架空输电线路巡线机器人越障分析及运动学仿真
高压线路沿地线穿越越障巡检机器人的关键技术研究
三、高压线巡检机器人的技术原 理
高压线巡检机器人主要采用轮式或履带式移动平台，通过电机或液压驱动实 现移动。同时，机器人配备有多种传感器，如高清相机、红外相机、激光雷达等， 以实现对线路的全方位感知。此外，机器人还搭载了多种通信设备，如GPS、无 线通信模块等，以便实现与控制中心的实时通信。
在人工智能方面，高压线巡检机器人采用了深度学习、计算机视觉等技术对 线路状态进行识别和判断。通过对大量线路图片的学习和训练，机器人能够准确 识别线路的缺陷和故障，如断股、锈蚀、交叉等。同时，机器人还能够根据线路 状态进行决策和优化，如调整巡检路线、优先处理故障等。
6、巡检系统：巡检系统负责机器人的巡检任务，包括线路状态检测、设备 检测等。巡检系统应具备高精度和高效率的特点。
二、关键技术研究
1、路径规划技术：路径规划是机器人运动控制的基础。在复杂的环境中， 机器人需要规划出一条安全、高效的路径。路径规划技术应考虑地形、障碍物、 线路布局等因素。
2、图像处理技术：图像处理技术是实现机器人感知和障碍识别的关键技术。 通过图像处理技术，机器人能够识别周围的障碍物，并根据障碍物的类型和大小 规划出合适的越障路径。
五、结论
高压线巡检机器人的研究涉及到多个领域的知识和技术，具有较高的难度和 挑战性。然而，随着科技的不断发展，我们有理由相信未来的高压线巡检机器人 将会更加智能、自主和可靠，为电力传输线路的安全运行提供更加强有力的保障。
参考内容二
随着科技的不断发展，机器人技术逐渐渗透到各个领域，其中巡检机器人更 是凭借其高效、准确的特性，在电力、石油、化工等工业领域发挥了重要作用。 然而，巡检机器人要实现高效、准确的运行，其移动底盘的设计至关重要。本次 演示将探讨一种新型巡检机器人的移动底盘设计及越障性能分析。
高压输电线路巡线机器人结构设计
编号南京航空航天大学毕业设计题目高压输电线路巡线机器人结构设计二〇一四年六月学生姓名曹嘉彬学号*********学院机电学院专业机械工程及自动化班级0510101指导教师王扬威讲师南京航空航天大学本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）（题目：高压输电线路巡线机器人结构设计）是在导师的指导下本人独立完成的。
尽本人所知，除了毕业设计（论文）中特别加以标注引用的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
作者签名：年月日（学号）：高压输电线路巡线机器人结构设计摘要目前在国内，高压输电线路的巡检、维护主要有两种方法：一种方法是人为地检查，其缺陷有人工劳动强度大、工作效率低、可靠性差、存在检查的盲区；另一种方法是用直升机检查，虽然这种方法有较高检测效率和精度，但是这种方法受一些环境因素的制约，同时不仅增加了巡检的技术难度，还将大大增加巡检的费用。
所以急需一种可以替代之的工作方式。
移动机器人技术的发展为高压输电线的检查工作提供了新的手段。
本文首先介绍了高压输电线路巡线机器人的研究背景及意义，综述了国内外巡线机器人的研究发展现状。
然后针对高压输电线路设计出一种全新的巡线机器人运动结构，该机构采用三臂式多自由度机械手臂，可以实现安全可靠的自主巡线，并且利用solidworks建立了巡线机器人的三维模型。
此结构的优点在于抓线能力强，运动稳定。
关键词巡线机器人，结构设计，运动学分析，动力学分析Structural design of high voltage transmission lineinspection robotAbstractAt present, there are mainly two methods in inspecting the transmission line: One method is artificially inspection which suffers from great labor intensity, low working efficiency and reliability and blind area of inspecting;the other method is the helicopter inspection, although this method enhanced inspecting efficiency and precision,it is rigour to the climate, moreover, it not only increases the technical difficulty for the viewer and the shooting device but also cost much more. So you can replace the need for a way of working. The development of mobile robot technology provided new means for inspection of the high-voltage transmission line.This paper introduces there search backgroundand significance of high-voltage transmission line inspection robot,summarizes the status of research and development at home and abroad inspection robot.Then for the high-voltage transmission lines to design a new structure inspection robot motio. The agency uses three arm multi-degree of freedom robotic arm can achieve safe and reliable autonomous transmission line and use solidworks established inspection robot of three-dimensional model .the advantage of this structure is