換流站帶電水沖洗機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了換流站帶電水沖洗機(jī)器人，包括車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)，車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)為履帶式移動(dòng)底盤結(jié)構(gòu)，所述車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)通過回轉(zhuǎn)支承與升降機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)平臺相連，升降機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)平臺上還安裝有多節(jié)多級伸縮臂，多節(jié)多級伸縮臂的小臂通過調(diào)平油缸Ⅱ與水槍沖洗機(jī)構(gòu)的工作臺相連。該裝置利用機(jī)器人代替人工完成換流站絕緣子沖洗作業(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。
【專利說明】換流站帶電水沖洗機(jī)器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種換流站帶電水沖洗機(jī)器人。

【背景技術(shù)】
[0002]換流站是指在高壓直流輸電系統(tǒng)中，為了完成將交流電變換為直流電或者將直流電變換為交流電的轉(zhuǎn)換，并達(dá)到電力系統(tǒng)對于安全穩(wěn)定及電能質(zhì)量的要求而建立的站點(diǎn)。
[0003]換流站絕緣子長時(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，保證換流站及輸電線路的安全。在現(xiàn)階段的換流站絕緣子沖洗作業(yè)主要存在以下缺點(diǎn):
[0004]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；
[0005]2、人工作業(yè)面臨著勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，自動(dòng)化水平低等諸多問題；
[0006]3、帶電水沖洗技術(shù)要求較高，受環(huán)境、積污情況、設(shè)備爬距、設(shè)備布置方式等多種因素影響，人工沖洗時(shí)容易發(fā)生設(shè)備閃絡(luò)；
[0007]4、考慮到帶電水沖洗作業(yè)受到?jīng)_洗角度、水壓等多方面的影響，人工作業(yè)有時(shí)不能把設(shè)備外絕緣表面的污穢物完全沖走。
[0008]因此利用更安全和效率更高的機(jī)器人代替人工對換流站絕緣子進(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]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型公開了換流站帶電水沖洗機(jī)器人，該裝置利用機(jī)器人代替人工完成換流站絕緣子沖洗作業(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。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的具體方案如下:
[0011]換流站帶電水沖洗機(jī)器人，包括車體移動(dòng)機(jī)構(gòu),車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)為履帶式移動(dòng)底盤結(jié)構(gòu)，所述車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)通過回轉(zhuǎn)支承與升降機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)平臺相連，升降機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)平臺上還安裝有多節(jié)多級伸縮臂，多節(jié)多級伸縮臂的小臂通過調(diào)平油缸與水槍沖洗機(jī)構(gòu)的工作臺相連；水沖洗機(jī)器人還包括電氣控制系統(tǒng)，該電氣控制系統(tǒng)包括工控機(jī)，工控機(jī)采集各類傳感器上傳的數(shù)據(jù)，并通過有線方式控制比例閥的開合及流量大小，實(shí)現(xiàn)對移動(dòng)底盤左右輪運(yùn)動(dòng)、小臂伸縮、大臂俯仰及回轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)的控制，通過跟蹤攝像機(jī)采集的圖像，確定水槍的位姿，水槍噴射高純度水進(jìn)行沖洗作業(yè)。
