變電站帶電水沖洗機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了變電站帶電水沖洗機(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(pán)結(jié)構(gòu)，所述車體移動(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)多極伸縮臂，多節(jié)多極伸縮臂的小臂通過(guò)調(diào)平油缸Ⅱ與水槍沖洗機(jī)構(gòu)的工作臺(tái)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)相配合利用液壓控制系統(tǒng)通過(guò)無(wú)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。該裝置利用機(jī)器人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。
【專利說(shuō)明】變電站帶電水沖洗機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種變電站帶電水沖洗機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]變電站，改變電壓的場(chǎng)所。為了把發(fā)電廠發(fā)出來(lái)的電能輸送到較遠(yuǎn)的地方，必須把電壓升高，變?yōu)楦邏弘姡接脩舾浇侔葱枰央妷航档?，這種升降電壓的工作靠變電站來(lái)完成。變電站的主要設(shè)備是開(kāi)關(guān)和變壓器。
[0003]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):
[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(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；
[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(wèn)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(duì)變電站絕緣子進(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)了變電站帶電水沖洗機(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。
[0010]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的具體方案如下:
[0011]變電站帶電水沖洗機(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(pán)結(jié)構(gòu)，所述車體移動(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)多極伸縮臂，多節(jié)多極伸縮臂的小臂通過(guò)調(diào)平油缸與水槍沖洗機(jī)構(gòu)的工作臺(tái)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)相配合利用液壓控制系統(tǒng)通過(guò)無(wú)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。
[0012]所述車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由履帶底盤(pán)、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(pán)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(pán)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(pán)左邊為柴油箱，右邊為液壓油箱，液壓支腿鉸接在履帶底盤(pán)上。
[0013]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)多極伸縮臂，回轉(zhuǎn)平臺(tái)及多節(jié)多極伸縮臂的大臂與變幅油缸鉸接連接，多節(jié)多極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。
[0014]所述多節(jié)多極伸縮臂為三節(jié)兩極伸縮臂，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。
[0015]所述多節(jié)多極伸縮臂的大臂、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。
[0016]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，俯仰油缸上鉸接有水槍架，水槍架上連接有水槍。
[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。
[0019]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。
[0020]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)；
[0021]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)。
[0022]所述中央回轉(zhuǎn)接頭是連接回轉(zhuǎn)平臺(tái)與底盤(pán)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。
[0023]所述電氣控制系統(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)給無(wú)線接收機(jī)，無(wú)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)給無(wú)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(pán)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。
[0024]所述多個(gè)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(tái)均裝有一個(gè)角度傳感器和一個(gè)傾角傳感器，溫度傳感器和壓力傳感器安裝在液壓油箱上。
[0025]電壓傳感器與電流傳感器拉線傳感器用于測(cè)量小臂的伸縮長(zhǎng)度，角度傳感器和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)，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無(wú)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。
[0026]變電站帶電水沖洗機(jī)器人的控制方法，具體為:該機(jī)器人在作業(yè)時(shí)，通過(guò)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(tái)及其附屬部件可360°轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整兩級(jí)伸縮臂的方位，通過(guò)變幅油缸與調(diào)整大臂的俯仰角，連接臂通過(guò)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(tái)的位姿，保持工作臺(tái)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(guò)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)按控制劃分包括車載上位機(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(mén)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(guò)無(wú)線方式通信。
[0030]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。
[0031]本實(shí)用新型的有益效果:
[0032]1、根據(jù)變電站水沖洗作業(yè)的需要，設(shè)計(jì)一種新型變電站帶電水沖洗機(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(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。
[0033]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)、多節(jié)多極伸縮臂升降機(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)。
[0034]3、該裝置利用機(jī)器人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】
[0035]圖1為本實(shí)用新型變電站帶電水沖洗機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖2為本實(shí)用新型變電站帶電水沖洗機(jī)器人制圖支撐時(shí)結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0037]圖3為本實(shí)用新型變電站帶電水沖洗機(jī)器人工作極限位置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖4為本實(shí)用新型變電站帶電水沖洗機(jī)器人液壓控制原理圖；
[0039]圖5為本實(shí)用新型變電站帶電水沖洗機(jī)器人電氣控制結(jié)構(gòu)框圖；
[0040]圖6為本實(shí)用新型變電站帶電水沖洗機(jī)器人遠(yuǎn)程遙控器面板示意圖；
[0041 ] 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(pán)，7、比例控制閥組B，8、回轉(zhuǎn)平臺(tái)，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(tái)，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(cè)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】
:
[0042]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0043]如圖1-3所示，一種變電站帶電水沖洗機(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)多極伸縮臂升降機(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(pán)結(jié)構(gòu)，履帶底盤(pán)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(guò)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)多極伸縮臂，多節(jié)多極伸縮臂的小臂30通過(guò)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(guò)無(wú)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。
[0044]變電站帶電水沖洗機(jī)器人工作動(dòng)力來(lái)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(wèn)題。
[0045]車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)采用履帶式移動(dòng)底盤(pán)結(jié)構(gòu)，主要由履帶底盤(pán)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(pán)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(pán)6上。履帶底盤(pán)6上設(shè)有電氣控制箱22。