that the strong grasp of line and stability of movement.Key words:inspection robot;structural design;kinematic anaylsis;kinetic analysis目录摘要 (i)Abstract (ii)目录 (iii)第一章绪论............................................................. - 1 -1.1巡线机器人研究目的及意义........................................... - 1 -1.2巡线机器人国内外研究现状........................................... - 2 -1.3本课题研究内容..................................................... - 5 - 第二章巡线机器人总体设计及理论分析...................................... - 7 -2.1巡线机器人工作环境分析............................................. - 7 -2.2巡线机器人的主要技术指标.......................................... - 10 -2.3巡线机器人运动学分析.............................................. - 10 -2.4机器人的工作空间分析.............................................. - 17 - 第三章巡线机器人详细结构设计............................................ - 19 -3.1巡线机器人机械手指结构设计........................................ - 19 -3.2巡线机器人跨线手臂与承重手臂结构设计.............................. - 21 -3.3巡线机器人连接手臂结构设计........................................ - 23 -3.4巡线机器人箱体结构设计............................................ - 24 -3.5轴校核............................................................ - 26 - 第四章巡线机器人越障能力分析............................................ - 28 -4.1巡线机器人越障步骤................................................ - 28 -4.2.机械臂运动学方程的正解............................................ - 29 - 第五章总结与展望........................................................ - 31 -5.1总结.............................................................. - 31 -5.2展望.............................................................. - 31 - 参考文献................................................................. - 32 - 致谢..................................................................... - 34 -第一章绪论1.1巡线机器人研究目的及意义电力系统，由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。
变电站巡检机器人越障视觉伺服路径规划
变电站巡检机器人越障视觉伺服路径规划在电力系统这个庞大而复杂的网络中，变电站是保障电网稳定运行的重要节点。
随着科技的发展，变电站巡检机器人应运而生，它们如同一群勤劳的“电子蜜蜂”，在变电站内穿梭不息，确保电网的安全与高效。
然而，这些机器人在执行任务时，常常面临着各种障碍物的挑战，如何让它们在复杂环境中灵活越障，成为了一个亟待解决的问题。
本文将探讨变电站巡检机器人越障视觉伺服路径规划的重要性及其实现方法。
首先，我们要明确一点：变电站巡检机器人并非简单的移动设备，它们是集高科技于一体的智能体。
它们需要具备敏锐的“眼睛”——即视觉系统，以及灵活的“大脑”——即伺服控制系统。
这双“眼睛”能够捕捉到周围环境的每一个细节，而“大脑”则负责分析这些信息并做出决策。
因此，越障视觉伺服路径规划的核心就在于如何让这双“眼睛”与“大脑”完美配合。
想象一下，当巡检机器人在行进过程中遇到障碍物时，它必须像一位经验丰富的探险家一样，迅速判断前方的地形并找到最佳路径。
这时，它的“眼睛”会将障碍物的形状、大小、位置等信息传递给“大脑”。
然后，“大脑”会根据这些信息进行快速计算，规划出一条既能避开障碍物又能保证巡检效率的路径。
这一过程就像是一位棋手在棋盘上布局，每一步都要深思熟虑，以确保最终的胜利。
在这个过程中，夸张修辞和强调手法的使用显得尤为重要。
比如我们可以说，巡检机器人在面对障碍物时，它的“眼睛”仿佛变成了一双透视眼，能够洞察一切；而它的“大脑”则像是一台超级计算机，能够在瞬间完成复杂的计算。
这样的描述不仅增强了文章的表现力，也使得读者对巡检机器人的能力有了更直观的认识。
当然，光有强大的“眼睛”和“大脑”还不够，巡检机器人还需要一套完善的越障策略。
这就涉及到了观点分析和思考。
我们必须考虑到各种不同的障碍物情况，比如高低不平的地面、密集的设备分布等。
每一种情况都需要有针对性的解决方案。
例如，在面对高低不平的地面时，巡检机器人可以通过调整自身的重心来保持稳定；而在密集的设备分布区域，它则需要更加精细地规划路径，以避免与设备发生碰撞。
高压输电线路自主巡检机器人
研究故障诊断算法，根据图像识别结果和其他传 感器数据，对高压输电线路的故障进行自动诊断 和定位。