[0012]小臂在伸縮鏈條的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)與連接臂同步伸出與收縮，在變幅油缸、伸縮油缸和伸縮鏈條的共同作用下，調(diào)整大臂、連接臂以及小臂的位姿；調(diào)平油缸I和調(diào)平油缸II協(xié)調(diào)調(diào)整工作臺的位姿，保持工作臺水平，俯仰油缸上下俯仰以及擺動(dòng)油缸的左右擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)水槍架的位姿微調(diào)。
[0013]所述車體移動(dòng)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、張緊緩沖裝置以及兩側(cè)的四個(gè)液壓支腿組成，左行走馬達(dá)和右行走馬達(dá)通過螺栓連接在履帶底盤支架上，驅(qū)動(dòng)輪通過驅(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)，底盤左邊為柴油箱，右邊為液壓油箱，液壓支腿鉸接在履帶底盤上。
[0014]所述升降機(jī)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)平臺及調(diào)平機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)平臺通過回轉(zhuǎn)支承與車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，回轉(zhuǎn)平臺上鉸接有多節(jié)多級伸縮臂，回轉(zhuǎn)平臺及多節(jié)多級伸縮臂的大臂與變幅油缸鉸接連接，多節(jié)多級伸縮臂的大臂及連接臂與伸縮油缸鉸接連接，調(diào)平機(jī)構(gòu)包括調(diào)平油缸I和調(diào)平油缸II，調(diào)平油缸I安裝在回轉(zhuǎn)平臺和大臂間，與回轉(zhuǎn)平臺、大臂鉸接連接，調(diào)平油缸II安裝在工作臺與小臂之間，與工作臺、小臂鉸接連接。
[0015]所述多節(jié)多級伸縮臂為三節(jié)兩級伸縮臂，包括大臂、連接臂及小臂，大臂鉸接到回轉(zhuǎn)平臺上，連接臂前、后端均設(shè)置有滑塊，滑塊與連接臂螺栓連接，連接臂通過滑塊與大臂、小臂滑動(dòng)連接，連接臂的頭部安裝有鏈輪，通過鏈傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)連接臂與小臂的同步伸縮。
[0016]所述多節(jié)多級伸縮臂的大臂、小臂上通過螺栓連接有變幅鏈條，大臂前端繞過鏈輪與伸縮鏈條的前端鉸接，伸縮鏈條的末端與小臂末端鉸接。
[0017]所述水槍沖洗機(jī)構(gòu)包括俯仰油缸及擺動(dòng)油缸，俯仰油缸通過螺栓連接在擺動(dòng)油缸上，擺動(dòng)油缸通過螺栓連接在工作臺上，俯仰油缸上鉸接有水槍架，水槍架上連接有水槍。
[0018]所述水槍架上通過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)正下方裝有激光測距儀，用于實(shí)時(shí)測量水槍與水沖洗作業(yè)絕緣子的距離。
[0019]所述回轉(zhuǎn)平臺上還連接有液壓控制系統(tǒng)的比例控制閥組；此處的比例控制閥組為上裝控制閥組B。
[0020]液壓系統(tǒng)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。
[0021]所述下部控制閥組A通過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)支腿油缸來完成伸縮運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)比例換向閥控制左右兩個(gè)馬達(dá)，進(jìn)行機(jī)器人行走運(yùn)動(dòng)；
[0022]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)，完成上裝回轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)比例換向閥控制大臂俯仰和小臂伸縮運(yùn)動(dòng)，另兩個(gè)比例換向閥通過水平擺動(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)。
