一种巡线机器人的机械结构设计及运动学分析

杨 恺，高宏力，施景皓，鲁彩江

（西南交通大学机械工程学院，四川 成都 610031）

1 引言

高压输电线路通常为裸导线，暴露于野外环境之中，长时间的风雪雷击、机械张力、电气闪络，易造成线路损伤，从而影响输电线路线路运行的安全性及稳定性[1]。为保证输电线路的安全运行，需要对其运行状况做周期性检测。目前，对架空输电线路的巡检方法主要有[2]：（1）望远镜人工检测法，但利用望远镜不易检测出细微故障，且观察不全面；（2）直升飞机航测法，该方法存在费用高、难度大、观测精度低等问题，且存在视觉死角，受气候影响明显；（3）检修工人穿上带电作业屏蔽服上线检修，但检修时巡检人员作业难度大、危险性高；（4）无人机航测法，但由于高压输电线周围的强磁场对无人机飞行控制系统的干扰，无人机无法靠近且无法环绕导线检测，存在视觉死角。相对于传统方法，输电线路巡线机器人具有安全性好、工作效率高等优点，因此可以利用其取代传统方式，以提高检测精度和检测效率。而当前，已有的巡线机器人尚有重量大，持续作业时间短的不足，且可跨越障碍物种类较少，尤其不能跨越耐张塔间的跳线，均降低了使用巡线机器人进行巡检的可行性[3]。基于此，设计了一种可以跨越线路上包括跳线在内的常见结构化障碍物的轻量化自主越障巡线机器人，以期达到增加机器人巡检范围，提升巡检质量的目的。

2 巡线机器人机械结构设计

2.1 线路运行环境分析

拟设计一种适用于110kV 高压输电线路的轻量化自主越障巡线机器人，要求其能够自主跨越输电导线上的常见结构化障碍物并代替人工完成线上巡检工作。……