變電站帶電水沖洗輔沖機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了變電站帶電水沖洗輔沖機(jī)器人，機(jī)械本體包括底盤，底盤固定于行走機(jī)構(gòu)上，底盤上固定外殼，垂直升降機(jī)構(gòu)固定于底盤上，垂直升降機(jī)構(gòu)外側(cè)四周圍有風(fēng)琴箱護(hù)罩，風(fēng)琴箱護(hù)罩內(nèi)安裝有車載控制器，垂直升降機(jī)構(gòu)上固定有絕緣支柱，絕緣支柱的上端固定有電控箱，電控箱控制安裝在其上的水槍沖洗機(jī)構(gòu)；外殼內(nèi)安裝有動(dòng)力總成，為行走機(jī)構(gòu)和垂直升降機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力源，車載控制器與遙控系統(tǒng)相配合，遙控系統(tǒng)通過(guò)遠(yuǎn)程控制方式驅(qū)動(dòng)垂直升降機(jī)構(gòu)、水槍沖洗機(jī)構(gòu)工作；本實(shí)用新型可代替人工完成變電站絕緣子沖洗作業(yè)，保障了操作人員的安全，降低的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高沖洗效率和自動(dòng)化水平，對(duì)我國(guó)變電站水沖洗作業(yè)方式產(chǎn)生積極的變革作用。
【專利說(shuō)明】變電站帶電水沖洗輔沖機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種變電站帶電水沖洗輔沖機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]變電站絕緣子長(zhǎng)時(shí)間暴露在外界環(huán)境中，表面易沉積污垢，這些污垢受惡劣天氣侵害容易發(fā)生污閃事故。絕緣子帶電水沖洗作業(yè)可以提高供電的可靠性，減少停電損失，保證變電站及輸電線路的安全。在現(xiàn)階段的變電站絕緣子沖洗作業(yè)主要存在以下缺點(diǎn):
[0003]1、沖洗方式大多是由清洗技術(shù)人員手持沖洗設(shè)備進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行作業(yè)，人工沖洗不僅依賴于天氣情況，還需要清洗人員具備較高技術(shù)水平及熟練的操作流程，對(duì)絕緣子進(jìn)行帶電水沖洗時(shí)需要高規(guī)格的安全防護(hù)，以避免短路電流造成的安全事故，引發(fā)人員傷亡，這類作業(yè)方式存在安全隱患；
[0004]2、水沖洗機(jī)器人無(wú)法保證在上下方向直線段與面向噴頭一側(cè)的圓弧段之間的沖洗位置和速度連續(xù)，機(jī)器人的執(zhí)行時(shí)間長(zhǎng)、不易跟蹤；
[0005]3、現(xiàn)有水沖洗機(jī)器人無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)機(jī)器人與絕緣子的位置變化，不能保證沖洗軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)定位準(zhǔn)確，沖洗的質(zhì)量差、效率低；
[0006]4、現(xiàn)有水沖洗控制方法都針對(duì)于主沖洗機(jī)器人，且控制效果差，無(wú)法控制加速度，誤差大，無(wú)法保證機(jī)器人在沖洗過(guò)程中平滑運(yùn)行。
[0007]5、現(xiàn)有的水沖洗機(jī)器人多針對(duì)為了清洗Sm以上的絕緣子而設(shè)計(jì)，這種水沖洗機(jī)器人對(duì)于低于8m的變電站絕緣子的清洗強(qiáng)度不高。