数据传输与远程监控实现
数据传输
研究高压输电线路自主巡检机器人与远程监控中心之间的数据传输技术，包括无线通信技术、 网络协议等，确保数据的实时性和准确性。
远程监控
开发远程监控软件，实现对高压输电线路自主巡检机器人的远程监控和控制，包括实时查看巡 检状态、巡检数据、控制机器人等。
高精度传感器
选用高精度传感器，提高 机器人对输电线路的识别 和定位精度。
大容量电池
选用大容量电池，确保机 器人在长时间巡检过程中 有足够的续航能力。
硬件集成与测试
集成方式
采用可靠的集成方式，确保各个硬件部件之间的协同工 作。
测试方法
制定详细的测试方案，对机器人的各项性能指标进行严 格测试，确保机器人满足设计要求。
实际应用案例展示
案例一
机器人在恶劣环境下的巡检表现 ，如极端天气、复杂地形等，展
示其适应性和稳定性。
案例二
机器人发现线路缺陷或故障的案 例，如设备缺陷、线路老化等，
突显其检测效率和准确性。
案例三
机器人协同人工巡检的案例，展 示机器人在提高巡检效率和质量
方面的作用。
经济效益与社会效益分析
投资成本
分析机器人研发、生产、维护等方面的投资成本 ，以及与传统巡检方式的成本对比。
03
机器人软件系统设计
巡检任务规划与管理
01
任务规划
根据高压输电线路的实际情况，制定巡检任务， 包括巡检路径、巡检点、巡检时间等。
02
任务管理
对巡检任务进行统一管理，包括任务的创建、编 辑、删除、查询等。
架空电力线路巡线机器人的研究综述
文章编号 2 2 2架空电力线路巡线机器人的研究综述Ξ张运楚 梁自泽 谭民中国科学院自动化研究所复杂系统与智能科学重点实验室 北京摘要 回顾了国内外架空电力线路巡线机器人的研究现状 分析了几种巡线机器人的结构特点及存在的问题 详细探讨了巡线机器人避障!工作电源及线路故障探测等关键技术 最后 展望了架空线路巡线机器人的发展趋势和应用前景关键词 巡线机器人 架空电力线 故障探测 避障中图分类号 ×° 文献标识码ΜοβιλεΡοβοτφορΟϖερηεαδΠοωερλινεΙνσπεχτιον αΡεϖιεω≠∏ 2 ∏ 2 ×(ΚεψΛαβορατορψοφΧομπλεξΣψστεμσανδΙντελλιγενχεΣχιενχε,ΙνστιτυτεοφΑυτοματιον,ΧηινεσεΑχαδεμψοφΣχιενχεσ,Βειϕινγ ,Χηινα)Αβστραχτ:× √ √ √ × √ ∏ ∏ √ 2 ∏ √ ∏ ∏ ∏ ƒ √ √ √Κεψωορδσ: √ ∏ √1引言(Ιντροδυχτιον)采用高压和超高压架空电力线是长距离输配电力的主要方式 电力线及杆塔附件长期暴露在野外 因受到持续的机械张力!电气闪络!材料老化的影响而产生断股!磨损!腐蚀等损伤 如不及时修复更换 原本微小的破损和缺陷就可能扩大 最终导致严重事故 造成大面积的停电和巨大的经济损失 因此 电力公司要定期对线路设备巡检 及时发现早期损伤和缺陷并加以评估 然后根据缺陷的轻重缓急 以合理的费用和正确的优先顺序 安排必要的维护和修复 从而确保供电可靠性目前 对输电导线进行巡检的方法主要有两种 地面目测法 采用肉眼或望远镜对辖区内的电力线进行观测 由于输电线路分布点多面广!地理条件复杂 巡线工人需要翻山越岭!涉水过河!徒步或驱车巡检 这种方法劳动强度大 工作效率和探测精度低 可靠性差 航测法 直升飞机巡线 直升飞机沿输电线路飞行 工作人员用肉眼或机载摄像设备观测和记录沿线异常点的情况 这种方法尽管距离接近 提高了探测效率和精度 但电力线从观察者或摄录设备的视野中快速通过 增加了技术难度 运行费用较高≈移动机器人技术的发展 为架空电力线路巡检提供了新的移动平台 巡线机器人能够带电工作 以一定的速度沿输电线爬行 并能跨越防震锤!耐张线夹!悬垂线夹!杆塔等障碍 利用携带的传感仪器对杆塔!导线及避雷线!绝缘子!线路金具!线路通道等实施接近检测 代替工人进行电力线路的巡检工作 可以进一步提高巡线的工作效率和巡检精度 因此 巡线机器人成为巡线技术研究的热点2国内外研究现状(Ρεσεαρχηστατυσατηομεανδαβροαδ)巡线机器人的研究始于 世纪 年代末 日本!加拿大!美国等发达国家先后开展了巡线机器人第 卷第 期 年 月机器人 ×∂≥Ξ基金项目 国家 计划资助项目 收稿日期的研究工作 年 东京电力公司的≥ 等人研制了光纤复合架空地线 ° • 巡检移动机器人≈ 如图 所示 该机器人利用一对驱动轮和一对夹持轮沿地线 ° • 爬行 能跨越地线上防震锤!螺旋减震器等障碍物 遇到线塔时 机器人采用仿人攀援机理 先展开携带的弧形手臂 手臂两端勾住线塔两侧的地线 构成一个导轨 然后本体顺着导轨滑到线塔的另一侧待机器人夹持轮抱紧线塔另一侧的地线后 将弧形手臂折叠收起 以备下次使用图 弧形手臂巡线机器人ƒ 2机器人运动控制有粗略和精确定位两种模式粗略控制是把线塔和地线的资料数据 线塔的高度!位置 地线长度 线路上附件数量等 预先编制好程序输入机器人据此控制机器人的行走和越障 精确定位控制则根据传感器反馈信息进行控制机器人携带的损伤探测单元采用涡流分析方法探测光纤复合架空地线 ° • 铠装层的损伤情况并把探测数据记录到磁带上美国× ≤公司 年研制了一台悬臂自治巡线机器人原型≈ 如图 所示 它能沿架空导线长距离爬行 执行电晕损耗!绝缘子!结合点!压接头等视觉检查任务对探测到的线路故障数据预处理后 传送给地面人员 当机器人遇到杆塔时 利用手臂采用仿人攀援的方法从侧面越过杆塔图 × ≤悬臂巡线机器人ƒ × ≤年日本法政大学的 ∏ 等人开发了电气列车馈电电缆巡检机器人≈ 见图机器人采用多关节小车结构和/头部决策 尾部跟随0的仿生控制体系 以 的速度沿电缆平稳爬行 并能跨越分支线!绝缘子等障碍物图 蛇形巡线机器人ƒ ≥ 2机器人由六对左右对称!相互联结的小车组成每个单体小车有两个电机 一个用于行走驱动 另一个用于控制联结前后小车的旋转关节的关节角左机 器 人 年 月右小车采用具有自保安功能的磁锁系统联结 磁锁系统用永久磁铁将左右小车牢牢锁紧 使两车橡胶驱动轮抱住馈电电缆 由行走电机驱动沿电缆平稳爬行当机器人遇到分支线!