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中國地質(zhì)大學(xué)長城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告
學(xué)生姓名
丁磊
學(xué)號
05208416
專業(yè)班級
機制四班
指導(dǎo)教師
沈貴水
職稱
教授
單 位
河北農(nóng)業(yè)大學(xué)
課題性質(zhì)
設(shè)計R 論文□
課題來源
科研□ 教學(xué)□ 生產(chǎn)R 其它□
畢業(yè)設(shè)計題目
除冰機器人的控制設(shè)計
一、設(shè)計的目的
目前機器人在高壓輸電線路上的應(yīng)用主要是線路巡檢。而對線路除冰的應(yīng)用還鮮有研究。如今對輸電線路實施除冰是防止冰災(zāi)的有效途徑，如何具體的除冰方法則應(yīng)用了除冰機器人，除冰機器人造價低，工作效率高，安全可靠，能夠?qū)崿F(xiàn)在線除冰作業(yè)，不影響電力的輸送，是一項很有發(fā)展前景的課題。
二、設(shè)計的意義
為了保證電力系統(tǒng)的可靠性，提高高壓輸電線除冰的效率，減少損失，維護工人的安全，開發(fā)一種可以替代或部分替代工人進行除冰作業(yè)的新型設(shè)備一直是國內(nèi)外相關(guān)研究的熱點。因此，研制安全有效的除冰機械以代替人進行導(dǎo)線除冰具有較好的應(yīng)用前景和實用意義。。
三、設(shè)計的研究現(xiàn)狀
在國外，一些國家的地理與氣候情況與我國相似，甚至一些國家的情況更加惡劣，為了保證電力系統(tǒng)的可靠性，提高高壓輸電線除冰的效率，減少損失，維護工人的安全，開發(fā)一種可以替代或部分替代工人進行除冰作業(yè)的新型設(shè)備一直是國內(nèi)外相關(guān)研究的熱點．因此，研制安全有效的除冰機械以代替人進行導(dǎo)線除冰具有較好的應(yīng)用前景和實用意義。
全球氣候正經(jīng)歷以變暖為主要特征的變化，氣候變暖導(dǎo)致“厄爾尼諾”和“拉尼娜”等極端天氣氣候事件的頻率與強度明顯增加，輸電線路所處地質(zhì)條件復(fù)雜，容易遭受冰災(zāi)等極端天氣的影響，目前國內(nèi)外對已多次發(fā)生的輸電線路冰災(zāi)事故進行了相關(guān)的研究。襲擊湖南的持續(xù)低溫、雨雪、冰凍天氣過程來I臨之前，湖南溫度偏高、空氣干燥。湖南東、南、西部三面環(huán)山，向中部、北部過渡為丘陵和平地，冷空氣襲擊湖南后，湖南降溫迅速，冷暖空氣交匯形成的鋒面逆溫強度大，加上湖南北低南高的地勢使逆溫層得以加強，地勢陡增處南下冷空氣因推進受阻而徘徊駐留，隨著暖濕氣流不斷補充，易形成長時間降雨、冰凍，形成持續(xù)的雨凇。由于降溫迅速，湘西高海拔山區(qū)和緯度較高的湘北地區(qū)地表氣溫低，但降水主要集中在湘南、湘中、湘東，且停留時間較長，導(dǎo)致湘南、湘中、湘東冰凍災(zāi)害強于湘北和湘西高海拔山區(qū)。湖南電網(wǎng)冰凍災(zāi)害是在大尺度天氣形勢控制下形成的，拉尼娜現(xiàn)象起到推波助浪的作用，冰凍災(zāi)害受損范圍與程度具有較強的微地形影響特征。長時間的低溫(0~﹣5℃)、降水過程為覆冰提供了適宜條件。受冷暖空氣共同影響，湖南從01-11／02-07，共出現(xiàn)4次明顯的雨雪天氣過程，這次持續(xù)時間長的凍雨和冰凍天氣給湖南電網(wǎng)帶來了災(zāi)難性的影響。湖南省電力公司500 kV線路33條有14條線路倒塔182基，變形75基，導(dǎo)線斷線或受損159處，地線斷線或受損322處；220 kV有44條線路倒塔679基，110 kV有121條倒塔1864基；≤35 kV高壓線路倒桿6萬4千多基，發(fā)生斷線超過5萬處；低壓線路倒桿斷桿33萬多基，斷線近37萬處，在整個冰凍期間，發(fā)生了多次電網(wǎng)解裂和衡陽、郴州等地區(qū)大面積停電事故，使湖南電網(wǎng)受了有史以來最嚴(yán)峻的威脅，直接經(jīng)濟損失數(shù)10億元。
