輪式變電站帶電水沖洗機器人制造技術

本實用新型專利技術公開了輪式變電站帶電水沖洗機器人，包括車體移動機構，車體移動機構為輪式移動底盤結構，所述車體移動機構通過回轉支承與升降機構的回轉平臺相連，升降機構的回轉平臺上還安裝有三節兩級伸縮臂，三節兩級伸縮臂的小臂通過調平油缸與水槍沖洗機構的工作臺相連，電氣控制系統包括車載子系統和遙控子系統，遙控子系統與車載子系統相配合利用液壓控制系統通過無線方式完成對機器人的車體移動機構、升降機構及水槍沖洗機構的控制。該裝置利用機器人代替人工完成變電站絕緣子沖洗作業，使操作人員位于安全區域內，保障了操作人員的安全，降低了勞動強度，提高沖洗效率和自動化水平。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
輪式變電站帶電水沖洗機器人
[0001 ] 本技術涉及一種輪式變電站帶電水沖洗機器人。
技術介紹
變電站絕緣子長時間暴露在外界環境中，表面易沉積污垢，這些污垢受惡劣天氣侵害容易發生污閃事故。絕緣子帶電水沖洗作業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。在現階段的變電站絕緣子沖洗作業主要存在以下缺點: 1、現有的沖洗方法無法實現智能控制，人工操作流程比較復雜，沖洗時需要大量純水，且清洗不夠徹底，清洗不速度較慢，效率較低，無法滿足現場的變電站絕緣子高精度的沖洗； 2、現有的變電站絕緣子沖洗方式大多是由清洗技術人員手持沖洗設備進入現場進行作業，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水平及熟練的操作流程，對絕緣子進行帶電水沖洗時需要高規格的安全防護，以避免短路電流造成的安全事故，引發人員傷亡，這類作業方式存在安全隱患； 3、人工作業面臨著勞動強度大，效率低，自動化水平低等諸多問題；帶電水沖洗技術要求較高，受環境、積污情況、設備爬距、設備布置方式等多種因素影響，人工沖洗時容易發生設備閃絡； 4、考慮到帶電水沖洗作業受到沖洗角度、水壓等多方面的影響，人工作業有時不能把設備外絕緣表面的污穢物完全沖走。 因此利用更安全和效率更高的機器人代替人工對變電站絕緣子進行水沖洗作業是非常有必要的，是符合時代發展要求的。
技術實現思路
為解決現有技術存在的不足，本技術公開了輪式變電站帶電水沖洗機器人，該裝置利用機器人代替人工完成變電站絕緣子沖洗作業，使操作人員位于安全區域內，保障了操作人員的安全，降低的勞動強度，提高沖洗效率和自動化水平。 為實現上述目的，本技術的具體方案如下: 輪式變電站帶電水沖洗機器人，包括車體移動機構，車體移動機構為輪式移動底盤結構，所述車體移動機構通過回轉支承與升降機構的回轉平臺相連，升降機構的回轉平臺上還安裝有伸縮臂，伸縮臂通過調平油缸與水槍沖洗機構的工作臺相連； 電氣控制系統通過遠程遙控裝置控制車體移動機構移動到指定區域，通過控制水槍沖洗機構的俯仰油缸上下俯仰以及擺動油缸的左右擺動實現水槍架的位姿微調，通過跟蹤攝像機采集的圖像，確定水槍的位姿，水槍噴射高純度水進行沖洗作業。 所述車體移動機構主要由輪式底盤、左行走馬達、右行走馬達、驅動輪、從動輪以及兩側的四個液壓支腿組成，左行走馬達和右行走馬達通過螺栓連接在輪式底盤支架上，驅動輪通過驅動軸與行走馬達聯接，從動輪通過旋轉軸與輪式底盤支架聯接，輪式底盤左邊為柴油箱，右邊為液壓油箱，液壓支腿鉸接在輪式底盤上。 所述伸縮臂為三節兩級伸縮臂，包括大臂、連接臂及小臂，大臂鉸接到回轉平臺上，連接臂前、后端均設置有滑塊，滑塊與連接臂螺栓連接，連接臂通過滑塊與大臂、小臂滑動連接，連接臂的頭部安裝有鏈輪，通過鏈傳動實現連接臂與小臂的同步伸縮。 所述升降機構包括回轉平臺及調平機構，回轉平臺通過回轉支承與車體移動機構連接，回轉平臺上鉸接有伸縮臂，回轉平臺及大臂與變幅油缸鉸接，大臂及連接臂與伸縮油缸鉸接連接，調平機構包括調平油缸I和調平油缸II，調平油缸I安裝在回轉平臺和大臂間，與回轉平臺、大臂鉸接連接，調平油缸II安裝在工作臺與小臂之間，與工作臺、小臂鉸接。 