绝缘子等障碍物时 每对小车上磁锁系统中的电磁铁通电 顺次将磁锁打开 机器人再改变两侧旋转关节的关节角 使左右小车分开 小车依次通过障碍物后 控制两侧旋转关节使左右小车合拢 电磁铁断电 磁锁再次锁紧 机器人恢复正常行走状态图 是泰国 ∏ π √× 2 × ∏ 的≥ ° ∏ ∏ 等人 年设计的一台自给电巡线机器人原型≈ 该机器人采用电流互感器从爬行的电力线路上获取感应电流 作为机器人的工作电源从而解决了巡线机器人长时间驱动的动力问题 并初步实现了根据摄像机图像判断电力线上绝缘子等障碍物位置的视觉导航功能 不过 该试验型巡线机器人仅能在两线塔间的电力线上爬行 无避障能力图 自给电巡线机器人ƒ ≥ 2 ∏由日本≥ 公司生产的电力线损伤探测器也采用了单体小车结构如图 所示图 损伤探测机器人ƒ ⁄它能在地面操作人员的遥控下沿电力线行走 利用车载探测仪器探测线路损伤程度及准确位置 将获取的数据和图片资料存储在数据记录器中 地面工作人员可回放复查进一步确定损伤情况 探测器不具备越障功能 遇到线路附件等障碍物时便自动停止前进 该损伤探测器于 年赢得了≥ ∏2大奖≈加拿大魁北克水电研究院的≥ ∏ 等人 年开始了 ± ∂ 遥控小车 见图的研制工作≈遥控小车起初用于清除电力传输线地线上的积冰 逐渐发展为用于线路巡检!维护等多用途移动平台 第三代原型机结构紧凑 ≅ ≅ 仅重 驱动力大 抗电磁干扰能力强 能爬 β的斜坡 通信距离可达 小车采用灵活的模块化结构 安装不同的工作头即可完成架空线视觉和红外检查!压接头状态评估!导线和地线更换!导线清污和除冰等带电作业 已在工作电流为 的 ∂电力线上进行了多次现场测试 但是 ± ∂ 无越障能力只能在两线塔间的电力线上工作 目前 研究组正在开发具有越障功能的自治移动小车 实验结果表明 新一代 ±∂ 能在无人干预的情况下跨越障碍物 巡检范围达图 ± ∂ 遥控小车ƒ± ∂ 国内关于架空电力线路巡线机器人研究的报道较少 年武汉水利电力大学的吴功平教授研制出了架空高压线路巡线小车小车采用单体三驱动轮结构 具有稳定的行走功能和越障功能 能顺利越过绝缘子!防振锤!悬垂线夹等主要障碍物 并利用携带的近距离红外故障诊断仪完成线路的诊断巡线小车的行走!越障通过人工遥控加机械控制器来实现 目前 该研究组正在进行智能化程度较高!越障能力强的自治巡线机器人的研制工作≈ 中科院第 卷第 期张运楚等 架空电力线路巡线机器人的研究综述沈阳自动化所!中科院自动化所在 基金项目资助下也开展了架空电力线路巡线机器人的研究3巡线机器人的一些关键技术(Κεψτεχη2νολογιεσοφινσπεχτιονροβοτ)从上述国内外已取得的研究成果可以看出 无越障功能的架空电力线路巡线机器人技术较为成熟 已近于实用阶段 如日本≥ !ƒ∏ ∏ 美国 ≤ ≤等公司开发的巡线机器人 这类机器人一般需人工参与 只能完成两线塔之间电力线路的检查 作业范围小 自治程度低 自主巡线机器人能跨越线路附件!线塔等障碍物 实施大范围!长时间的线路巡检作业 但研究进展缓慢3 1机械机构巡线机器人是机电一体化系统 涉及到机构!控制!通信!定位系统!移动平台上传感器的集成和信息融合!电源等 而机械机构是整个系统的基础 也是目前制约巡线机器人发展的技术障碍之一 巡线机器人机械机构的设计要求是∞能在架空高压线上以期望的速度平稳爬行ƒ具有一定的爬坡能力能够避越高压线路上的防震锤!线夹!绝缘子!线塔等障碍在故障情况下有可靠的自保安措施 防止机器人摔落提供足够的空间安装所携带的电源以及探测!记录和分析处理仪器可实现在管线上爬行的机构可以分为步进式爬行机构和轮式爬行机构两类≈ 步进式爬行机构通过多只手臂的交替移动完成爬行 一般用于斜拉桥缆索!管道外壁的检查维护 轮式爬行机构依靠由电机驱动的行走轮与管线之间的摩擦 驱动机器人前进 轮式爬行机构行走平稳 速度快 有利于移动平台上线路探测仪器的可靠工作 因此 目前巡线机器人多采用此类爬行机构越障机构是巡线机器人机构的关键 由于机器人悬挂在架空线上 越障时应保证机器人姿态平稳 并保持与其它导线和线塔金属部件的安全间距 因此设计难度较大 文献≈ 采用了仿人攀援的弧形手臂越障机构 姿态控制较为复杂 文献≈ 中给出的分体蛇形越障机构不适合跨越直径和间距较大的障碍 文献≈ 的越障机构也同样存在跨越间距小的问题 见图巡线机器人越障操作类似人的空中攀援行为 因此 仿生设计是解决这一难题的有效方法 一种很有前景的方案是采用多只可伸缩机械臂结构 机械臂上部为爬行驱动机构 下部通过旋转关节相互链接 遇到障碍时 机械臂之间相互配合 采用仿人攀援策略调整姿态 跨越障碍 由于采用多只多自由度机械臂 机器人可以完成更为复杂的空中姿态调整 因而可跨越各种类型的线路障碍图 小车式巡线机器人机械机构ƒ ∏ ∏ 23 2工作电源要保证巡线机器人在野外大范围内长时间工作 必须提供持续可靠的电源 巡线机器人功率一般为几百瓦 由于受体积和重量的限制 蓄电池组不能满足长时间供电要求 文献≈ 尝试采用小型汽油发电机为机器人供电 但汽油发电机需携带油箱 工作时受环境影响大 可靠性差 由于巡线机器人一般沿大工作电流的电力线爬行 因此 最好能直接从电力线上获取能源 即耦合供电 文献≈ 对采用电流互感器耦合从电力线上获取电源的设计方法进行了深入研究 分析了机器人所需的最大驱动力与其重量的比率!磁芯的截面积!副边线圈匝数等变量的关系 实验结果验证了方案的可行性采用电力线耦合供电虽然解决了巡线机器人长期工作的电源问题 同时也导致机械机构及控制系统的复杂化 这是因为机器人越障时 电流互感器磁芯须从电力线上脱离 需解决磁芯分离机构控制和备用电源切换技术3 3导航及定位技术导航就是规划巡线机器人的行走路径 包括全局路径规划和局部越障规划等≈ 巡线机器人沿架空电力线路爬行 要跨越防震锤!悬垂绝缘子!线夹!杆塔等障碍 行走环境介于结构化和非结构化环境之间 因此导航问题主要为局部越障规划 局部越障规划就是利用环境传感器 如超声传感器!激光测距仪!视觉传感器等 提供机器人周围的局部环境信机器人 年 月息 产生下一时刻机器人位姿信息 由于巡线机器人环境中障碍物反射面较小 基于≤≤⁄摄像机的视觉传感器更适合作为巡线机器人的环境传感器 另外 悬挂在导线上的机器人 由于风力作用和自身姿态调整时中心的偏移会产生摆动 加大了越障控制难度实时确定巡线机器人在作业环境中所处的位置 即机器人定位 对于准确标识线路故障点的位置至关重要 一种方案是采用里程计的相对定位技术 但累积误差较大 在经过的杆塔上贴上路标 也可以解决定位问题3 4通讯技术通讯模块完成基站和巡线机器人之间的双向数据传输 包括来自机器人的实时视频图像!线路探测传感器数据!机器人位姿状态和由地面基站发出的各种遥控命令等 要求具有带宽高!距离远!抗干扰能力强等特点3 5线路损伤探测技术巡线机器人需完成以下的基本巡检任务 ∞杆塔巡视检查 检查杆塔横担!