一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗机器人，包括车体移动机构、升降机构、电气控制系统和水枪冲洗机构，其中，车体移动机构上设有第一减震器；车体移动机构通过回转支承与升降机构的回转平台相连，升降机构的回转平台上还安装有机械臂，机械臂上设有第二减震器，机械臂与水枪冲洗机构的工作台相连，电气控制系统包括车载子系统和遥控子系统，遥控子系统与车载子系统相配合，通过无线方式完成对机器人的车体移动机构、升降机构及水枪冲洗机构的控制；该装置利用机器人代替人工完成变电站绝缘子冲洗作业，使操作人员位于安全区域内，保障了操作人员的安全，降低的劳动强度，提高冲洗效率和自动化水平。

【技术实现步骤摘要】
一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗机器人
本专利技术涉及一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗机器人。
技术介绍
变电站绝缘子长时间暴露在外界环境中，表面易沉积污垢，这些污垢受恶劣天气侵害容易发生污闪事故。绝缘子带电水冲洗作业可以提高供电的可靠性，减少停电损失，保证变电站及输电线路的安全。现阶段的绝缘子冲洗作业存在以下几方面的缺点：1、冲洗方式大多是由清洗技术人员手持冲洗设备进入现场进行作业，人工冲洗不仅依赖于天气情况，还需要清洗人员具备较高技术水平及熟练的操作流程，对绝缘子进行带电水冲洗时需要高规格的安全防护，以避免短路电流造成的安全事故，引发人员伤亡，这类作业方式存在安全隐患；2、操作人员在冲洗时，无法保证始终位于安全区域内，劳动强度高且效率低；3、考虑到带电水冲洗作业受到冲洗角度、水压等多方面的影响，人工作业有时不能把设备外绝缘表面的污秽物完全冲走；4、现有水冲洗机器人在冲洗时，行走机构、机械臂和水枪均会产生震动和摇摆，降低冲洗精确度，无法将绝缘子外表面的污物清洗干净。因此，研发一种能够达到减少震动、能够达到精确冲洗目的的机器人代替人工操作是非常必要的，是符合时代发展要求的。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提出了一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗机器人，该系统可代替操作人员，在不停电的情况下对变电站设备进行机器人带电水冲洗作业，其可有效减轻人工清洗工作的繁重体力劳动，保证操作人员的人身安全，同时减少机器人行走、喷射冲洗时产生的震动，精确清洗绝缘子上的污物，防止设备污闪事故、保证电网的安全运行。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗机器人，包括车体移动机构、升降机构、电气控制系统和水枪冲洗机构，其中，车体移动机构上设有第一减震器；所述车体移动机构与升降机构连接，升降机构上安装有机械臂，所述机械臂上设有第二减震器，机械臂与水枪冲洗机构的工作台相连，电气控制系统包括车载子系统和遥控子系统，遥控子系统与车载子系统相配合，通过无线方式完成对机器人的车体移动机构、升降机构及水枪冲洗机构的控制；所述升降机构包括回转平台及调平机构，回转平台通过回转支承与车体移动机构连接，回转平台上连接有机械臂，回转平台及机械臂与油缸系统连接。所述车体移动机构，包括履带底盘、左行走马达、右行走马达、驱动轮、从动轮、承重轮、履带、张紧缓冲装置以及两侧的四个液压支腿，左行走马达和右行走马达通过螺栓连接在履带底盘支架上，驱动轮通过驱动轴与行走马达联接，从动轮、承重轮与张紧缓冲装置分别通过旋转轴与履带底盘支架联接，履带套在驱动轮、从动轮、承重轮与张紧缓冲装置的外侧，底盘左边为柴油箱，右边为液压油箱，液压支腿铰接在履带底盘上。所述车体移动机构包括轮式底盘、左行走马达、右行走马达、驱动轮、从动轮以及两侧的四个液压支腿，左行走马达和右行走马达通过螺栓连接在轮式底盘支架上，驱动轮通过驱动轴与行走马达联接，从动轮通过旋转轴与轮式底盘支架联接，轮式底盘左边为柴油箱，右边为液压油箱，液压支腿铰接在轮式底盘上。所述机械臂为三节两级伸缩臂。