所述三節兩級伸縮臂的大臂、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。 所述水槍沖洗機構包括俯仰油缸及擺動油缸，俯仰油缸通過螺栓連接在擺動油缸上，擺動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。 所述水槍架上通過螺栓安裝有跟蹤攝像機，用于實時觀察絕緣子水沖洗作業情況，跟蹤攝像機正下方裝有激光測距儀，用于實時測量水槍與水沖洗作業絕緣子的距離。 所述回轉平臺上還連接有液壓控制系統的比例控制閥組；此處的比例控制閥組為上裝控制閥組B。 所述液壓系統包括下部控制閥組A、上裝控制閥組B及中央回轉接頭，共有七個比例換向閥和四個手動換向閥。 所述下部控制閥組A通過分配閥與液壓泵連接，由四個手動換向閥控制水沖洗機器人四個支腿油缸來完成伸縮運動，兩個比例換向閥控制左右兩個馬達，進行機器人行走運動； 所述上裝控制閥組B依次經中央回轉接頭、上裝控制切換按鈕、分配閥、與液壓泵連接，由一個比例換向閥控制回轉馬達，完成上裝回轉平臺旋轉運動，兩個比例換向閥控制大臂俯仰和小臂伸縮運動，另兩個比例換向閥通過水平擺動油缸和垂直擺動油缸實現水槍的水平運動和俯仰運動。 所述中央回轉接頭是連接回轉平臺與底盤油路的液壓元件，用于使回轉平臺旋轉任意角度后，液壓油路還能正常配油。 水沖洗機器人的電氣控制系統的遙控子系統與車載子系統相配合利用液壓控制系統通過無線方式完成對機器人的車體移動機構、升降機構及水槍沖洗機構的控制。 所述電氣控制系統包括車載子系統和遙控子系統，車載子系統包括工控機，工控機通過485總線采集多個傳感器上傳的數據，并對從遠程遙控器接收到的指令下發給無線接收機，無線接收機接收到遠程遙控器的數據后在工控機中進行處理然后再下發給無線收發機，通過對電壓值的調節控制比例閥的開合及流量大小，實現對移動底盤左右輪運動、小臂伸縮、大臂俯仰及回轉平臺旋轉的控制。 所述多個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、拉線傳感器安裝在大臂與小臂之間，大臂和工作臺均裝有一個角度傳感器和一個傾角傳感器，溫度傳感器和壓力傳感器安裝在液壓油箱上。 電壓傳感器與電流傳感器拉線傳感器用于測量小臂的伸縮長度，角度傳感器和傾角傳感器采集大臂和工作臺水平和垂直方向的角度數據并傳遞給工控機，工作臺上的角度傳感器與傾角傳感器數據通過ZIGBEE無線傳送，以實現頂端平臺的完全絕緣，溫度傳感器和壓力傳感器采集液壓油箱中的油溫以及液壓油箱中液壓油的壓力數據，采集到的數據為模擬量，經過A/D轉換成數字信號經過485傳遞給工控機，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定。 輪式變電站帶電水沖洗機器人的控制方法，具體為:該機器人在作業時，通過遠程遙控裝置的控制手柄控制機械本體的車體移動機構移動到指定區域，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，提高機器人作業穩定性； 回轉平臺及其附屬部件可360°轉動，調整兩級伸縮臂的方位，通過變幅油缸與調整大臂的俯仰角，連接臂通過伸縮油缸實現伸出與收縮，小臂在伸縮鏈條的帶動下實現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，調整大臂、連接臂以及小臂的位姿； 調平油缸I和調平油缸II協調調整工作臺的位姿，保持工作臺水平，俯仰油缸上下俯仰以及擺動油缸的左右擺動實現水槍架的位姿微調，通過跟蹤攝像機采集的圖像，確定水槍的位姿，水槍噴射高純度水進行沖洗作業。 車載子系統按控制劃分包括車載上位機控制系統和車載驅動器，車載上位機控制系統具有接收遙控子系統的命令，并對命令進行解析和實現運動算法的等功能。車載驅動器接收車載上位機控制系統的指令實現對車體的閥組進行控制的功能。遙控子系統具有車體的移動、發動機的啟停、油門的大小、升降機構單關節控制和本文檔來自技高網...