[0023]所述中央回轉(zhuǎn)接頭是連接回轉(zhuǎn)平臺與底盤油路的液壓元件，用于使回轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)任意角度后，液壓油路還能正常配油。
[0024]所述電氣控制系統(tǒng)包括車載子系統(tǒng)，車載子系統(tǒng)包括工控機(jī)，工控機(jī)通過485總線采集各類傳感器上傳的數(shù)據(jù)，在工控機(jī)中進(jìn)行處理然后通過有線再下發(fā)給收發(fā)機(jī)，通過對電壓值的調(diào)節(jié)控制比例閥的開合及流量大小，實(shí)現(xiàn)對移動(dòng)底盤左右輪運(yùn)動(dòng)、小臂伸縮、大臂俯仰及回轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)的控制。因?yàn)閾Q流站的干擾比較大，采用無線的方式會導(dǎo)致信號的接受不夠精確，所以本電氣控制系統(tǒng)采用有線的方式進(jìn)行信號的傳送及通信。
[0025]所述各類傳感器包括拉線傳感器、角度傳感器、傾角傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、電壓傳感器與電流傳感器，拉線傳感器安裝在大臂與小臂之間，用于測量小臂的伸縮長度，大臂和工作臺均裝有一個(gè)角度傳感器和一個(gè)傾角傳感器，采集大臂和工作臺水平和垂直方向的角度數(shù)據(jù)并傳遞給工控機(jī)，其中工作臺上的角度傳感器與傾角傳感器數(shù)據(jù)通過ZIGBEE無線傳送，以實(shí)現(xiàn)頂端平臺的完全絕緣，溫度傳感器和壓力傳感器安裝在液壓油箱上，采集液壓油箱中的油溫以及液壓油箱中液壓油的壓力數(shù)據(jù)，采集到的數(shù)據(jù)為模擬量，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號經(jīng)過485傳遞給工控機(jī)，電壓傳感器與電流傳感器采集電路中的電壓值及電流值，檢測電路中的電壓及電流是否穩(wěn)定，采集到的模擬信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號經(jīng)過485總線傳遞給工控機(jī)。
[0026]換流站帶電水沖洗機(jī)器人的控制方法，具體為:該機(jī)器人在作業(yè)時(shí)，通過遠(yuǎn)程遙控裝置的控制手柄控制機(jī)械本體的車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)到指定區(qū)域，將前液壓支腿I，前液壓支腿II，后液壓支腿I，后液壓支腿II支撐著地，提高機(jī)器人作業(yè)穩(wěn)定性；
[0027]回轉(zhuǎn)平臺及其附屬部件可360°轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整兩級伸縮臂的方位，通過變幅油缸與調(diào)整大臂的俯仰角，連接臂通過伸縮油缸實(shí)現(xiàn)伸出與收縮，小臂在伸縮鏈條的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)與連接臂同步伸出與收縮，在變幅油缸、伸縮油缸和伸縮鏈條的共同作用下，調(diào)整大臂、連接臂以及小臂的位姿；
[0028]調(diào)平油缸I和調(diào)平油缸II協(xié)調(diào)調(diào)整工作臺的位姿，保持工作臺水平，俯仰油缸上下俯仰以及擺動(dòng)油缸的左右擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)水槍架的位姿微調(diào)，通過跟蹤攝像機(jī)采集的圖像，確定水槍的位姿，水槍噴射高純度水進(jìn)行沖洗作業(yè)。
[0029]車載子系統(tǒng)按功能主要分為車體移動(dòng)控制模塊、上裝升降機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)及電源動(dòng)力監(jiān)控模塊和安全監(jiān)控模塊等四個(gè)模塊。車體移動(dòng)控制模塊具備前進(jìn)、后退、調(diào)速、左右轉(zhuǎn)向、支腿伸縮、輔助照明、安全監(jiān)控等功能；上裝升降機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制模塊具備單關(guān)節(jié)控制、單關(guān)節(jié)位置反饋、自動(dòng)調(diào)平及安全監(jiān)控等功能；發(fā)動(dòng)機(jī)及電源動(dòng)力監(jiān)控模塊具備發(fā)動(dòng)機(jī)啟停、調(diào)速等控制和發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)及電源電壓的監(jiān)視等功能；安全監(jiān)控模塊具備升降機(jī)構(gòu)各關(guān)節(jié)限位、支腿狀態(tài)、油溫油位、電池電壓等狀態(tài)的閾值設(shè)定及安全報(bào)警。
