換流站帶電水沖洗機(jī)器人系統(tǒng)的制作方法
【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)器人系統(tǒng)。
【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(duì)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(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、換流站的干擾來(lái)自開(kāi)關(guān)場(chǎng)的電暈及運(yùn)行中的換流閥，當(dāng)換流站內(nèi)交流開(kāi)關(guān)場(chǎng)和直流開(kāi)關(guān)場(chǎng)的母線、絕緣子、配件和其他設(shè)備的帶電導(dǎo)體表面電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)臨界值后，周圍空氣分子將被電離，形成電暈放電，所以，換流站的絕緣子人工清洗存在這極大的安全隱串
■/Q1、O
[0005]2、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。
[0006]3、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(wèn)題；另外，考慮著帶電水沖洗技術(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(duì)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(kāi)了換流站帶電水沖洗機(jī)器人系統(tǒng)，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)器人系統(tǒng)，包括用于高空沖洗的主沖機(jī)器人及用于低空沖洗的輔沖機(jī)器人，所述主沖機(jī)器人及輔沖機(jī)器人相互配合共同完成換流站絕緣子的沖洗；主沖機(jī)器人及輔沖機(jī)器人均包括車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)及電氣控制系統(tǒng)；
[0012]所述輔沖機(jī)器人的垂直升降機(jī)構(gòu)連接在車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)前端，垂直升降機(jī)構(gòu)安裝有多級(jí)伸縮臂，多級(jí)伸縮臂與水槍沖洗機(jī)構(gòu)的工作云臺(tái)相連；所述主沖機(jī)器人的車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)回轉(zhuǎn)支承與升降機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)平臺(tái)相連，升降機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)平臺(tái)上還安裝有多節(jié)多級(jí)伸縮臂，多節(jié)多級(jí)伸縮臂與水槍沖洗機(jī)構(gòu)的工作臺(tái)相連；電氣控制系統(tǒng)通過(guò)有線方式完成對(duì)機(jī)器人伸縮臂、及水槍沖洗機(jī)構(gòu)的控制。
[0013]所述車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)為履帶式移動(dòng)底盤結(jié)構(gòu)或輪式移動(dòng)底盤結(jié)構(gòu)或輪履切換式結(jié)構(gòu)。
[0014]所述車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)為履帶式移動(dòng)底盤結(jié)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(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)，底盤左邊為柴油箱，右邊為液壓油箱，液壓支腿鉸接在履帶底盤上。
[0015]所述升降機(jī)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)平臺(tái)及調(diào)平機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)平臺(tái)通過(guò)回轉(zhuǎn)支承與車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，回轉(zhuǎn)平臺(tái)上鉸接有多節(jié)多級(jí)伸縮臂，回轉(zhuǎn)平臺(tái)及多節(jié)多級(jí)伸縮臂的大臂與變幅油缸鉸接連接，多節(jié)多級(jí)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(tái)和大臂間，與回轉(zhuǎn)平臺(tái)、大臂鉸接連接，調(diào)平油缸II安裝在工作臺(tái)與小臂之間，與工作臺(tái)、小臂鉸接連接。
[0016]所述多節(jié)多級(jí)伸縮臂包括大臂、連接臂及小臂，大臂鉸接到回轉(zhuǎn)平臺(tái)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(guò)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(guò)鏈傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)連接臂與小臂的同步伸縮。
[0017]所述多節(jié)多級(jí)伸縮臂的大臂、小臂上通過(guò)螺栓連接有變幅鏈條，大臂前端繞過(guò)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。多節(jié)多級(jí)伸縮臂為三節(jié)兩級(jí)伸縮臂。
[0018]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(guò)螺栓連接在擺動(dòng)油缸上，擺動(dòng)油缸通過(guò)螺栓連接在工作臺(tái)上，俯仰油缸上鉸接有第一水槍架，第一水槍架上連接有第一水槍。
[0019]所述第一水槍架上通過(guò)螺栓安裝有第一跟蹤攝像機(jī)，用于實(shí)時(shí)觀察絕緣子水沖洗作業(yè)情況，第一跟蹤攝像機(jī)正下方裝有第一激光測(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。
[0020]所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)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。
[0021]所述液壓系統(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。
[0022]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)比例換向閥控制左右兩個(gè)馬達(dá)，進(jìn)行機(jī)器人行走運(yùn)動(dòng)；
[0023]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(tái)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(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)。
[0024]所述中央回轉(zhuǎn)接頭是連接回轉(zhuǎn)平臺(tái)與底盤油路的液壓元件，用于使回轉(zhuǎn)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)任意角度后，液壓油路還能正常配油。
[0025]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)包括工控機(jī)，工控機(jī)通過(guò)485總線采集各類傳感器上傳的數(shù)據(jù)，并對(duì)從遠(yuǎn)程遙控器接收到的指令下發(fā)給有線接收機(jī)，有線接收機(jī)接收到遠(yuǎn)程遙控器的數(shù)據(jù)后在工控機(jī)中進(jìn)行處理然后再下發(fā)給有線收發(fā)機(jī)，通過(guò)對(duì)電壓值的調(diào)節(jié)控制比例閥的開(kāi)合及流量大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(tái)旋轉(zhuǎn)的控制。
[0026]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(cè)量小臂的伸縮長(zhǎng)度，大臂和工作臺(tái)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(tái)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(tái)上的角度傳感器與傾角傳感器數(shù)據(jù)通過(guò)ZIGBEE有線傳送，以實(shí)現(xiàn)頂端平臺(tái)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(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)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(cè)電路中的電壓及電流是否穩(wěn)定，采集到的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)經(jīng)過(guò)485總線傳遞給工控機(jī)。
[0027]所述輔沖機(jī)器人的垂直升降機(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，垂直伸縮臂鉸連接在車體移動(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。
[0028]所述輔沖機(jī)器人的水槍沖洗機(jī)構(gòu)包括云臺(tái)、電控箱、第二水槍架；電