[0046]多節(jié)多極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)多極伸縮臂，調(diào)平機(jī)構(gòu)組成?；剞D(zhuǎn)平臺(tái)8通過(guò)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(guò)螺栓連接在回轉(zhuǎn)平臺(tái)8上；兩級(jí)伸縮臂主要由大臂11、連接臂29、小臂30組成，兩級(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
II18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(guò)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(guò)鏈輪14，末端鉸接小臂30末端。
[0047]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、水槍架17、水槍21組成。俯仰油缸16通過(guò)螺栓連接在擺動(dòng)油缸31上，擺動(dòng)油缸31通過(guò)螺栓連接在工作臺(tái)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。
[0048]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(chǎng)的畫(huà)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(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)。
[0049]該機(jī)器人在作業(yè)時(shí)，通過(guò)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)整兩級(jí)伸縮臂的方位，通過(guò)變幅油缸12與調(diào)整大臂11的俯仰角，連接臂29通過(guò)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(guò)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)。
[0050]如圖4所示，變電站帶電水沖洗機(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。變電站帶電水沖洗機(jī)器人采用柴油機(jī)為動(dòng)力，通過(guò)聯(lián)軸器與雙聯(lián)齒輪泵相連，考慮變電站帶電作業(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(guò)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(guò)載保護(hù)功能，壓力表通過(guò)壓力表開(kāi)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(pán)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。
[0051]下部控制閥組A通過(guò)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(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)。
[0052]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(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)。
[0053]如圖5所示，變電站帶電水沖洗機(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(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(mén)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(guò)無(wú)線方式通信。
[0054]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。
[0055]車載子系統(tǒng)硬件由工控機(jī)、無(wú)線接收機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換模塊、ZIGBEE、各類傳感器、比例閥、開(kāi)關(guān)閥等組成。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)給無(wú)線接收機(jī)，實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)閥，比例閥的控制。無(wú)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)給無(wú)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(pán)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。
[0056]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)角度傳感器和一個(gè)傾角傳感器，采集大臂和平臺(tái)水平和垂直方向的角度數(shù)據(jù)并傳遞給工控機(jī)，其中平臺(tái)上的角度傳感器與傾角傳感器數(shù)據(jù)通過(guò)ZIGBEE無(wú)線傳送，以實(shí)現(xiàn)頂端平臺(tái)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(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)。電壓與電流傳感器采集電路中的電壓電流值,檢測(cè)電路中的電壓電流是否穩(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)。
[0057]遠(yuǎn)程遙控器實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)底盤(pán)、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(tái)左右；帶鎖按鍵包括工具、選擇、XYZ世界坐標(biāo)系、油門(mén)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(wú)線通信、報(bào)警指示燈。
[0058]圖6中，一種變電站帶電水沖洗機(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(tái)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(mén)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(wú)線通信、報(bào)警指示燈。
[0059]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，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.變電站帶電水沖洗機(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(pán)結(jié)構(gòu)，所述車體移動(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)多極伸縮臂，多節(jié)多極伸縮臂的小臂通過(guò)調(diào)平油缸與水槍沖洗機(jī)構(gòu)的工作臺(tái)相連，電氣控制系統(tǒng)包括車載子系統(tǒng)和遙控子系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的變電站帶電水沖洗機(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(pán)、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(pán)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(pán)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(pán)左邊為柴油箱，右邊為液壓油箱，液壓支腿鉸接在履帶底盤(pán)上。
3.如權(quán)利要求1所述的變電站帶電水沖洗機(jī)器人，其特征是，所述升降機(jī)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)平臺(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)多極伸縮臂，回轉(zhuǎn)平臺(tái)及多節(jié)多極伸縮臂的大臂與變幅油缸鉸接連接，多節(jié)多極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。
4.如權(quán)利要求1所述的變電站帶電水沖洗機(jī)器人，其特征是，所述多節(jié)多極伸縮臂包括大臂、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。
5.如權(quán)利要求4所述的變電站帶電水沖洗機(jī)器人，其特征是，所述多節(jié)多極伸縮臂的大臂、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。
6.如權(quán)利要求1所述的變電站帶電水沖洗機(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(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，俯仰油缸上鉸接有水槍架，水槍架上連接有水槍。
7.如權(quán)利要求6所述的變電站帶電水沖洗機(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。
8.如權(quán)利要求4所述的變電站帶電水沖洗機(jī)器人，其特征是，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 ; 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。
9.如權(quán)利要求8所述的變電站帶電水沖洗機(jī)器人，其特征是，所述下部控制閥組A通過(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)； 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)。
10.如權(quán)利要求1所述的變電站帶電水沖洗機(jī)器人，其特征是，所述電氣控制系統(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總線采集多個(gè)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)給無(wú)線接收機(jī)，無(wú)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)給無(wú)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(pán)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。
【文檔編號(hào)】B25J19/04GK204248876SQ201420518765
【公開(kāi)日】2015年4月8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】魯守銀, 李健, 蘇建軍, 劉洪正, 趙巖, 慕世友, 任杰, 傅孟潮, 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 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