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中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 學(xué)生姓名 丁磊 學(xué)號(hào) 05208416 專業(yè)班級(jí) 機(jī)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(jì)R 論文□ 課題來(lái)源 科研□ 教學(xué)□ 生產(chǎn)R 其它□ 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 除冰機(jī)器人的控制設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)的目的 目前機(jī)器人在高壓輸電線路上的應(yīng)用主要是線路巡檢。而對(duì)線路除冰的應(yīng)用還鮮有研究。如今對(duì)輸電線路實(shí)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(jī)器人，除冰機(jī)器人造價(jià)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(xiàng)很有發(fā)展前景的課題。 二、設(shè)計(jì)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(hù)工人的安全，開發(fā)一種可以替代或部分替代工人進(jìn)行除冰作業(yè)的新型設(shè)備一直是國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的熱點(diǎn)。因此，研制安全有效的除冰機(jī)械以代替人進(jìn)行導(dǎo)線除冰具有較好的應(yīng)用前景和實(shí)用意義。。 三、設(shè)計(jì)的研究現(xiàn)狀 在國(guó)外，一些國(guó)家的地理與氣候情況與我國(guó)相似，甚至一些國(guó)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(hù)工人的安全，開發(fā)一種可以替代或部分替代工人進(jìn)行除冰作業(yè)的新型設(shè)備一直是國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究的熱點(diǎn)．因此，研制安全有效的除冰機(jī)械以代替人進(jìn)行導(dǎo)線除冰具有較好的應(yīng)用前景和實(shí)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(qiáng)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(guó)內(nèi)外對(duì)已多次發(fā)生的輸電線路冰災(zāi)事故進(jìn)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(lái)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(qiáng)度大，加上湖南北低南高的地勢(shì)使逆溫層得以加強(qiáng)，地勢(shì)陡增處南下冷空氣因推進(jìn)受阻而徘徊駐留，隨著暖濕氣流不斷補(bǔ)充，易形成長(zhǎng)時(shí)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(shí)間較長(zhǎng)，導(dǎo)致湘南、湘中、湘東冰凍災(zāi)害強(qiáng)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(shì)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(qiáng)的微地形影響特征。長(zhǎng)時(shí)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(shí)間長(zhǎng)的凍雨和冰凍天氣給湖南電網(wǎng)帶來(lái)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(wàn)4千多基，發(fā)生斷線超過5萬(wàn)處；低壓線路倒桿斷桿33萬(wàn)多基，斷線近37萬(wàn)處，在整個(gè)冰凍期間，發(fā)生了多次電網(wǎng)解裂和衡陽(yáng)、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(lái)最嚴(yán)峻的威脅，直接經(jīng)濟(jì)損失數(shù)10億元。 四、設(shè)計(jì)研究方案 1、關(guān)節(jié)控制 2、笛卡爾空間運(yùn)動(dòng)控制和自適應(yīng)控制 3、點(diǎn)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(jì)進(jìn)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(jì)加工工藝規(guī)程 2011.01.17-2011.01.28 3、完成設(shè)計(jì)過程中的參數(shù)計(jì)算 2011.02.21-2011.03.21 4、進(jìn)行初步設(shè)計(jì)，及設(shè)計(jì)說(shuō)明書的初稿 2011.03.22-2011.04.01 5、除冰機(jī)器人控制設(shè)計(jì)（電路圖） 2011.04.02-2011.04.10 6、確定說(shuō)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(jì)應(yīng)完成的主要工作 1、除冰機(jī)器人的控制設(shè)計(jì)電路圖四張。 2、除冰機(jī)器人的控制設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)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(jì)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(jī)器人的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].三學(xué)大學(xué)學(xué)報(bào)，2008.12，Vol.30 No.6：P69-72. （2）高虹亮，孟遂民，羅成，馬小強(qiáng).架空輸電線路除冰機(jī)器人的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[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(jī)器人的設(shè)計(jì)[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(jī)器人樣機(jī)研制[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2006.7.10，Vol.30 No.13：P90-107. （6）張運(yùn)楚，梁自澤，譚民. 架空電力線路巡線機(jī)器人的研究綜述[J].機(jī)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(jī)械除冰技術(shù)研究[J].自然災(zāi)害對(duì)電力設(shè)施的影響與應(yīng)對(duì)研討會(huì)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(bào),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(jī)械設(shè)計(jì)[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