[0008]因此研發(fā)針對(duì)于Sm以下的變電站支柱絕緣子的帶電水沖洗機(jī)器人來(lái)配合主沖洗機(jī)器人進(jìn)行水沖洗作業(yè)是非常有必要的，是符合時(shí)代發(fā)展要求的。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]本實(shí)用新型為了解決上述問(wèn)題，提出了一種變電站帶電水沖洗輔沖機(jī)器人，該系統(tǒng)可代替操作人員，與主沖洗機(jī)器人相互配合，在不停電的情況下對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行機(jī)器人帶電水沖洗作業(yè)，其可有效減輕人工清洗工作的繁重體力勞動(dòng)，保證操作人員的人身安全，同時(shí)通過(guò)對(duì)設(shè)備污穢的清洗，防止設(shè)備污閃事故、保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0011]一種變電站帶電水沖洗輔沖機(jī)器人，包括外殼、底盤、行走機(jī)構(gòu)、垂直升降機(jī)構(gòu)和車載控制器，其中，底盤固定于行走機(jī)構(gòu)上，底盤上固定外殼，垂直升降機(jī)構(gòu)固定于底盤上，垂直升降機(jī)構(gòu)外側(cè)四周圍有護(hù)罩，護(hù)罩內(nèi)安裝有車載控制器，垂直升降機(jī)構(gòu)上固定有絕緣支柱，絕緣支柱的上端固定有電控箱，電控箱控制安裝在其上的水槍沖洗機(jī)構(gòu)；外殼內(nèi)安裝有動(dòng)力總成，為行走機(jī)構(gòu)和垂直升降機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力源，車載控制器與遙控系統(tǒng)相配合，遙控系統(tǒng)通過(guò)遠(yuǎn)程控制方式驅(qū)動(dòng)垂直升降機(jī)構(gòu)、水槍沖洗機(jī)構(gòu)工作。
[0012]所述行走機(jī)構(gòu)為履帶式移動(dòng)結(jié)構(gòu)，包括履帶底盤、行走馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)輪、從動(dòng)輪、承重輪、履帶和張緊緩沖裝置，行走馬達(dá)通過(guò)螺栓連接在履帶底盤支架上，驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸與行走馬達(dá)聯(lián)接，從動(dòng)輪、承重輪與張緊緩沖裝置分別通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸與履帶底盤支架聯(lián)接，履帶套在驅(qū)動(dòng)輪、從動(dòng)輪、承重輪與張緊緩沖裝置的外側(cè)，底盤左邊為液壓油箱，右邊為柴油箱。
[0013]所述行走馬達(dá)包括左、右行走馬達(dá)。
[0014]所述護(hù)罩為風(fēng)琴箱護(hù)罩。
[0015]所述垂直升降機(jī)構(gòu)，包括兩級(jí)垂直伸縮臂、風(fēng)琴箱護(hù)罩、絕緣支柱及車載控制器，垂直伸縮臂鉸接與車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)固定板上，絕緣支柱安裝于垂直伸縮臂上端，車載控制器固定在垂直伸縮臂固定板上，風(fēng)琴箱護(hù)罩將兩級(jí)垂直伸縮臂、絕緣支柱及車載控制器包圍其中。
[0016]所述水槍沖洗機(jī)構(gòu)包括云臺(tái)、可調(diào)式水槍支架和水槍；云臺(tái)實(shí)現(xiàn)水槍水平及俯仰兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)；可調(diào)式水槍支架鉸接在云臺(tái)上方，可調(diào)式水槍支架上固定有水槍。
[0017]所述水槍架上通過(guò)螺栓安裝有跟蹤攝像機(jī)，用于實(shí)時(shí)觀察絕緣子水沖洗作業(yè)情況，跟蹤攝像機(jī)正下方裝有激光測(cè)距儀，用于實(shí)時(shí)測(cè)量水槍與水沖洗作業(yè)絕緣子的距離。
[0018]所述動(dòng)力總成采用柴油機(jī)提供動(dòng)力，包括下部控制閥組A、上裝控制閥組B及中央回轉(zhuǎn)接頭，共有七個(gè)比例換向閥和四個(gè)手動(dòng)換向閥。
