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中國地質(zhì)大學長城學院畢業(yè)設計開題報告
學生姓名
丁磊
學號
05208416
專業(yè)班級
機制四班
指導教師
沈貴水
職稱
教授
單 位
河北農(nóng)業(yè)大學
課題性質(zhì)
設計R 論文□
課題來源
科研□ 教學□ 生產(chǎn)R 其它□
畢業(yè)設計題目
除冰機器人的控制設計
一、設計的目的
目前機器人在高壓輸電線路上的應用主要是線路巡檢。而對線路除冰的應用還鮮有研究。如今對輸電線路實施除冰是防止冰災的有效途徑，如何具體的除冰方法則應用了除冰機器人，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線除冰具有較好的應用前景和實用意義。。
三、設計的研究現(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線除冰具有較好的應用前景和實用意義。
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)條件復雜，容易遭受冰災等極端天氣的影響，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，導致湘南、湘中、湘東冰凍災害強于湘北和湘西高海拔山區(qū)。湖南電網(wǎng)冰凍災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)受了有史以來最嚴峻的威脅，直接經(jīng)濟損失數(shù)10億元。
四、設計研究方案
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，設計加工工藝規(guī)程 2011.01.17-2011.01.28
3、完成設計過程中的參數(shù)計算 2011.02.21-2011.03.21
4、進行初步設計，及設計說明書的初稿 2011.03.22-2011.04.01
5、除冰機器人控制設計（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，準備答辯 2011.04.21-2011.05.10
六、畢業(yè)設計應完成的主要工作
1、除冰機器人的控制設計電路圖四張。
2、除冰機器人的控制設計設計說明書一份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)設計[J].三學大學學報，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)設計[J].電力建設，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].自然災害對電力設施的影響與應對研討會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]. 防災科技學院學報,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，紀名剛. 機械設計[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)冰災中技術(shù)措施的應用效果分析[J]. 湖南電力,2008,Vol.3 No.3:P10-16
指導教師意見：
指導教師簽名：
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