[0030]本實(shí)用新型的有益效果:
[0031]1、根據(jù)換流站水沖洗作業(yè)的需要，設(shè)計(jì)一種新型換流站帶電水沖洗機(jī)器人裝置，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有線信號進(jìn)行信號傳遞，使沖洗作業(yè)人員遠(yuǎn)離高壓電場，保障了作業(yè)人員的安全。
[0032]2、電氣控制系統(tǒng)的工控機(jī)通過485總線采集各類傳感器上傳的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對移動(dòng)底盤左右輪運(yùn)動(dòng)、小臂伸縮、大臂俯仰及回轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)的控制。本申請可以根據(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)。
[0033]3、該裝置利用機(jī)器人代替人工完成換流站絕緣子沖洗作業(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，對我國換流站水沖洗作業(yè)方式產(chǎn)生積極的變革作用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1為本實(shí)用新型換流站帶電水沖洗機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2為本實(shí)用新型換流站帶電水沖洗機(jī)器人制圖支撐時(shí)結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0036]圖3為本實(shí)用新型換流站帶電水沖洗機(jī)器人工作極限位置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖4為本實(shí)用新型換流站帶電水沖洗機(jī)器人液壓控制原理圖；
[0038]圖5為本實(shí)用新型換流站帶電水沖洗機(jī)器人電氣控制結(jié)構(gòu)框圖；
[0039]圖6為本實(shí)用新型換流站帶電水沖洗機(jī)器人遠(yuǎn)程遙控器面板示意圖；
[0040]圖中，1、從動(dòng)輪，2、承重輪，3、張緊緩沖裝置，4、驅(qū)動(dòng)輪，5、履帶，6、履帶底盤，7、t匕例控制閥組B，8、回轉(zhuǎn)平臺，9、調(diào)平油缸I，10、變幅鏈條，11、大臂，12、變幅油缸，13、伸縮鏈條，14、鏈輪，15、工作臺，16、俯仰油缸，17、水槍架，18、調(diào)平油缸II，19、跟蹤攝像機(jī)，20、激光測距儀，21、水槍，22、電氣控制箱，23、后液壓支腿I，24、后液壓支腿II，25、液壓油箱，26、前液壓支腿I，27、前液壓支腿11，28、柴油箱，29、連接臂，30、小臂，31、擺動(dòng)油缸。

【具體實(shí)施方式】
:
[0041]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明:
[0042]如圖1-3所示，一種換流站帶電水沖洗機(jī)器人，主體由機(jī)械本體和遠(yuǎn)程遙控裝置組成。其中，機(jī)械本體主要由車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)、多節(jié)多級伸縮臂升降機(jī)構(gòu)、水槍沖洗機(jī)構(gòu)、液壓控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)組成。車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)為履帶式移動(dòng)底盤結(jié)構(gòu)，履帶底盤的一邊為柴油箱，另一邊為液壓油箱，機(jī)器人的動(dòng)力源為車載柴油機(jī)；所述車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)通過回轉(zhuǎn)支承與升降機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)平臺8相連，升降機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)平臺8上還安裝有多節(jié)多級伸縮臂，多節(jié)多級伸縮臂的小臂30通過調(diào)平油缸II 18與水槍沖洗機(jī)構(gòu)的工作臺15相連，所述回轉(zhuǎn)平臺8上還連接有液壓控制系統(tǒng)的比例控制閥組；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)相配合利用液壓控制系統(tǒng)通過無線方式完成對機(jī)器人的車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)及水槍沖洗機(jī)構(gòu)的控制。