[0019]所述下部控制閥組A通過(guò)分配閥與液壓泵連接，由四個(gè)手動(dòng)換向閥控制水沖洗機(jī)器人四個(gè)支腿油缸來(lái)完成伸縮運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)比例換向閥控制行走馬達(dá)，控制機(jī)器人的行走運(yùn)動(dòng)；
[0020]所述上裝控制閥組B依次經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭、上裝控制切換按鈕、分配閥、與液壓泵連接，由一個(gè)比例換向閥控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)，完成上裝云臺(tái)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)比例換向閥控制垂直升降機(jī)構(gòu)的伸縮運(yùn)動(dòng)，另兩個(gè)比例換向閥通過(guò)水平擺動(dòng)油缸和垂直擺動(dòng)油缸實(shí)現(xiàn)水槍的水平運(yùn)動(dòng)和俯仰運(yùn)動(dòng)。
[0021 ] 所述車載控制器，包括工控機(jī)，工控機(jī)通過(guò)無(wú)線接收機(jī)連接遙控系統(tǒng)，遙控系統(tǒng)傳輸?shù)目刂菩盘?hào)由無(wú)線接收機(jī)接收，并傳輸給工控機(jī)，工控機(jī)接收控制信號(hào)后發(fā)送給無(wú)線收發(fā)機(jī)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)底盤左右輪運(yùn)動(dòng)、垂直升降機(jī)構(gòu)升降及云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0022]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0023](I)本實(shí)用新型主體由機(jī)械本體和遠(yuǎn)程遙控裝置組成，機(jī)械本體與遙控裝置之間全部通過(guò)無(wú)線信號(hào)進(jìn)行信號(hào)傳遞，使沖洗作業(yè)人員遠(yuǎn)離高壓電場(chǎng)，保障了作業(yè)人員的安全；
[0024](2)操作人員手持遙控裝置，通過(guò)遠(yuǎn)程遙控裝置上的控制手柄，可以遠(yuǎn)距離控制機(jī)器人機(jī)械本體的車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)及水槍沖洗機(jī)構(gòu)，可以根據(jù)跟蹤攝像機(jī)采集圖像調(diào)整機(jī)器人的作業(yè)姿態(tài)，利用高壓噴水機(jī)構(gòu)噴射高純水進(jìn)行沖洗作業(yè)；
[0025](3)采用攝像頭和激光測(cè)距儀，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)當(dāng)前的位置，使機(jī)器人工作在安全距離，保證沖洗軌跡的起點(diǎn)和終點(diǎn)定位準(zhǔn)確，從而提高沖洗的質(zhì)量和效率；
[0026](4)本實(shí)用新型可代替人工完成變電站絕緣子沖洗作業(yè)，使操作人員位于安全區(qū)域內(nèi)，保障了操作人員的安全，降低的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高沖洗效率和自動(dòng)化水平，對(duì)我國(guó)變電站水沖洗作業(yè)方式產(chǎn)生積極的變革作用。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖2為本實(shí)用新型的水沖洗控制流程圖；
[0029]圖3為本實(shí)用新型的圓弧插補(bǔ)的軌跡示意圖。
[0030]其中，1、攝像機(jī)，2、水槍，3、電控箱，4、風(fēng)琴箱護(hù)罩，5、垂直升降機(jī)構(gòu)，6、車載控制器，7、底盤，8、行走機(jī)構(gòu)，9、液壓油箱，10、顯示面板，11、動(dòng)力總成，12、柴油箱，13、絕緣支柱，14、進(jìn)水管，15、云臺(tái)，16、可調(diào)式水槍支架，17、激光測(cè)距儀，18、機(jī)器人外殼。
