云臺(tái)2-15上方，水槍架2-16上連接有第二水槍2-2、第二跟蹤攝像機(jī)2-1、第二激光測(cè)距儀17。水槍架2_16上通過螺栓安裝有第二跟蹤攝像機(jī)2-1，用于實(shí)時(shí)觀察絕緣子水沖洗作業(yè)情況，第二跟蹤攝像機(jī)2-1正下方裝有第二激光測(cè)距儀2-17，用于實(shí)時(shí)測(cè)量水槍與水沖洗作業(yè)絕緣子的距離。
[0055]如圖1(a)所示，一種換流站帶電主沖水沖洗機(jī)器人，主沖水沖洗機(jī)器人主要用于220KV以上的換流站絕緣子沖洗，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(jí)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(tái)8相連，升降機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)平臺(tái)8上還安裝有多節(jié)多級(jí)伸縮臂，多節(jié)多級(jí)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(tái)15相連，所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)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)通過有線方式完成對(duì)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。
[0056]換流站帶電水沖洗機(jī)器人系統(tǒng)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(chǎng)的電源配置問題。
[0057]如圖2所示，主沖機(jī)器人的車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)采用履帶式移動(dòng)底盤結(jié)構(gòu)，主要由第一履帶底盤6、左右行走馬達(dá)、從動(dòng)輪1、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。底盤左邊為第一柴油箱28，右邊為第一液壓油箱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。第一履帶底盤6上還設(shè)有電氣控制箱22。
[0058]如圖3所示，多節(jié)多級(jí)伸縮臂組成的升降機(jī)構(gòu)主要由回轉(zhuǎn)平臺(tái)8、多節(jié)多級(jí)伸縮臂，調(diào)平機(jī)構(gòu)組成?；剞D(zhuǎn)平臺(tái)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(tái)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(tái)8上；多級(jí)伸縮臂主要由大臂11、連接臂29、小臂30組成，多級(jí)伸縮臂安裝于回轉(zhuǎn)平臺(tái)8上，大臂11鉸接到回轉(zhuǎn)平臺(tái)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(tái)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(tái)8和大臂11間，與回轉(zhuǎn)平臺(tái)8、大臂11鉸接連接，調(diào)平油缸II 18安裝在工作臺(tái)15與小臂30之間，與工作臺(tái)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。
[0059]水槍沖洗機(jī)構(gòu)主要由工作臺(tái)15、俯仰油缸16、擺動(dòng)油缸31、第一水槍架17、第一水槍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(tái)15上，第一水槍架17鉸接在俯仰油缸16上，第一水槍21螺旋連接于第一水槍架17上。
[0060]機(jī)器人第一水槍架17上安裝第一跟蹤攝像機(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(chǎng)的畫面，方便遠(yuǎn)程操作人員實(shí)施作業(yè)。第一跟蹤攝像機(jī)19螺栓連接在水槍架17上。第一跟蹤攝像機(jī)19正下方裝有第一激光測(cè)距儀20，實(shí)時(shí)測(cè)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)。
[0061]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(tái)8及其附屬部件可360°轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整多級(jí)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(tái)15的位姿，保持工作臺(tái)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)，通過第一跟蹤攝像機(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)。
[0062]如圖4所示，換流站帶電水沖洗機(jī)器人系統(tǒng)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)器人系統(tǒng)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(tái)與底盤油路的液壓元件，它保證回轉(zhuǎn)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)任意角度后，液壓油路還能正常配油。
[0063]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)。
[0064]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(tái)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)。
[0065]如圖5所示，換流站帶電主沖水沖洗機(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(duì)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(duì)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。
[0066]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。
[0067]車載子系統(tǒng)硬件由工控機(jī)、有線接收機(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(duì)從遠(yuǎn)程遙控器接收到的指令下發(fā)給有線接收機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)開關(guān)閥，比例閥的控制。有線接收機(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)給有線收發(fā)機(jī)，通過對(duì)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(duì)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(tái)旋轉(zhuǎn)的控制。
[0068]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，大臂和頂端平臺(tái)均裝有一個(gè)角度傳感器和一