【技術保護點】
輪式變電站帶電水沖洗機器人，其特征是，包括車體移動機構，車體移動機構為輪式移動底盤結構，所述車體移動機構通過回轉支承與升降機構的回轉平臺相連，升降機構的回轉平臺上還安裝有伸縮臂，伸縮臂通過調平油缸與水槍沖洗機構的工作臺相連。

【技術特征摘要】
1.輪式變電站帶電水沖洗機器人，其特征是，包括車體移動機構，車體移動機構為輪式移動底盤結構，所述車體移動機構通過回轉支承與升降機構的回轉平臺相連，升降機構的回轉平臺上還安裝有伸縮臂，伸縮臂通過調平油缸與水槍沖洗機構的工作臺相連。2.如權利要求1所述的輪式變電站帶電水沖洗機器人，其特征是，所述車體移動機構主要由輪式底盤、左行走馬達、右行走馬達、驅動輪、從動輪以及兩側的四個液壓支腿組成，左行走馬達和右行走馬達通過螺栓連接在輪式底盤支架上，驅動輪通過驅動軸與行走馬達聯接，從動輪通過旋轉軸與輪式底盤支架聯接，輪式底盤左邊為柴油箱，右邊為液壓油箱，液壓支腿鉸接在輪式底盤上。3.如權利要求1所述的輪式變電站帶電水沖洗機器人，其特征是，所述伸縮臂為三節兩級伸縮臂，包括大臂、連接臂及小臂，大臂鉸接到回轉平臺上，連接臂前、后端均設置有滑塊，滑塊與連接臂螺栓連接，連接臂通過滑塊與大臂、小臂滑動連接，連接臂的頭部安裝有鏈輪，通過鏈傳動實現連接臂與小臂的同步伸縮。4.如權利要求1所述的輪式變電站帶電水沖洗機器人，其特征是，所述升降機構包括回轉平臺及調平機構，回轉平臺通過回轉支承與車體移動機構連接，回轉平臺上鉸接有伸縮臂，回轉平臺及大臂與變幅油缸鉸接，大臂及連接臂與伸縮油缸鉸接連接，調平機構包括調平油缸I和調平油缸II，調平油缸I安裝在回轉平臺和大臂間，與回轉平臺、大臂鉸接連接，調平油缸II安裝在工作臺與小臂之間，與工作臺、小臂鉸接。5.如權利要求3所述的輪式變電站帶電水沖洗機器人，其特征是，所述三節兩級伸縮...

【專利技術屬性】
技術研發人員：魯守銀，任杰，慕世友，傅孟潮，韓磊，李健，陳強，王振利，譚林，呂曦晨，張海龍，王濱海，李建祥，趙金龍，
申請(專利權)人：山東魯能智能技術有限公司，
類型：新型
國別省市：山東;37