【具體實(shí)施方式】
:
[0031]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0032]如圖1所示，一種變電站帶電水沖洗輔沖機(jī)器人包括車體行走機(jī)構(gòu)8、動(dòng)力總成11、垂直升降機(jī)構(gòu)5、水槍沖洗機(jī)構(gòu)和電氣控制系統(tǒng)；其中，車體行走機(jī)構(gòu)8為履帶式移動(dòng)底盤結(jié)構(gòu)，動(dòng)力總成11采用柴油機(jī)提供動(dòng)力，安裝于移動(dòng)底盤上，垂直升降機(jī)構(gòu)5連接在車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)前端，垂直升降機(jī)構(gòu)5安裝有兩級(jí)伸縮臂，兩級(jí)伸縮臂的上臂通過(guò)絕緣支柱13與水槍沖洗機(jī)構(gòu)的工作云臺(tái)15相連；電氣控制系統(tǒng)包括車載子系統(tǒng)和遙控子系統(tǒng)，遙控子系統(tǒng)與車載子系統(tǒng)相配合，通過(guò)無(wú)線方式遠(yuǎn)程完成對(duì)機(jī)器人垂直升降機(jī)構(gòu)及水槍沖洗機(jī)構(gòu)的控制。
[0033]車體行走機(jī)構(gòu)主要由履帶底盤、左行走馬達(dá)、右行走馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)輪、從動(dòng)輪、承重輪、履帶、張緊緩沖裝置組成，左行走馬達(dá)和右行走馬達(dá)通過(guò)螺栓連接在履帶底盤支架上，驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸與行走馬達(dá)聯(lián)接，從動(dòng)輪、承重輪與張緊緩沖裝置分別通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸與履帶底盤支架聯(lián)接，履帶套在驅(qū)動(dòng)輪、從動(dòng)輪、承重輪與張緊緩沖裝置的外側(cè)，底盤左邊為液壓油箱9，右邊為柴油箱12。
[0034]機(jī)器人外殼上18固定有顯不面板10.
[0035]動(dòng)力總成11采用自帶動(dòng)力源，柴油機(jī)提供動(dòng)力，可以進(jìn)入密集設(shè)備區(qū)內(nèi)作業(yè)，解決了現(xiàn)場(chǎng)的電源配置問(wèn)題。
[0036]垂直升降機(jī)構(gòu)5包括兩級(jí)垂直伸縮臂、風(fēng)琴箱護(hù)罩4、絕緣支柱3及車載控制器6，垂直伸縮臂鉸接與車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)固定板上，絕緣支柱13安裝于垂直伸縮臂上端，車載控制器6固定在垂直伸縮臂固定板上，風(fēng)琴箱護(hù)罩4將兩級(jí)垂直伸縮臂、絕緣支柱13及車載控制器6包圍其中。
[0037]水槍沖洗機(jī)構(gòu)包括云臺(tái)15、電控箱3和可調(diào)式水槍支架16 ；電控箱3安裝于絕緣支柱13上，提供云臺(tái)15、攝像機(jī)I所需電源；云臺(tái)15實(shí)現(xiàn)水槍水平及俯仰兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)；可調(diào)式水槍支架16鉸接在云臺(tái)上方，水槍架上連接有水槍、攝像機(jī)1、激光測(cè)距儀17。水槍架上通過(guò)螺栓安裝有跟蹤攝像機(jī)1，用于實(shí)時(shí)觀察絕緣子水沖洗作業(yè)情況，跟蹤攝像機(jī)正下方裝有激光測(cè)距儀17，用于實(shí)時(shí)測(cè)量水槍與水沖洗作業(yè)絕緣子的距離。
[0038]動(dòng)力總成11采用柴油機(jī)提供動(dòng)力，包括下部控制閥組A、上裝控制閥組B及中央回轉(zhuǎn)接頭，共有七個(gè)比例換向閥和四個(gè)手動(dòng)換向閥。