[0043]換流站帶電水沖洗機(jī)器人工作動(dòng)力來源車載柴油機(jī)。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)場的電源配置問題。
[0044]車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)采用履帶式移動(dòng)底盤結(jié)構(gòu),主要由履帶底盤6、左右行走馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)輪4、承重輪2、履帶5、張緊緩沖裝置3以及兩側(cè)的四個(gè)液壓支腿組成。底盤左邊為柴油箱28，右邊為液壓油箱25，后液壓支腿I 23，后液壓支腿II 24，前液壓支腿I 26，前液壓支腿II 27鉸接在履帶底盤6上。
[0045]多節(jié)多級伸縮臂組成的升降機(jī)構(gòu)主要由回轉(zhuǎn)平臺8、多節(jié)多級伸縮臂，調(diào)平機(jī)構(gòu)組成?；剞D(zhuǎn)平臺8通過回轉(zhuǎn)支承與車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，由回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)平臺8及其附屬各部件360°連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，比例控制閥組7通過螺栓連接在回轉(zhuǎn)平臺8上；兩級伸縮臂主要由大臂11、連接臂29、小臂30組成，兩級伸縮臂安裝于回轉(zhuǎn)平臺8上，大臂11鉸接到回轉(zhuǎn)平臺8上，連接臂29前后端有滑塊，滑塊與連接臂29螺栓連接，連接臂29與大臂11、小臂30滑動(dòng)連接，連接臂29的頭部安裝鏈輪14 ;變幅油缸12與大臂11、回轉(zhuǎn)平臺8鉸接連接，伸縮油缸與大臂11、連接臂29鉸接連接；調(diào)平機(jī)構(gòu)主要由調(diào)平油缸I 9和調(diào)平油缸II 18組成，調(diào)平油缸I 9安裝在回轉(zhuǎn)平臺8和大臂11間，與回轉(zhuǎn)平臺8、大臂11鉸接連接，調(diào)平油缸II 18安裝在工作臺15與小臂30之間，與工作臺15、小臂30鉸接連接；變幅鏈條10通過螺栓分別連接在大臂11、小臂30上，伸縮鏈條13的前端鉸接在大臂11前端，繞過鏈輪14，末端鉸接小臂30末端。
[0046]水槍沖洗機(jī)構(gòu)主要由工作臺15、俯仰油缸16、擺動(dòng)油缸31、水槍架17、水槍21組成。俯仰油缸16通過螺栓連接在擺動(dòng)油缸31上，擺動(dòng)油缸31通過螺栓連接在工作臺15上，水槍架17鉸接在俯仰油缸16上，水槍21螺旋連接于水槍架17上。
[0047]機(jī)器人水槍架17上安裝跟蹤攝像機(jī)19，用于實(shí)時(shí)觀察絕緣子水沖洗作業(yè)情況，實(shí)時(shí)的傳遞作業(yè)現(xiàn)場的畫面，方便遠(yuǎn)程操作人員實(shí)施作業(yè)。跟蹤攝像機(jī)19螺栓連接在水槍架17上。跟蹤攝像機(jī)19正下方裝有激光測距儀20，實(shí)時(shí)測量水槍與水沖洗作業(yè)絕緣子的距離，使其保持在安全作業(yè)距離以內(nèi)。
[0048]該機(jī)器人在作業(yè)時(shí)，通過遠(yuǎn)程遙控裝置的控制手柄控制機(jī)械本體的車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)移動(dòng)到指定區(qū)域，將前液壓支腿I 26，前液壓支腿II 27，后液壓支腿I 23，后液壓支腿II 24支撐著地，提高機(jī)器人作業(yè)穩(wěn)定性；回轉(zhuǎn)平臺8及其附屬部件可360°轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整兩級伸縮臂的方位，通過變幅油缸12與調(diào)整大臂11的俯仰角，連接臂29通過伸縮油缸實(shí)現(xiàn)伸出與收縮，小臂30在伸縮鏈條13的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)與連接臂29同步伸出與收縮，在變幅油缸12、伸縮油缸和伸縮鏈條13的共同作用下，調(diào)整大臂11、連接臂29以及小臂30的位姿；調(diào)平油缸I 9和調(diào)平油缸II 18協(xié)調(diào)調(diào)整工作臺15的位姿，保持工作臺15水平，俯仰油缸16上下俯仰以及擺動(dòng)油缸31的左右擺動(dòng)實(shí)現(xiàn)水槍架17的位姿微調(diào)，通過跟蹤攝像機(jī)19采集的圖像，確定水槍21的位姿，水槍21噴射高純度水進(jìn)行沖洗作業(yè)。