杆塔本体是否损坏!变形!锈蚀!被盗等 ƒ导线及避雷线巡视检查 检查有无锈蚀!断股!损伤等 有无悬挂异物等 绝缘子巡视检查 检查普通和钢化绝缘子有无闪络!裂纹!破碎和烧伤痕迹 检查合成绝缘子有无严重污秽!伞裙开裂 均压环是否松动!歪斜或脱落 线路金具巡视检查 检查金具有无锈蚀或损坏 防震锤有无生锈!脱落等 线路通道检查 检查线路通道内的树木!建筑物等与线路导线之间的距离 巡线机器人需携带必须的探测仪器完成上述探测任务 故障和损伤探测方法有以下几类3 5 1非接触探测方法∞视觉检查 视觉检查是应用最为广泛的线路检查方法 采用高分辨率≤≤⁄摄像机摄取目标图像 实时传输到地面基站或存储下来 由基站操作人员根据图像中导线!绝缘子等设施的外观确定是否损坏 人工复查需对图像逐帧观察 效率较低 采用计算机图象处理技术自动判断线路故障 能快速识别多种故障现象 从而提高了工作效率 ≠ 采用图像处理技术自动评估架空线的腐蚀程度 准确度与熟练技工相同≈视觉检查一般能发现架空线大部分表面故障现象 精度和准确度取决于图像质量 因此 巡线机器人如何自主控制携带的摄像设备 捕捉特定兴趣目标 获取多视角!高清晰度目标图像 有待深入研究ƒ红外探测技术 有些早期故障难以通过视觉检查发现 这可采用红外探测技术加以弥补 当输电导线存在机械故障 如导线断股!绝缘子破损!压接管连接不良等 时 运行过程中故障点附近就会出现局部温升 产生热辐射场 热成像技术 如红外摄像机 是一种广泛用于检测输变电系统局部温升故障的技术 它可以摄取表面温度超过周围环境温度的异常温升点的红外光谱图像 然后根据图像 人工或自动判读可能的故障器件 该方法已成功用于探测架空电力线上早期的发热故障点 使用时 被测点的温度要高于系统环境温度 天气应干燥晴朗 由于红外成像仪受天气环境影响较大 探测精度和准确性不高 对此 ≥ 分析了影响探测质量的各种因素 提出了改进的措施≈吴功平等人≈ 研究了导线破损的红外检测机理和故障信号的特征提取与故障识别的综合判据 开发了一种便携式近距离红外检测与故障诊断仪 采用热释电传感器将故障点热辐射场装换为电压信号 由数据采集系统采集并送至数据存储系统记录 再通过故障诊断软件对数据进行处理来识别故障类型和确定故障发生的位置无线频谱分析 高压传输线系统各种完好部件周围的交变电场通常呈现为均匀的闭合实线 包括一个规则的无害电晕场 架空线路设备的一些故障 如绝缘子处漏电!导线断股!植物生长过于靠近导线等 会导致其周围电离空气层中出现不规则强烈电子活动 这些高频扰动表现为对交变电场闭合曲线的干扰 架空线上不同的故障类型和位置表现为上述干扰信号的形状!强度和位置 因此 对上述情况进行测量和评估 能够提供输电线路异常和故障的线索 根据以上原理 瑞士的 公司研制了名为 架空线故障探测系统 对架空线路早期故障探测具有很高的灵敏度和准确度≈3 5 2接触探测方法∞电涡流探测法电涡流方法能准确探测钢芯铝绞线断股!钢芯腐蚀程度! ° •铠装层损伤等故障 其基本原理是 将激励线圈贴近导线 并通以 交变电流 激励线圈产生交变磁场 使输电线表面产生电涡流 而电涡流又会反过来产生反向磁场作用于测量线圈 从而改变测量线圈的电参数 导致测量线圈阻抗或电压发生变化 当输电线出现断股!破损或严重锈蚀等故障时 会使电涡流发生畸变 根据畸变程度就可提取有关故障缺陷的程度和第 卷第 期张运楚等 架空电力线路巡线机器人的研究综述位置信息≈ƒ电阻测量探测法架空高压线有很多连接器 如压接管 多种因素会导致连接器老化 导致接点处电阻增加 从而产生局部过热 如不及时维护 会增加线路功率损耗 甚至导致导线断裂而引发停电事故 ≥ 公司研制的 微欧姆计≈ 能测量一段带电导线或连接器两端的电阻 将测量值与正常值比较 就可断定该段导线或连接器件的状态 从而发现早期故障 这种方法比红外测量更直接 准确度高 不受电磁辐射!天气!负荷电流的影响如何把多种线路故障探测器集成到巡线机器人移动平台上 运用传感器信息融合技术进一步提高早期故障探测的效率!精度和准确度 提高故障设施剩余寿命的评估质量≈ 是巡线机器人研究的另一个重要目标4展望(Ουτλοοκ)电力公司面临不断增加的电力需求!更高供电可靠性要求和激烈的市场竞争 以可靠性为中心的精确维护策略 ≤ ≤ 2 ≈ 因能保证电力设施工作寿命最大化 已成为共识 对电力设施早期潜在故障的准确发现和正确评估 是成功实现上述策略的关键 巡线机器人应运而生 因而具有广阔的应用前景巡线机器人技术有两个值得关注的趋势多传感巡线机器人随着自治巡线机器人技术的成熟和线路故障探测仪器的小型化 在一台巡线机器人上集成多种线路故障探测仪器将成为可能 这样 机器人可用多种传感器同时扫描线路 运用传感器信息融合技术以更高的分别率和可靠性发现各种类型的早期故障并加以评估 为维护人员实时提供架空电力线设施的工作状态报告分布式多巡线机器人系统多传感巡线机器人固然有其优点 但不可避免会带来体积较大及控制过于复杂的缺点 开发小型单传感巡线机器人 通过多个携带不同线路故障探测器的机器人协调工作 同样也可完成线路巡检任务 由于功能的单一化 可减小机器人体积及功耗 降低了研制难度 同时 多机器人有组织的协作 可使巡线机器人群体产生高性能的智能行为 通过群体间的知识共享和交换 可进一步提高线路故障的探测灵敏度和可靠性参考文献(Ρεφερενχεσ)≈ √ ≈ ° ∞∞∞ 2 ≤ × ⁄ ∏ ≤ ∏ √ 2 ≈≤ ƒ ≥≈ • ≤≤ ⁄∏ • ⁄ εταλ √ 2 √ ≈ ° ∞ ∏≈ ≥ ∏ ∏ ∏ × ≈ ∞∞∞× ° ⁄ √2≈ ¬ √ √ ≈ ∞ •≈ ∏ ≥ ×2 ∏ ∏ ≈ °≤ ∏ ∞ ≤ ∏ ≈≤≈ ∏ ≥ ×2 ≈ °≤ ∏ ∞ ≤ ∏ ∏ ≈≤ ≥ ⁄ ≤ ≥≈ ° ∏ ∏ ≥ °∏ ≤ εταλ ∏ ∏ ≈ × ∞∞∞ ≥ ∏ ≤ ∏ ≥ ≈≤ ≥ ≥• ∏≈ ∏ √ ° × ⁄ ⁄2≈ ∏ ≥ ≤ ≥ ∏ ° ∏ √ √ 2 ≈ ° ∞∞∞ ≤ × ⁄ ∏ ≤ ∏ √ 2 ≈≤ ≤≈ ∏ ≥ ° ∏ × ± ∂ ∏ 2 √ ≈ ° ∞∞∞ ≤ × ⁄ 2 ∏ ≤ ∏ √ 2 ≈≤≈ 吴功平 戴锦春 郭应龙等 具有自动越障功能的高压线巡线小车≈ 水利电力机械≈ 耿欣 周延泽 巡线机器人的爬行方案设计≈ 机器人技术与应用≈ 朱淼水 杨建刚 吴春明 自主式智能系统≈ 杭州 浙江大学出版社≈ ≠ ≥ ∏ ∏ 2 ∏ 2√ ≈ ≤ 2 ∏ ∞ ≤ ∏ ≈≤ 2≈ ≥ √ ∏ 2 ∏ ≈ ° 2 ∞∞∞ ≤ × 2机器人 年 月⁄ ∏ ≤ ∏ √ 2 2 ≈≤ ±∏ ≤≈ 吴功平 戴锦春 郭应龙等 输电导线机械破损的红外检测与故障诊断≈ 仪器仪表学报≈ × ∏ εταλ ∞ ∏ √ 2 ≈ ∞∞∞× ° ⁄ √≈ 梁唯溪 饶贵安 康宜华 高压输电线涡流检机器人的研制≈ 无损检测≈ √ 2 ≥ •≈ √ ⁄ ∏ ° εταλ ≤≥ ∏ 2 ∏ ∏ ≈ ∞∞∞× ° ⁄ √ ≈ √ ⁄ ƒ ≤ εταλ ≤≥ 2 ∏ ≈ ∞∞∞× ° ⁄ √≈ 2 ≤ ≈ ∞∞∞ ≤ × ⁄ ∏ ≤ ∏ √ 2 ≈≤作者简介张运楚 2 男 博士研究生 研究领域 机器人控制 机器视觉梁自泽 2 男 硕士 副研究员 研究领域 机器人控制 电力系统自动化技术谭民 2 男 博士 研究员 博士生导师 研究领域 机器人控制 多机器人系统 系统可靠性及故障诊断上接第 页≈ 贾云得 机器视觉≈ 北京 科学出版社≈ ≥ √ ∂ ° ∂ ≈ 北京 人民邮电出版社≈ ≠ƒ √ ∏ 2 ≈ ∞∞∞ ∏≈ ƒ × ≥ • ≤ ⁄2 √ √ ∏ √ ≈ ° ∞∞∞ ≤ 2 ∏ ≤ 2 ≈≤ ∏√ 2 ∏≈ 郑南宁 计算机视觉与模式识别≈ 北京 国防工业出版社≈ ≥ ∂ ∂ ∏ √∞ ≥≈ ° ≥° ∞≈≤ ≥° ∞ √≈ ∂ ∂ ∏ √ 2 ∞ ≥≈ ° ∞∞∞ ≤ ⁄ ≤ ≤⁄≤ ≈≤ ≥ ⁄≈ × ≥ ≥ εταλ ∏ ≥∞ √ 2 ∏ ≈ ° ∞∞∞ ≤ ∏ ≈≤作者简介江泽民 2 男 博士生 研究领域 计算机视觉 显微操作等第 卷第 期张运楚等 架空电力线路巡线机器人的研究综述。
一种巡检机器人越障机理分析与行走夹持机构设计的开题报告
一种巡检机器人越障机理分析与行走夹持机构设计的开题报告一、研究背景与意义随着机器人技术的发展，无人机、巡检机器人等智能机器人，已经在自动化生产、环境监测、城市管理、安防等领域得到广泛应用。
尤其在石油、化工、电力等行业，生产设备众多，设备分布范围广，组成的空间复杂度和数据量大的生产系统中，巡检机器人成为保证设备高效、安全、稳定运行的重要手段。
而在机器人的行走过程中，往往会遇到不同高度的障碍物，因此需要研究一种适应不同高度障碍物的机器人行走越障机理和行走夹持机构设计。
二、研究内容1.机器人越障机理分析：对于不同高度障碍物，研究机器人如何识别障碍、如何选择最优路径越过障碍。
2.行走夹持机构设计：研究一种适应不同高度障碍物的机器人行走夹持机构，设计夹持机构杆状结构，并指出夹持机构的优化方案和制造工艺。
三、研究方法1.文献调研：通过国内外文献调研掌握相关机器人越障、行走夹持机构的基本理论、实现方法、优化方案等。
2.仿真分析：采用SolidWorks软件对机器人行走夹持机构进行建模和分析，验证夹持机构的可行性和优化方案的有效性。
3.实验验证：通过实验手段对设计的机器人行走夹持机构进行测量和测试，通过对实验测试结果的分析和比对，验证行走夹持机构设计的可行性和优越性。
四、研究成果1.机器人越障机理分析：确定机器人越障参数模型，建立基于随机游走的路径规划模型，提出基于深度学习的目标检测算法，识别最优路径和障碍物。
2.行走夹持机构设计：根据机器人越障模型，设计一种具有较高抓持性和优良结构可行性的行走夹持机构，提出夹持机构杆状结构的优化方案，制造工艺流程。
五、研究意义本研究通过分析机器人对不同高度障碍物的越障机理，定量化机器人越障的路径规划及检测系统，设计了一种行走夹持机构，提高机器人的行走稳定性和可靠性，拓展了机器人在各个生产领域的应用。
基于ADAMS的救援机器人越障过程分析及仿真
M ac hine B uildingA uto mation,Feb 2010,39(1):157～158,164作者简介:陈志华(1983— ),男,河北邯郸人,东南大学硕士研究生,研究方向为智能机器人。
基于ADA MS 的救援机器人越障过程分析及仿真陈志华,钱瑞明(东南大学机械工程学院,江苏南京211189)摘 要:基于复杂环境下对救援机器人运动性能的研究需要,提出了一种具有越障功能的六履带式机器人,阐述了其机构设计及其实现,为检验设计方案的有效性,对机器人攀越台阶的过程进行分析,并运用ADAMS 软件进行仿真。
通过动画模拟机器人越障的实际过程,验证其越障性能。
关键词:救援机器人;越障过程;虚拟传感器;仿真中图分类号:TP242 文献标志码:B 文章编号:167125276(2010)0120157202S i m ul a ti on and Ana lysis of O bst acle 2cli m b i n g Process ofRescue Robot Ba sed on ADAM SCHE N Zhi 2hua,Q IAN Rui 2m ing(Schoo l o f M e cha n i ca l Eng i ne e ri ng,So u thea st U n i ve rsity,N an ji ng 211189,C h i na )Abstract:A i m e d a t the re sea rch o n r o bo t ki nem a ti c p e rfo r m a nce i n the com p l e x s itua ti o ns,th is pape r pu ts fo r w a rd a s i x 2track se curi 2ty r o bo t of sur m ounti ng o bs tac l e s a nd expounds the s truc tura l de s i gn a nd its rea li za ti o n i n o rde r t o ve ri fy the e ffe c ti vene s s of the de 2s i gn,it a lso ana l yze s the p r o ce s s of r o bo t pa s si ng thr o ugh a fli ght o f s tep s and s i m u l a te s the p r o ce s s ba se d o n ADAM S.The a c tua l p r o ce s s o f ob s ta c l e 2navi ga ti o n ta sk is an i m a ted,and the n the su r m o unti ng ob s ta c l e a bility is ve ri fi ed.Key words:re scue r obo t;o bs tac l e 2c li m b i ng p r o ce s s;virtua l se n so r;s i m ul a ti o n 全世界每年都遭受着大量自然灾害和人为灾害的破坏。