[0039]下部控制閥組A通過(guò)分配閥與液壓泵連接，由四個(gè)手動(dòng)換向閥控制水沖洗機(jī)器人四個(gè)支腿油缸來(lái)完成伸縮運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)比例換向閥控制行走馬達(dá)，控制機(jī)器人的行走運(yùn)動(dòng)；
[0040]上裝控制閥組B依次經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭、上裝控制切換按鈕、分配閥、與液壓泵連接，由一個(gè)比例換向閥控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)，完成上裝云臺(tái)15的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)比例換向閥控制垂直升降機(jī)構(gòu)的伸縮運(yùn)動(dòng)，另兩個(gè)比例換向閥通過(guò)水平擺動(dòng)油缸和垂直擺動(dòng)油缸實(shí)現(xiàn)水槍2的水平運(yùn)動(dòng)和俯仰運(yùn)動(dòng)。
[0041]車載控制器6，包括工控機(jī)，工控機(jī)通過(guò)無(wú)線接收機(jī)連接遙控系統(tǒng)，遙控系統(tǒng)傳輸?shù)目刂菩盘?hào)由無(wú)線接收機(jī)接收，并傳輸給工控機(jī)，工控機(jī)接收控制信號(hào)后發(fā)送給無(wú)線收發(fā)機(jī)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)底盤7左右輪運(yùn)動(dòng)、垂直升降機(jī)構(gòu)升降5及云臺(tái)15的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0042]一種基于上述輔沖機(jī)器人的控制方法，包括以下步驟:
[0043]步驟一:根據(jù)激光測(cè)距儀和監(jiān)控?cái)z像頭采集距離及監(jiān)控的圖像得到當(dāng)前機(jī)器人與絕緣子之間的相對(duì)三維坐標(biāo)值，判斷兩者相對(duì)距離是否是安全距離，若是，進(jìn)行下一步，若不是，調(diào)整云臺(tái)的位置，直至該相對(duì)距離為安全距離；確定路徑規(guī)劃的起始狀態(tài)；
[0044]步驟二:采用直線插補(bǔ)方式實(shí)現(xiàn)水沖洗垂直升降機(jī)構(gòu)對(duì)絕緣子串的上下方向的自動(dòng)沖洗；
[0045]步驟三:采用逐點(diǎn)比較法的圓弧插補(bǔ)方式實(shí)現(xiàn)水槍能夠?qū)Τ驒C(jī)器人一側(cè)的絕緣子串進(jìn)行清洗；
[0046]步驟四:在進(jìn)行水沖洗時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)水槍出水口徑及出水速度，形成卡門渦街并實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣子串振動(dòng)頻率的調(diào)節(jié)。
[0047]步驟二中，具體過(guò)程為:
[0048](2-1)在沖洗過(guò)程中，安裝在云臺(tái)和垂直升降機(jī)構(gòu)上的角位移傳感器、位移傳感器采集得到起始時(shí)刻及終止時(shí)刻云臺(tái)的旋轉(zhuǎn)角度和垂直升降機(jī)構(gòu)的升降高度；
[0049](2-2)對(duì)于平穩(wěn)運(yùn)動(dòng)，軌跡函數(shù)Θ (t)至少滿足四個(gè)約束條件，根據(jù)約束條件對(duì)應(yīng)的約束方程唯一的確定一個(gè)三次多項(xiàng)式；
[0050](2-3)根據(jù)該三次多項(xiàng)式得到運(yùn)動(dòng)軌跡的速度與加速度，將運(yùn)動(dòng)軌跡的速度與加速度代入約束方程得到三次多項(xiàng)式的系數(shù)，該系數(shù)確定了沖洗時(shí)間與沖洗角度的關(guān)系；