[0049]如圖4所示，換流站帶電水沖洗機(jī)器人液壓系統(tǒng)采用下部控制閥組A、上裝控制閥組B組合控制和中央回轉(zhuǎn)接頭組合控制，共有七路比例換向閥和四路手動(dòng)換向閥。換流站帶電水沖洗機(jī)器人采用柴油機(jī)為動(dòng)力，通過聯(lián)軸器與雙聯(lián)齒輪泵相連，考慮換流站帶電作業(yè)特殊環(huán)境要求，液壓系統(tǒng)均采用抗磨絕緣液壓油。液壓油從油箱，經(jīng)吸油過濾器進(jìn)入水沖洗機(jī)器人液壓控制油路，再經(jīng)回油濾油器流回油箱。其中單向閥為控制油液回流，安全閥其過載保護(hù)功能，壓力表通過壓力表開關(guān)與油路相連，并實(shí)時(shí)顯示油路液壓油壓力。中央回轉(zhuǎn)接頭是聯(lián)接回轉(zhuǎn)平臺與底盤油路的液壓元件，它保證回轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)任意角度后，液壓油路還能正常配油。
[0050]下部控制閥組A通過分配閥與液壓泵連接，主要由四組手動(dòng)換向閥控制水沖洗機(jī)器人四個(gè)支腿油缸來完成伸縮運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)比例換向閥控制左右兩個(gè)馬達(dá)，進(jìn)行機(jī)器人行走運(yùn)動(dòng)。
[0051]上裝控制閥組B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，主要由一個(gè)比例換向閥控制回轉(zhuǎn)馬達(dá)，完成上裝回轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，兩組比例換向閥控制大臂俯仰和小臂伸縮運(yùn)動(dòng)，另兩組比例換向閥通過水平擺動(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)。
[0052]如圖5所示，換流站帶電水沖洗機(jī)器人電氣控制系統(tǒng)包括車載子系統(tǒng)和遙控子系統(tǒng)。車載子系統(tǒng)包括車載上位機(jī)控制系統(tǒng)和車載驅(qū)動(dòng)器，車載上位機(jī)控制系統(tǒng)具有接收遙控子系統(tǒng)的命令，并對命令進(jìn)行解析和實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)算法的等功能。車載驅(qū)動(dòng)器接收車載上位機(jī)控制系統(tǒng)的指令實(shí)現(xiàn)對車體的閥組進(jìn)行控制的功能。遙控子系統(tǒng)具有車體的移動(dòng)、發(fā)動(dòng)機(jī)的啟停、油門的大小、升降機(jī)構(gòu)單關(guān)節(jié)控制和組合控制功能。車載子系統(tǒng)和手持終端子系統(tǒng)通過有線方式通信。
[0053]車載子系統(tǒng)按功能主要分為車體移動(dòng)控制模塊、上裝升降機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制模塊、發(fā)動(dòng)機(jī)及電源動(dòng)力監(jiān)控模塊和安全監(jiān)控模塊等四個(gè)模塊。車體移動(dòng)控制模塊具備前進(jìn)、后退、調(diào)速、左右轉(zhuǎn)向、支腿伸縮、輔助照明、安全監(jiān)控等功能；上裝升降機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)控制模塊具備單關(guān)節(jié)控制、單關(guān)節(jié)位置反饋、自動(dòng)調(diào)平及安全監(jiān)控等功能；發(fā)動(dòng)機(jī)及電源動(dòng)力監(jiān)控模塊具備發(fā)動(dòng)機(jī)啟停、調(diào)速等控制和發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)及電源電壓的監(jiān)視等功能；安全監(jiān)控模塊具備升降機(jī)構(gòu)各關(guān)節(jié)限位、支腿狀態(tài)、油溫油位、電池電壓等狀態(tài)的閾值設(shè)定及安全報(bào)警。
