油浸式变压器球形检测机器人驱动机构设计与运动仿真

针对油浸式变压器内部复杂的环境,依据故障检测等设计需求,提出了一款球形检测机器人。以摆式偏心力矩为核心,提出两种驱动机构方案;基于Simscape参数化建模优势,建立其Simscape物理模型,并通过改变重锤径向位置,分析了不同摆长对于球形机器人上下波动幅度以及前进速度的影响;同时,根据仿真对比以及球形机器人内部搭载仪器的承受能力,选取了合适的驱动机构方案;然后,构建驱动机构动力学模型,分析验证了单摆锤偏心力矩驱动机构的合理性;最后,根据油浸式变压器结构和环境的特殊要求进行物理试验,验证了驱动机构的优化效果。结果表明,在面对不同任务环境时,可以根据需求改变摆长,从而控制球形机器人的波动幅度和前进速度,使机器人的波动幅度以及前进速度在内部搭载仪器的承受范围之内,更好地在油浸式变压器内部狭窄区域进行故障检测。研究为今后油浸式变压器球形检测机器人试验样机的研制提供了基础。