巡线机器人毕业设计
目录第一章绪论 (1)§1.1研究背景及意义 (1)§1.2架空线路巡线机器人与机器人仿真文献综述 (2)1.2.1架空线路巡线机器人研究概况 (2)1.2.2机器人仿真简介 (6)§1.3本文主要内容 (7)第二章巡线机器人本体结构的设计与三维建模 (8)§2.1线机器人本体结构设计 (8)2.11方案要求 (8)2.12总体结构 (10)2.13柔性臂 (10)2.14驱动装置 (13)2.15刹车制动装置 (14)2.16手掌开合装置 (14)§2.2器人的建模 (15)第三章巡线机器人机械手运动学分析 (18)§3.1引言 (18)§3.2数学基础理论 (18)3.2.1刚体位姿的表示与齐次变换[]26 (18)3.2.2机器人运动学方程的D-H表示法 (20)§3.3巡线机器人四自由度机械手运动学分析 (22)3.3.1机械手的正运动学分析 (22)3.3.2机械手的逆运动学分析 (24)3.3.3机械手关节速度和雅可比矩阵 (27)§3.4本章小结 (29)第四章总结与展望 (30)§4.1本文总结 (30)§4.2后续工作与展望 (30)致谢 (31)参考文献 (32)本设计来自：完美毕业设计网登陆网站联系客服远程截图或者远程控观看完整全套论文图纸设计客服QQ：8191040说明：本软件/论文系有偿阅读、使用，完整CAD图纸或源代码请联系客服购买第一章绪论§1.1研究背景及意义电力系统最重要的任务是提供高质量和高可靠性的电力。
电力传输必须依靠高压输电线路，它的安全稳定运行直接影响电力系统的可靠性。
由于输电线路分布点多、面广，绝大部分远离城镇，所处地形复杂，自然环境恶劣，且电力线及杆塔附件长期暴露在野外，会受到持续的机械张力、电气闪络、材料老化的影响而产生断股、磨损、腐蚀等损伤，如不及时修复更换，原来微小的破损和缺陷就可能扩大，最终导致严重事故，造成大面积停电，从而造成极大的经济损失和严重的社会影响。
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架空输电线路巡线机器人越障分析及运动学仿真刘国平;俞振东;缪航;秦科技【摘要】A new type of three-arm inspection robot was developed based on the problems,such as complex mechanism,difficulty in identifying and crossing obstacles.Additional weight that can be moved was designed,and the stability can be improved by adjusting the counterweight when running.The slider-crank mechanism was adopted to solve the synchronization problem of the swing of the front and back arms.A new identifying and crossing obstacles way was proposed.In this paper,the joint coordinate system and parameters of the inspection robot were established by D-H method,and the process of crossing obstacles was simulated under MATLAB environment.Through the simulation,the joint motion curve and the motion curve of the end of the obstacle arm were obtained,and the rationality of the parameter design was verified.%基于目前巡线机器人普遍存在的机构复杂、识障难、越障难等问题,研制了一种新型的三臂巡线机器人.设计了移动型配重,巡线机器人在运行的过程中通过实时调节配重位置提高了巡线机器人的稳定性.采用曲柄滑块机构,解决了前后臂摆动的同步性问题.提出了一种新的识障、越障方式.通过应用D-H法建立了巡线机器人关节坐标系和杆件参数,并在MATLAB环境下对巡线机器人的越障过程进行了仿真建模.通过仿真得到了机器人各关节和越障臂末端在越障过程中的运动参数曲线,验证了巡线机器人各连杆的参数设计的合理性.【期刊名称】《南昌大学学报（工科版）》【年(卷),期】2017(039)001【总页数】7页(P66-72)【关键词】巡线机器人;移动型配重;曲柄滑块机构;越障;仿真【作者】刘国平;俞振东;缪航;秦科技【作者单位】南昌大学机电工程学院,江西南昌 330031;南昌大学机电工程学院,江西南昌 330031;南昌大学机电工程学院,江西南昌 330031;南昌大学机电工程学院,江西南昌 330031【正文语种】中文【中图分类】TH122为了保证高压输电线路安全，需要定期进行线路巡检。
目前，机器人线路巡检正在成为国内外不少研究机构的研究热点。
加拿大研制了巡检机器人“LineScoun”[1]，具备一定的越障能力，可跨越防振锤、绝缘子，但不能跨越耐张杆塔，无法识别障碍。
日本Debenest等人专为高压多分裂导线研制出了机器人“Expliner”[2]，可以跨越直线杆塔和间隔棒,但机器人没法在4分裂引流线上越障行走。
吴功平等[3-5]于2002年以国家863计划课题“220 kV沿相线巡线机器人”针对巡线机器人开始研制，在自动化控制、智能导航、障碍识别、在线取电技术方面有一定的技术积累并处于国内领先水平，不过也是基于线路改装来完成。
中国科学院沈阳自动化研究所[6-7]针对500 kV避雷线进行了巡线机器人的研制并与锦州超高压局合作完成了超高压实际环境下的巡检试验，但因其没有越障能力，不能被广泛使用。
