动冲击头敲打覆冰。 图1 敲打式除冰冲击头 这种机构除冰方式可以用于不同厚度形状的覆冰，但由于覆冰在低温下具有粘性，冲击头破冰后，可能在电线上粘有一层薄冰层，可能会使得破冰不够彻底，且影响除冰效率。 文献[高压输电线上除冰机器人的系统设计] [3]提出了一种压轮推进方式除冰机构，该机器人除冰刀具如图2所示： 图2 压轮推进式机器人刀具示意图 该设计机体上的两个固定压轮骑挂在输电线上保持机体的平衡，机体的重心位于输电线下方，另两个动力压轮分别与两个固定压轮配合，当推动动压轮时, 动压轮向上抬升, 与固定压轮配合从上下夹紧输电线, 依靠压轮与输电线的摩擦获得前进的动力，机体前部的除冰机构呈圆柱形, 分为上下两个。工作时圆柱形除冰机构旋转, 在推进过程中将覆冰切削成粉末而将冰破除。 这种除冰机器人的优点是：此机构小巧玲珑，结构紧凑，刀具能够和高压输电线较好的贴合，而且刀身的弧形设计又能避免刀具对电线本身造成的切削伤害，这种刀具配合高速旋转的发动机，能达到较好的除冰效果，但是这种特殊的机构形式决定了它的除冰速度必然低下，相对其他方案，在同样的能耗下，可能效率不够明显。 基于机械振动与撞击原理的电磁力技术和电脉冲技术[4]是为飞行器除冰研制的。但是，由于电磁力或电脉冲可以使导线产生强烈而又在控制范围内的振动，所以二者也是架空线路易接受的除冰方法之一。为飞行航空器除冰研制的基于机械冲击和冲撞的3种技术是：1985年由Finke和Banks、1988年由Mulherin和Donald—son、1991年由Graber和Mack等分别研究和改进的超声振动除冰技术[5]；1988年由zumwalt和Egbert、1993年Bond和Shin、1994年由Smith等分别研究和改进的电磁脉冲除冰技术；1992年由Martin和Putt、1996年由Loughborough和Hass等研制和应用的气动脉冲除冰技术[6]。电磁脉冲技术将是输电线路除冰最易接受的方法。美国堪萨斯州的wichita州立大学也提出了电脉冲法除冰(Electro—Impulse De—Icing，EIDI)，即利用电容器组向线圈放电，由线圈产生强磁场，在置于线圈附近的导电板(即目标物)上产生一个幅值高、持续时间短的机械力，使冰破裂而脱落，但在线路融冰研究方面因技术不成熟和费用过高没有达到预期的目的。 湖南大学在2009年11月份申请的一份专利《架空线除冰机器人的除冰机构》[7]如下图所示： 图3 破冰锥破冰机构示意图 该装置安装于架空线除冰机器人的前端，其特征在于，在所述的除冰机构的前端设有冰刀底座，在所述的除冰底座上安装有用于在架空线除冰机器人推进过程中进行除冰的组合冰刀。所述的架空线除冰机器人的除冰机构还包括破冰锥套、安装于破冰锥套内的可伸缩的破冰锥、破冰锥底座、凸轮、弹簧和破冰电机。该除冰机构i结构简单、实用、安装、拆卸和更换都很方便，可以适用于不同覆冰程度的架空线，除冰效果好。 参考文献：[1] 王肖然. 供电线路快速除冰方案[J ]. 发明与创新, 2008年6月。. [2] 李海，张吉等 .架空高压输电线除冰机器人设计[J ]. 中国科技信息，2010年第19期。 [3] 王超，魏世明，廖启征. 高压输电线上除冰机器人的系统设计[J ].机械工程与自动化，2010年2月。 [4] 缪思怡，孙炜，张海霞. 基于小波矩的高压输电线路除冰机器人障碍智能视觉识别方法[J ]，机器人，2010年5月 [5] Serge Jourden. De—lee