一种新型悬垂绝缘子检测机器人机构设计.pdfVIP

第 １０卷第４期　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 智　 能　 系　 统　 学　 报　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ｖｏｌ．１０ №．４ ２０１５年８月　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 ＣＡＡＩ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 Ａｕｇ． ２０１５ ＤＯＩ：１０．３９６９／ ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３⁃４７８５．２０１４０４００８ 网络出版地址：ｈｔｔｐ：／ ／ ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ ｋｃｍｓ／ ｄｅｔａｉｌ／ ２３．１５３８．ｔｐ０９３４．００１．ｈｔｍｌ 一种新型悬垂绝缘子检测机器人机构设计 １，２ １ １ １，２ 何磊 ，王洪光 ，刘爱华 ，王林 （１．中国科学院沈阳自动化研究所，辽宁沈阳１１００１６；２．中国科学院大学，北京 １０００４９ ） 摘　 要：为了提高悬垂绝缘子检测机器人的运动稳定性、环境适应性和负载能力，针对绝缘子检测任务需求，基于仿 生原理，提出了一种新型的悬垂绝缘子检测机器人机构。 介绍了机器人的机构构型，分析了机器人的工作原理及行 走与检测过程，推导了机器人的运动学方程，给出了机器人的主要尺寸，对相邻绝缘子轴线不重合的情况进行了运 动仿真。 仿真结果表明，该机构对小角度弯曲的悬垂绝缘子串具有适应性，具有运动平稳、适应性好、负载能力强等 优点，适用于输电线路悬垂绝缘子检测。 关键词：悬垂绝缘子；检测机器人；机构设计；并联机构；运动学；仿真 中图分类号：ＴＰ２４　 文献标志码：Ａ　 文章编号：１６７３⁃４７８５（２０１５）０４⁃０５４１⁃０７ 中文引用格式：何磊，王洪光，刘爱华，等． 一种新型悬垂绝缘子检测机器人机构设计［Ｊ］． 智能系统学报，２０１５，１０（４）：５４１⁃５４７． 英文引用格式：ＨＥ Ｌｅｉ，ＷＡＮＧＨｏｎｇｇｕａｎｇ，ＬＩＵＡｉｈｕａ，ｅｔ ａｌ． ＷＡＮＧＬｉｎ． Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｄｅｓｉｇｎｆｏｒａ ｎｏｖｅｌ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｉｎｓｕｌａｔｏｒｄｅ⁃ ｔｅｃｔｉｏｎ ｒｏｂｏｔ［Ｊ］． ＣＡＡＩ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ，２０１５，１０（４）：５４１⁃５４７． Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｄｅｓｉｇｎ ｆｏｒ ａ ｎｏｖｅｌ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｒｏｂｏｔ １，２ １ １ １，２ ＨＥ Ｌｅｉ ，ＷＡＮＧ Ｈｏｎｇｇｕａｎｇ ，ＬＩＵ Ａｉｈｕａ ，ＷＡＮＧ Ｌｉｎ （１． Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ，Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ １１００１６，Ｃｈｉｎａ；２． Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００４９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｍｏｔｉｏｎ，ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ ｓｕｉｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｌｏａｄ ｃａｐａｃｉｔｙ，ａｎｄ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｄｅｍａｎｄｓ ｏｆ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｔａｓｋ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ａ ｎｏｖｅｌ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｉｎｓｕｌａｔｏｒ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｒｏｂｏｔ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｂｉｏｍｉｍｅｔｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ．Ｔｈｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅｒｏｂｏｔ＇ｓｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ａｎｄｔｈｅｗｏｒｋ⁃ ｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ａｎｄｔｈｅ ｍｏｖｉｎｇ ａｎｄ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｅｑｕａｔｉｏｎｓｏｆ ｋｉｎｅｍａｔｉｃｓａｒｅ ｄｅｒｉｖｅｄ ａｎｄ ｍａｉｎ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