四、設(shè)計研究方案
1、關(guān)節(jié)控制
2、笛卡爾空間運動控制和自適應(yīng)控制
3、點位控制和連續(xù)軌跡控制
4、速度控制、加速度控制、力控制
五、設(shè)計進度安排
1、選題，熟悉課題，搜集相關(guān)資料 2010.12.1-2010.12.16
2、資料翻譯，設(shè)計加工工藝規(guī)程 2011.01.17-2011.01.28
3、完成設(shè)計過程中的參數(shù)計算 2011.02.21-2011.03.21
4、進行初步設(shè)計，及設(shè)計說明書的初稿 2011.03.22-2011.04.01
5、除冰機器人控制設(shè)計（電路圖） 2011.04.02-2011.04.10
6、確定說明書及相關(guān)文案的修改 2011.04.11-2011.04.20
7、整理相關(guān)資料，準(zhǔn)備答辯 2011.04.21-2011.05.10
六、畢業(yè)設(shè)計應(yīng)完成的主要工作
1、除冰機器人的控制設(shè)計電路圖四張。
2、除冰機器人的控制設(shè)計設(shè)計說明書一份6000字。
5、外文資料翻譯不少于3000字。
七、畢業(yè)設(shè)計主要參考資料
（1）張屹，邵威，高虹亮，羅成. 高壓輸電線路除冰機器人的機構(gòu)設(shè)計[J].三學(xué)大學(xué)學(xué)報，2008.12，Vol.30 No.6：P69-72.
（2）高虹亮，孟遂民，羅成，馬小強.架空輸電線路除冰機器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].電力建設(shè)，2009.3，Vol.30 No.3：P93-96.
（3）甘辰予，陳勁生.LEGO 智能除冰機器人的設(shè)計[J].大眾科技，2009.10，No.10.
（4）蔣正龍，陸佳政，雷紅才，黃福勇. 湖南2008年冰災(zāi)引起的倒塔原因分析[J].高電壓技術(shù)，2008.11，Vol.34 No.11：P2468-2474.
（5） 吳功平，肖曉暉，肖華，戴錦春，鮑務(wù)均，胡杰. 架空高壓輸電線路巡線機器人樣機研制[J].電力系統(tǒng)自動化，2006.7.10，Vol.30 No.13：P90-107.
（6）張運楚，梁自澤，譚民. 架空電力線路巡線機器人的研究綜述[J].機器人，2004.9，Vol.26 No.5:P467-473.
（7）許源 劉人瑋 李軍. 湖南電網(wǎng)防凍融冰體系改革之探討[J].2003,Vol.23 No.5:P24-27.
（8）李紅旗，陳志高，于欽剛，李翔，陳懿夫. 輸電線路機械除冰技術(shù)研究[J].自然災(zāi)害對電力設(shè)施的影響與應(yīng)對研討會2008.5,Vol.23 No.5:P24-27
（9）李寧，周羽生，鄺江華，彭琢. 輸電線路除冰技術(shù)的研究[J]. 防災(zāi)科技學(xué)院學(xué)報,2008.9, V01．10 No．3:P33-37.
（10）Serge Jourden. De—leer Installation at Lrvis Substation on Hydro Qurbec’s High Voltage System[J].SOUTHERN POWER SYSTEM TECHNOLOGY，20099，Vol.3 No.1：P1-6.
（11）濮良貴，紀(jì)名剛. 機械設(shè)計[M]. 北京:高等教育出版社，2002.
（12）張紅先，李波，方針. 2008年湖南電網(wǎng)冰災(zāi)中技術(shù)措施的應(yīng)用效果分析[J]. 湖南電力,2008,Vol.3 No.3:P10-16
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
教研室意見：
審查結(jié)果： 同 意□ 不 同 意□
教研室主任簽名：
年 月 日