[0051](2-4)根據(jù)絕緣桿的長(zhǎng)度及三次多項(xiàng)式得到?jīng)_洗過(guò)程中絕緣桿的長(zhǎng)度隨時(shí)間的變化關(guān)系，對(duì)(l，d，θ0, 0f)進(jìn)行插值，生成水沖洗機(jī)械臂對(duì)絕緣子串的上下方向的沖洗軌跡。
[0052]所述約束條件,其中兩個(gè)是起始點(diǎn)和終止點(diǎn)對(duì)應(yīng)的云臺(tái)角度:
[0053]Θ (O) = Θ 0 ；
[0054]Θ (tf) = Θ f ；
[0055]其中，Θ & Θ f為起始點(diǎn)和終止點(diǎn)的關(guān)節(jié)角度；
[0056]為了滿足云臺(tái)運(yùn)動(dòng)速度的連續(xù)性要求，另外還有兩個(gè)約束條件，即起始點(diǎn)與終止點(diǎn)的關(guān)節(jié)速度要求，并規(guī)定:
[0057]Θ / (O) = O ；
[0058]Θ ’ (tf) = O ；
[0059]其中，θ ' (0)，θ' (tf)為起始點(diǎn)和終止點(diǎn)的云臺(tái)旋轉(zhuǎn)角速度。
[0060]所述四個(gè)邊界的約束條件唯一的確定了一個(gè)三次多項(xiàng)式:
[0061]Θ (t) = ao+a^+aat^agt3 (I)；
[0062]其中，Θ⑴為時(shí)間參變量t時(shí)刻的云臺(tái)旋轉(zhuǎn)角度，a0, a1； a2, a3為待定系數(shù)。
[0063]所述運(yùn)動(dòng)軌跡的速度與加速度為:
[0064]Θ ' (t) = a1+2a2t+3a3t2 (2)
[0065]Θ " (t) = 2a2+6a3t (3)
[0066]所述將運(yùn)動(dòng)軌跡的速度與加速度代入約束方程(I)，得到待定系數(shù)％，a1； a2，a3:
[0067]a0 = θ ο
[0068]B1 = O
3 ,
[0069]α2=—( θ, - θη)
tf
2
[0070]α3 = T (— ^:))
tf
[0071]由此確定了時(shí)間與角度的關(guān)系，當(dāng)進(jìn)行沖洗時(shí)，車體相對(duì)于絕緣子的距離是一定的，設(shè)為d,可得絕緣桿的長(zhǎng)度I = d/sin Θ ,帶入公式Θ⑴=aa+aj+ay+aj3,可以得到?jīng)_洗過(guò)程中絕緣桿的長(zhǎng)度隨時(shí)間的變化關(guān)系:
[0072]/(0 = —~^-JT
sin(6/(t 十 6/|/+ 6/，/ + a Λ )
[0073]利用逐點(diǎn)比較的圓弧插補(bǔ)法，對(duì)(1，d, θ 0, Θ f)進(jìn)行插值，生成水沖洗機(jī)械臂對(duì)絕緣子串的上下方向的沖洗軌跡。
[0074]所述步驟三中，逐點(diǎn)比較的圓弧插補(bǔ)法具體過(guò)程如下:
[0075]圓弧起點(diǎn)坐標(biāo)為(X0, Y0)，終點(diǎn)坐標(biāo)為(Xe, Ye)，對(duì)于圓弧上任一點(diǎn)(Xi, Yi)，有:Xi2+Yi2 = R2，令F = XpYi2-R2為偏差函數(shù)，當(dāng)F > O時(shí)，該點(diǎn)在圓外，向-X方向運(yùn)動(dòng)一步；當(dāng)F < O時(shí)，該點(diǎn)在圓弧內(nèi)，向+Y方向運(yùn)動(dòng)一步；為使運(yùn)動(dòng)繼續(xù)下去，將F = O歸入F > O的情況，插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)始終沿著圓弧并向終點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0076]圓弧插補(bǔ)的判別計(jì)算可采用如下的迭加運(yùn)算:
[0077]設(shè)當(dāng)前點(diǎn)(XpYi)對(duì)應(yīng)的偏差函數(shù)為
[0078]Fi = Xi^Yj2-R2
[0079]當(dāng)水槍沿-X方向走一步后:
[0080]Fi+1 = (X1-1)^Yi2-R2 = Fi^Xi+!