[0054]車載子系統(tǒng)硬件由工控機(jī)、無線接收機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換模塊、ZIGBEE、各類傳感器、比例閥、開關(guān)閥等組成。工控機(jī)通過485總線采集各類傳感器上傳的數(shù)據(jù)，并對從遠(yuǎn)程遙控器接收到的指令下發(fā)給接收機(jī)，實(shí)現(xiàn)對開關(guān)閥，比例閥的控制。接收機(jī)接收到遙控器的數(shù)據(jù)后在工控機(jī)中進(jìn)行處理然后再下發(fā)給收發(fā)機(jī)，通過對電壓值的調(diào)節(jié)控制比例閥的開合及流量大小，實(shí)現(xiàn)對移動(dòng)底盤左右輪運(yùn)動(dòng)，小臂伸縮，大臂俯仰，回轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)的控制。
[0055]各類傳感器包括拉線傳感器、角度傳感器、傾角傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、電壓傳感器與電流傳感器，拉線傳感器安裝在大臂與小臂之間，用于測量小臂的伸縮長度，大臂和頂端平臺均裝有一個(gè)角度傳感器和一個(gè)傾角傳感器，采集大臂和平臺水平和垂直方向的角度數(shù)據(jù)并傳遞給工控機(jī)，其中平臺上的角度傳感器與傾角傳感器數(shù)據(jù)通過ZIGBEE無線傳送，以實(shí)現(xiàn)頂端平臺的完全絕緣。溫度和壓力傳感器安裝在液壓油箱上，采集油箱中的油溫以及油箱中液壓油的壓力數(shù)據(jù)，采集到的數(shù)據(jù)為模擬量，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號經(jīng)過485傳遞給工控機(jī)。電壓與電流傳感器采集電路中的電壓電流值,檢測電路中的電壓電流是否穩(wěn)定，采集到的模擬信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號經(jīng)過485總線傳遞給工控機(jī)。
[0056]遠(yuǎn)程遙控器實(shí)現(xiàn)對移動(dòng)底盤、升降臂和水槍的遠(yuǎn)程控制，其中包括控制左輪前后、右輪前后、大臂左右、大臂俯仰、小臂伸縮、平臺左右；帶鎖按鍵包括工具、選擇、XYZ世界坐標(biāo)系、油門大小的控制；自恢復(fù)按鍵包括復(fù)位、發(fā)動(dòng)機(jī)啟停、示教、再現(xiàn)、啟動(dòng)的控制；指示燈包括電源、無線通信、報(bào)警指示燈。
[0057]圖6中，一種換流站帶電水沖洗機(jī)器人的遠(yuǎn)程遙控器包括7個(gè)模擬搖桿，控制左輪前后、右輪前后、大臂11左右、大臂11俯仰、小臂31伸縮、工作臺15左右、水槍17俯仰；帶鎖按鍵包括工具、選擇、XYZ世界坐標(biāo)系、油門大小的控制；自恢復(fù)按鍵包括復(fù)位、發(fā)動(dòng)機(jī)啟停、示教、再現(xiàn)、啟動(dòng)的控制；指示燈包括電源指示燈、通信指示燈、報(bào)警指示燈。
[0058]上述雖然結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，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.換流站帶電水沖洗機(jī)器人，其特征是，包括車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)，車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)為履帶式移動(dòng)底盤結(jié)構(gòu)，所述車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)通過回轉(zhuǎn)支承與升降機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)平臺相連，升降機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)平臺上還安裝有多節(jié)多級伸縮臂，多節(jié)多級伸縮臂的小臂通過調(diào)平油缸與水槍沖洗機(jī)構(gòu)的工作臺相連；水沖洗機(jī)器人還包括電氣控制系統(tǒng)，該電氣控制系統(tǒng)包括工控機(jī)，工控機(jī)與各類傳感器有線連接。
