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一种高压线除冰机器人行走越障系统的研究的开题报告

开题报告

一、选题背景

高压线除冰是保障电力系统安全运行的重要措施之一，而传统的高压线除冰方式一直以来都是利用直升机或人工手段进行，效率低下且存在一定的安全隐患。机器人技术的发展为高压线除冰提供了新的解决方案。目前，已有一些高压线除冰机器人的研究，但机器人行走障碍物处理能力仍存在缺陷，需要进一步完善优化。

二、选题意义

高压线除冰机器人行走功能的完善，能够提升机器人在实际应用中的适用性和效率，减少人工干预，降低安全风险，进一步保障了电力系统运行的稳定性和安全性。

三、主要内容和研究思路

本文基于已有的高压线除冰机器人设计，通过对机器人行走障碍物处理能力进行分析、优化，开发一种能够适应不同复杂环境、行走稳定且具有自主导航功能的高压线除冰机器人。具体研究思路如下：

1.分析机器人高度、结构、重心等因素对于行走稳定性的影响，设计相应的机构以优化机器人行走稳定性；

2.研究行走轮的材料、形状、大小等因素对于行走能力的影响，设计具有高通过能力的行走轮；

3.针对场地复杂、存在障碍物等情况，构建高压线除冰机器人的自主避障算法，实现机器人自主避开障碍物的能力；

4.设计高压线除冰机器人的通讯系统，实现机器人的远程操控和管理。

四、研究预期成果

本文的主要预期成果为：

1.设计出具有自主导航、行走稳定和高通过能力的高压线除冰机器人；

2.实现机器人对于场地复杂、存在障碍物等情况的自动避障能力；

3.建立高压线除冰机器人的远程操控及管理系统。

五、研究方案和进度安排

1.方案

本项目总体基于机器人技术，主要分为三个部分：机器人机构设计、自主导航及避障算法设计、通讯系统设计。其中，机器人机构设计和自主导航及避障算法设计是实现机器人高效自主行走稳定和通过能力的核心，通讯系统设计则是实现远程操控和管理机器人的基础。

2.进度安排

第一年：机器人机构设计与实现；

第二年：自主导航及避障算法的设计和实现；

第三年：通讯系统设计和实现，完整系统测试。

六、参考文献

[1]马大帅.高压输电线路除冰机器人研究[D].杨凌：西北农林科技大学,2019.

[2]龚永奎,陈军,陈雪松.基于双伺服机构的高压线除冰机器人设计[J].机器人技术与应用,2018(1).

[3]王锐,冯宇.基于机器人技术的高压线路余冰除去方案研究[J].中国电力教育,2020,39(1):136-137.

[4]刘申,王艳芬,杨遥.基于视觉传感器的高压线路机器人避障算法设计[J].电气制造,2019,12(221):170-171.