[0081]當(dāng)水槍沿+Y方向走一步后:
[0082]Fi+1 = Xi2+(Yi+l)2-R2 = Fi+2Yi+l
[0083]終點(diǎn)判別可由η = I Xe-Xtl I +1 Ye-Y01判別，每走一步使η = η+1，直至η = O為止。
[0084]所述步驟四中，卡門渦街形成的條件:在流體中的圓柱體，其雷諾數(shù)滿足47〈Re〈105，雷諾數(shù)用來(lái)表征流體流動(dòng)情況，以Re表示，Re = P vl/ η，其中V、P、n分別為流體的流速、密度與黏性系數(shù)，I為一特征長(zhǎng)度；
[0085]絕緣子串振動(dòng)頻率與流體(水)速度成正比，與阻流體的正面寬度成反比，卡門渦街頻率與流體速度和阻流體即旋渦發(fā)生體寬度有如下關(guān)系:f = SJ/d，其中f =卡門渦街頻率；& =斯特勞哈爾數(shù)；v =流體速度；d =阻流體迎面寬度；
[0086]通過(guò)調(diào)節(jié)水槍出水口徑及出水速度，形成卡門渦街并實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣子串振動(dòng)頻率的調(diào)節(jié)，以產(chǎn)生良好的沖洗效果。
[0087]沖洗絕緣子時(shí)，水流從絕緣子兩側(cè)剝離，形成交替的渦流，這種交替的渦流，使絕緣子兩側(cè)水流的瞬間速度不同，水流速度不同，絕緣子兩側(cè)受到的瞬間壓力也不同，因此使絕緣子發(fā)生振動(dòng)，通過(guò)絕緣子的這種震動(dòng)達(dá)到清除污垢的效果。通過(guò)調(diào)節(jié)水槍出水口徑及出水速度，形成卡門渦街并改變振動(dòng)頻率，以增強(qiáng)水沖洗機(jī)器人的水沖洗效果。
[0088]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種變電站帶電水沖洗輔沖機(jī)器人，其特征是:包括外殼、底盤、行走機(jī)構(gòu)、垂直升降機(jī)構(gòu)和車載控制器，其中，底盤固定于行走機(jī)構(gòu)上，底盤上固定外殼，垂直升降機(jī)構(gòu)固定于底盤上，垂直升降機(jī)構(gòu)外側(cè)四周圍有護(hù)罩，護(hù)罩內(nèi)安裝有車載控制器，垂直升降機(jī)構(gòu)上固定有絕緣支柱，絕緣支柱的上端固定有電控箱，電控箱控制安裝在其上的水槍沖洗機(jī)構(gòu)；夕卜殼內(nèi)安裝有動(dòng)力總成，為行走機(jī)構(gòu)和垂直升降機(jī)構(gòu)提供動(dòng)力源，車載控制器與遙控系統(tǒng)相配合，遙控系統(tǒng)通過(guò)遠(yuǎn)程控制方式驅(qū)動(dòng)垂直升降機(jī)構(gòu)、水槍沖洗機(jī)構(gòu)工作。
2.如權(quán)利要求1所述的一種變電站帶電水沖洗輔沖機(jī)器人，其特征是:所述行走機(jī)構(gòu)為履帶式移動(dòng)結(jié)構(gòu)，包括履帶底盤、行走馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)輪、從動(dòng)輪、承重輪、履帶和張緊緩沖裝置，行走馬達(dá)通過(guò)螺栓連接在履帶底盤支架上，驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸與行走馬達(dá)聯(lián)接，從動(dòng)輪、承重輪與張緊緩沖裝置分別通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸與履帶底盤支架聯(lián)接，履帶套在驅(qū)動(dòng)輪、從動(dòng)輪、承重輪與張緊緩沖裝置的外側(cè)，底盤左邊為液壓油箱，右邊為柴油箱。
3.如權(quán)利要求1所述的一種變電站帶電水沖洗輔沖機(jī)器人，其特征是:所述護(hù)罩為風(fēng)琴箱護(hù)罩。