基于目前巡线机器人普遍存在的机构复杂、识障难、越障难等问题，笔者所在的课题组以九江220 kV柘叶I线的环境背景下进行研究，对障碍尺寸以及线路类型分析之后，研制了一种新型三臂巡线机器人。
对巡线机器人的越障过程进行了分析和运动学仿真，得出了各关节的位移、速度、加速度曲线并进行了分析。
最终制作出试验样机并通过实验的方法对机器人设计的合理性进行验证。
巡线机器人在整个巡检过程中，能通过输电线路上的障碍物并且稳定安全运行，输电线路上主要的障碍物有压接管、悬垂线夹、防震锤、耐张线夹、引流线等。
本课题组设计的巡线机器人采用三臂式曲柄滑块机构，该机器人由前臂、中臂、后臂、伸缩机构、配重块以及机架构成。
前臂和后臂分别通过连杆与中臂连接且均比中臂长，中臂通过丝杠具有移动副，前臂和后臂的末端为2个旋转副，通过中臂的左右移动可带动前臂和后臂的转动，从而改变前轮和后轮相对于中臂的高度,如图1[8]所示。
可以跨越防震锤、悬垂线夹以及直线式的耐张线夹，结构简单，操作方便。
行走时三臂同时在线上，越障时三臂依次在线上通过障碍物。
所有的越障过程都可分为3步，这里以巡线机器人过防震锤为例进行说明。
第1步:巡线机器人行驶直到前臂的传感器检测到障碍。
首先，中臂向右运动带动前后臂同时向右摆动直到前臂的姿态传感器检测到前臂相对水平面成90°，前臂脱离地线。
其次，配重电气箱向后臂移动，使巡线机器人快速稳定。
最后，巡线机器人前臂夹具打开，直线行走越过障碍物，如图2所示。
第2步：巡线机器人行走直到中间臂传感器检测到障碍。
首先，中臂向左运动带动前后臂同时向左摆动，利用前后臂与地线之间的相互作用力使机器人车身整体向上抬升从而使中间臂脱离地线。
然后，巡线机器人中间臂夹具打开，直线行走越过障碍物，如图3所示。
第3步：巡线机器人行走直到后臂传感器检测到障碍巡线机器人。
开始后臂越障，由于后臂跨障方式与前臂跨障方式相同，这里就不再叙述。
通过对巡线机器人越障过程的分析可知本课题组设计的巡线机器人有以下3方面的优点：1) 设计了移动型配重，巡线机器人可以实时调节自身重心，增加了巡线机器人系统的稳定性。
当出现图2(b)的位置时巡线机器人重心在中间臂位置，此时必然会出现车身绕中间臂前后晃动的情况，通过调节重心可以快速的使巡线机器人恢复稳定，同时增加了越障臂末端相对地线的距离提高了越障的冗余性。
2) 由于巡线机器人采用了曲柄滑块机构，通过中间臂的左右移动来带动前后臂的左右摆动，这样不仅减少了动力源、降低了能耗，而且解决了前后臂控制不同步问题。
3) 由于本文中设计的新型三臂巡线机器人对于不同障碍物都采用同一种方式跨障，所以无需识别障碍类型。
基于这一特性我们提出了：只需机器人识别前方有障碍，而不识别前方是什么障碍的越障方式。
这样就降低了对障碍物的识别要求，并且通过大量的户外实验证明此种方法稳定可靠。
以中间臂为基础坐标系进行D-H建模(见图4)。
以后臂为基础坐标系进行D-H建模(见图5)。
根据D-H坐标系建立连杆i对连杆(i-1)相对位置的齐次变换矩此关系式为：展开式(1)可得：由D-H模型可知巡线机器人各连杆之间有齐次变换矩所以巡线机器人的运动学方程可以描述成：将表1中连杆参数代入式(2)、式(3)中，得到越障时前臂末端相对于基础坐标系中的位可表示成：通过Matlab可以计算出：nx=cos(θ1+θ3) ny=sin(θ1+θ2)nz=0ox=-sin(θ1+θ3) oy=cos(θ1+θ3)oz=0ax=0 ay=0az=0px=350cos(θ1+θ3)-310cos(θ1)+d2sin(θ1)py=350sin(θ1+θ3)-310sin(θ1)+d2cos(θ1)pz=0将表2中连杆参数代入式(2)、式(3)中，得到越障时中间臂末端相对于基础坐标系中的位可表示成如下：通过Matlab可以计算出：nx=cos(θ1+θ2) ny=sin(θ1+θ2)nz=0ox=0 oy=0oz=1ax=sin(θ1+θ2) ay=-cos(θ1+θ2)az=0px=350cos(θ1)-310cos(θ1+θ2)+d3sin(θ1+θ2)py=350sin(θ1)-310sin(θ1+θ2)-d3cos(θ1+θ2)pz=0根据图6所示流程图对运动学模型进行验证，通过比较运动学方程计算的结果是否与Robotics Toolbox求得的结果相同。
对各关节变量进行赋值：d1=0.076 8，d2=520，θ3=0.523 3；代入式(4)得出前臂末端相对于基础坐标系中的位姿为：nx=0.997 1，ny=0.076 7，nz=0；ox=-0.076 7，oy=0.099 71，oz=0；αx=0，ay=0，az=0；px=79.778 8，py=-515.398 2，pz=0。
在Matlab中，利用Robotics Toolbox进行计算，求出位姿矩阵比较可得利用Robotics Toolbox求得的结果与正运动学方程的解一致，可以证明运动学模型正确。
对各关节变量进行赋值：θ1=-π/12,θ2=π/12,d3=460;代入式(5)得出前臂末端相对于基础坐标系中的位姿为：nx=1，ny=0，nz=0；ox=0，oy=0，oz=1；ax=0，ay=-1，az=0，px=28.074 0，py=-550.586 7，pz=0。
在Matlab中，利用Robotics Toolbox 进行计算，求出位姿矩阵比较可得利用Robotics Toolbox求得的结果与正运动学方程的解一致，可以证明运动学模型正确。
巡线机器人前臂越障时初始位置的关节变量为q0=[0 595 0.488 4]，终止位置的关节变量为qz=[0.078 6 5 200]此时前臂末端相对地线的高度为最大值，由于地线不是刚性的在障碍物两端会有一定的弧垂，所以越障时越障臂末端相对地线的高度越大，机器人越障的冗余性越强。
利用Robotics Toolbox中的jtraj()函数构建由初始位置到终止位置的运动轨迹和用plot()函数生成巡线机器人各个关节的位移、速度、加速度如图7～图9所示。
已知巡线机器人中间臂跨障时初始位置的关节变量为q0=[0 0 520]，终止位置的关节变量为qz=[-pi/6 pi/6 400]此时中臂末端相对地线的高度为最大值。
利用Robotics Toolbox生成的仿真曲线如图10～图12所示。
由运动学仿真结果可知：巡线机器人前臂和中间臂越障过程中各个关节均运行平稳，曲线连续且平滑不存在奇异点，说明关节之间既无刚性冲击又无柔性冲击，满足机器人的控制要求，巡线机器人各连杆的参数设计合理。