所述三节两级伸缩臂包括大臂、连接臂及小臂，大臂铰接到回转平台上，连接臂前、后端均设置有滑块，滑块与连接臂螺栓连接，连接臂通过滑块与大臂、小臂滑动连接，连接臂的头部安装有链轮，通过链传动实现连接臂与小臂的同步伸缩。所述三节两级伸缩臂的大臂、小臂上通过螺栓连接有变幅链条，大臂前端绕过链轮与伸缩链条的前端铰接，伸缩链条的末端与小臂末端铰接。所述油缸系统包括变幅油缸和伸缩油缸，其中，回转平台及大臂与变幅油缸铰接连接，大臂及连接臂与伸缩油缸连接，调平机构包括调平油缸Ⅰ和调平油缸Ⅱ，调平油缸Ⅰ安装在回转平台和大臂间，与回转平台、大臂连接，调平油缸Ⅱ安装在工作台与小臂之间，与工作台、小臂连接。所述水枪冲洗机构包括俯仰油缸及摆动油缸，俯仰油缸通过螺栓连接在摆动油缸上，摆动油缸通过螺栓连接在工作台上，俯仰油缸上铰接有水枪架，水枪架上连接有水枪。所述水枪架上通过螺栓安装有跟踪摄像机，用于实时观察绝缘子水冲洗作业情况，跟踪摄像机正下方装有激光测距仪，用于实时测量水枪与水冲洗作业绝缘子的距离。所述回转平台上还连接有液压控制系统的比例控制阀组；此处的比例控制阀组为上装控制阀组B。所述液压系统包括下部控制阀组A、上装控制阀组B及中央回转接头，共有七个比例换向阀和四个手动换向阀。所述下部控制阀组A通过分配阀与液压泵连接，由四个手动换向阀控制水冲洗机器人四个支腿油缸来完成伸缩运动，两个比例换向阀控制左右两个马达，进行机器人行走运动；所述上装控制阀组B依次经中央回转接头、上装控制切换按钮、分配阀、与液压泵连接，由一个比例换向阀控制回转马达，完成上装回转平台旋转运动，两个比例换向阀控制大臂俯仰和小臂伸缩运动，另两个比例换向阀通过水平摆动油缸和垂直摆动油缸实现水枪的水平运动和俯仰运动。所述中央回转接头是连接回转平台与底盘油路的液压元件，用于使回转平台旋转任意角度后，液压油路还能正常配油。所述电气控制系统包括车载子系统和遥控子系统，车载子系统包括工控机，工控机通过485总线采集各类传感器上传的数据，并对从远程遥控器接收到的指令下发给无线接收机，无线接收机接收到远程遥控器的数据后在工控机中进行处理然后再下发给无线收发机，通过对电压值的调节控制比例阀的开合及流量大小，实现对移动底盘左右轮运动、小臂伸缩、大臂俯仰及回转平台旋转的控制。所述各类传感器包括拉线传感器、角度传感器、倾角传感器、温度传感器、压力传感器、电压传感器与电流传感器，拉线传感器安装在大臂与小臂之间，用于测量小臂的伸缩长度，大臂和工作台均装有一个角度传感器和一个倾角传感器，采集大臂和工作台水平和垂直方向的角度数据并传递给工控机，其中工作台上的角度传感器与倾角传感器数据通过ZIGBEE无线传送，以实现顶端平台的完全绝缘，温度传感器和压力传感器安装在液压油箱上，采集液压油箱中的油温以及液压油箱中液压油的压力数据，采集到的数据为模拟量，经过A/D转换成数字信号经过485传递给工控机，电压传感器与电流传感器采集电路中的电压值及电流值，检测电路中的电压及电流是否稳定，采集到的模拟信号经过A/D转换模块转换为数字信号经过485总线传递给工控机。车载子系统包括车载上位机控制系统和车载驱动器，车载上位机控制系统具有接收遥控子系统的命令，并对命令进行解析和实现运动算法的等功能。车载驱动器接收车载上位机控制系统的指令实现对车体的阀组进行控制的功能。遥控子系统具有车体的移动、发动机的启停、油门的大小、升降机构单关节控制和组合控制功能。车载子系统和手持终端子系统通过无线方式通信。车载子系统按功能主要分为车体移动控制模块、上装升降机构运动控制模块、发动机及电源动力监控模块和安全监控模块等四个模块。车体移动控制模块具备前进、后退、调速、左右转向、支腿伸缩、辅助照明、安全监控等功能；上装升降机构运动控制模块具备单关节控制、单关节位置反馈、自动调平及安全监控等功能；发动机及电源动力监控模块具备发动机启停、调速等控制和发动机状态及电源电压的监视等功能；安全监控模块具备升降机构各关节限位、支腿状态、油温油位、电池电压等状态的阈值设定及安全报警。本专利技术的有益效果：1、根据变电站水冲洗作业的需要，设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗机器人，其特征是：包括车体移动机构、升降机构、电气控制系统和水枪冲洗机构，其中，车体移动机构上设有第一减震器；所述车体移动机构与升降机构连接，升降机构上安装有机械臂，所述机械臂上设有第二减震器，机械臂与水枪冲洗机构的工作台相连，电气控制系统包括车载子系统和遥控子系统，遥控子系统与车载子系统相配合，通过无线方式完成对机器人的车体移动机构、升降机构及水枪冲洗机构的控制；所述升降机构包括回转平台及调平机构，回转平台通过回转支承与车体移动机构连接，回转平台上连接有机械臂，回转平台及机械臂与油缸系统连接。