4.如權(quán)利要求1所述的一種變電站帶電水沖洗輔沖機(jī)器人，其特征是:所述垂直升降機(jī)構(gòu)，包括兩級(jí)垂直伸縮臂、風(fēng)琴箱護(hù)罩、絕緣支柱及車載控制器，垂直伸縮臂鉸接與車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)固定板上，絕緣支柱安裝于垂直伸縮臂上端，車載控制器固定在垂直伸縮臂固定板上，風(fēng)琴箱護(hù)罩將兩級(jí)垂直伸縮臂、絕緣支柱及車載控制器包圍其中。
5.如權(quán)利要求1所述的一種變電站帶電水沖洗輔沖機(jī)器人，其特征是:所述水槍沖洗機(jī)構(gòu)包括云臺(tái)、可調(diào)式水槍支架和水槍；云臺(tái)實(shí)現(xiàn)水槍水平及俯仰兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)；可調(diào)式水槍支架鉸接在云臺(tái)上方，可調(diào)式水槍支架上固定有水槍。
6.如權(quán)利要求5所述的一種變電站帶電水沖洗輔沖機(jī)器人，其特征是:所述水槍架上通過(guò)螺栓安裝有跟蹤攝像機(jī)，用于實(shí)時(shí)觀察絕緣子水沖洗作業(yè)情況，跟蹤攝像機(jī)正下方裝有激光測(cè)距儀，用于實(shí)時(shí)測(cè)量水槍與水沖洗作業(yè)絕緣子的距離。
7.如權(quán)利要求1所述的一種變電站帶電水沖洗輔沖機(jī)器人，其特征是:所述動(dòng)力總成采用柴油機(jī)提供動(dòng)力，包括下部控制閥組A、上裝控制閥組B及中央回轉(zhuǎn)接頭，共有七個(gè)比例換向閥和四個(gè)手動(dòng)換向閥； 所述下部控制閥組A通過(guò)分配閥與液壓泵連接，由四個(gè)手動(dòng)換向閥控制水沖洗機(jī)器人四個(gè)支腿油缸來(lái)完成伸縮運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)比例換向閥控制行走馬達(dá)，控制機(jī)器人的行走運(yùn)動(dòng)； 所述上裝控制閥組B依次經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭、上裝控制切換按鈕、分配閥、與液壓泵連接，由一個(gè)比例換向閥控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)，完成上裝云臺(tái)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)比例換向閥控制垂直升降機(jī)構(gòu)的伸縮運(yùn)動(dòng)，另兩個(gè)比例換向閥通過(guò)水平擺動(dòng)油缸和垂直擺動(dòng)油缸實(shí)現(xiàn)水槍的水平運(yùn)動(dòng)和俯仰運(yùn)動(dòng)。
8.如權(quán)利要求1所述的一種變電站帶電水沖洗輔沖機(jī)器人，其特征是:所述車載控制器，包括工控機(jī)，工控機(jī)通過(guò)無(wú)線接收機(jī)連接遙控系統(tǒng)，遙控系統(tǒng)傳輸?shù)目刂菩盘?hào)由無(wú)線接收機(jī)接收，并傳輸給工控機(jī)，工控機(jī)接收控制信號(hào)后發(fā)送給無(wú)線收發(fā)機(jī)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)底盤左右輪運(yùn)動(dòng)、垂直升降機(jī)構(gòu)升降及云臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B08B13/00GK204035106SQ201420516471
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】李健, 魯守銀, 劉洪正, 慕世友, 任杰, 傅孟潮, 郭玉泉, 韓磊, 王振利, 譚林, 呂曦晨, 王濱海, 李建祥, 趙金龍, 陳強(qiáng), 張海龍, 高郎宏 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院, 山東魯能智能技術(shù)有限公司