2.如權(quán)利要求1所述的換流站帶電水沖洗機(jī)器人，其特征是，所述車體移動(dòng)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、張緊緩沖裝置以及兩側(cè)的四個(gè)液壓支腿組成，左行走馬達(dá)和右行走馬達(dá)通過螺栓連接在履帶底盤支架上，驅(qū)動(dòng)輪通過驅(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)，底盤左邊為柴油箱，右邊為液壓油箱，液壓支腿鉸接在履帶底盤上。
3.如權(quán)利要求1所述的換流站帶電水沖洗機(jī)器人，其特征是，所述升降機(jī)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)平臺及調(diào)平機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)平臺通過回轉(zhuǎn)支承與車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，回轉(zhuǎn)平臺上鉸接有多節(jié)多級伸縮臂，回轉(zhuǎn)平臺及多節(jié)多級伸縮臂的大臂與變幅油缸鉸接連接，多節(jié)多級伸縮臂的大臂及連接臂與伸縮油缸鉸接連接，調(diào)平機(jī)構(gòu)包括調(diào)平油缸I和調(diào)平油缸II，調(diào)平油缸I安裝在回轉(zhuǎn)平臺和大臂間，與回轉(zhuǎn)平臺、大臂鉸接連接，調(diào)平油缸II安裝在工作臺與小臂之間，與工作臺、小臂鉸接連接。
4.如權(quán)利要求1所述的換流站帶電水沖洗機(jī)器人，其特征是，所述多節(jié)多級伸縮臂包括大臂、連接臂及小臂，大臂鉸接到回轉(zhuǎn)平臺上，連接臂前、后端均設(shè)置有滑塊，滑塊與連接臂螺栓連接，連接臂通過滑塊與大臂、小臂滑動(dòng)連接，連接臂的頭部安裝有鏈輪。
5.如權(quán)利要求4所述的換流站帶電水沖洗機(jī)器人，其特征是，所述多節(jié)多級伸縮臂的大臂、小臂上通過螺栓連接有變幅鏈條，大臂前端繞過鏈輪與伸縮鏈條的前端鉸接，伸縮鏈條的末端與小臂末端鉸接。
6.如權(quán)利要求1所述的換流站帶電水沖洗機(jī)器人，其特征是，所述水槍沖洗機(jī)構(gòu)包括俯仰油缸及擺動(dòng)油缸，俯仰油缸通過螺栓連接在擺動(dòng)油缸上，擺動(dòng)油缸通過螺栓連接在工作臺上，俯仰油缸上鉸接有水槍架，水槍架上連接有水槍。
7.如權(quán)利要求6所述的換流站帶電水沖洗機(jī)器人，其特征是，所述水槍架上通過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)正下方裝有激光測距儀，用于實(shí)時(shí)測量水槍與水沖洗作業(yè)絕緣子的距離。
8.如權(quán)利要求3所述的換流站帶電水沖洗機(jī)器人，其特征是，所述回轉(zhuǎn)平臺上還連接有液壓控制系統(tǒng)的比例控制閥組；此處的比例控制閥組為上裝控制閥組B ; 液壓控制系統(tǒng)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。
9.如權(quán)利要求8所述的換流站帶電水沖洗機(jī)器人，其特征是，所述下部控制閥組A通過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)支腿油缸來完成伸縮運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)比例換向閥控制左右兩個(gè)馬達(dá)，進(jìn)行機(jī)器人行走運(yùn)動(dòng)。
10.如權(quán)利要求8所述的換流站帶電水沖洗機(jī)器人，其特征是，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)，完成上裝回轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)比例換向閥控制大臂俯仰和小臂伸縮運(yùn)動(dòng)，另兩 個(gè)比例換向閥通過水平擺動(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)。
【文檔編號】B25J13/02GK204195767SQ201420517716
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】王振利, 蘇建軍, 劉洪正, 慕世友, 任杰, 傅孟潮, 韓磊, 魯守銀, 李健, 譚林, 呂曦晨, 王濱海, 李建祥, 趙金龍, 陳強(qiáng), 張海龍 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(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