【技术特征摘要】
1.一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗机器人，其特征是：包括车体移动机构、升降机构、电气控制系统和水枪冲洗机构，其中，车体移动机构上设有第一减震器；所述车体移动机构与升降机构连接，升降机构上安装有机械臂，所述机械臂上设有第二减震器，机械臂与水枪冲洗机构的工作台相连，电气控制系统包括车载子系统和遥控子系统，遥控子系统与车载子系统相配合，通过无线方式完成对机器人的车体移动机构、升降机构及水枪冲洗机构的控制；所述升降机构包括回转平台及调平机构，回转平台通过回转支承与车体移动机构连接，回转平台上连接有机械臂，回转平台及机械臂与油缸系统连接；所述机械臂为三节两级伸缩臂，所述三节两级伸缩臂包括大臂、连接臂及小臂，大臂铰接到回转平台上，连接臂前、后端均设置有滑块，滑块与连接臂螺栓连接，连接臂通过滑块与大臂、小臂滑动连接，连接臂的头部安装有链轮，通过链传动实现连接臂与小臂的同步伸缩；所述水枪冲洗机构包括俯仰油缸及摆动油缸，俯仰油缸通过螺栓连接在摆动油缸上，摆动油缸通过螺栓连接在工作台上，俯仰油缸上铰接有水枪架，水枪架上连接有水枪。2.如权利要求1所述的一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗机器人，其特征是：所述车体移动机构，包括履带底盘、左行走马达、右行走马达、驱动轮、从动轮、承重轮、履带、张紧缓冲装置以及两侧的四个液压支腿，左行走马达和右行走马达通过螺栓连接在履带底盘支架上，驱动轮通过驱动轴与行走马达联接，从动轮、承重轮与张紧缓冲装置分别通过旋转轴与履带底盘支架联接，履带套在驱动轮、从动轮、承重轮与张紧缓冲装置的外侧，底盘左边为柴油箱，右边为液压油箱，液压支腿铰接在履带底盘上。3.如权利要求1所述的一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗机器人，其特征是：所述车体移动机构包括轮式底盘、左行走马达、右行走马达、驱动轮、从动轮以及两侧的四个液压支腿，左行走马达和右行走马达通过螺栓连接在轮式底盘支架上，驱动轮通过驱动轴与行走马达联接，从动轮通过旋转轴与轮式底盘支架联接，轮式底盘左边为柴油箱，右边为液压油箱，液压支腿铰接在轮式底盘上。4.如权利要求1所述的一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗机器人，其特征是：所述三节两级伸缩臂的大臂、小臂上通过螺栓连接有变幅链条，大臂前端绕过链轮与伸缩链条的前端铰接，伸缩链条的末端与小臂末端铰接。5.如权利要求1所述的一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗机器人，其特征是：所述油缸系统包括变幅油缸和伸缩油缸，其中，回转平台及大臂与变幅油缸铰接连接，大臂及连接臂与伸缩油缸连接，调平机构包括调平油缸Ⅰ和调平油缸Ⅱ，调平油缸Ⅰ安装在回转平台和大臂间，与回转平台、大臂连接，调平油缸Ⅱ安装在工作台与小臂之间，与工作台、小臂连接。6.如权利要求1所述的一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗机器人，其特征是：所述水枪架上通过螺栓安装有跟踪摄像机，用于实时观察绝缘子水冲洗作业情况，跟踪摄像机正下方装有激光测距仪，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健，王滨海，鲁守银，慕世友，任杰，傅孟潮，韩磊，陈强，王振利，谭林，吕曦晨，李建祥，赵金龙，张海龙，高郎宏，
申请(专利权)人：山东鲁能智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37