變電站帶電水沖洗機(jī)器人系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種變電站帶電水沖洗機(jī)器人系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]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):
[0003]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。
[0004]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；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)。
[0005]3、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。對(duì)于特殊地理位置的絕緣子，采用單獨(dú)的水沖洗機(jī)器人也存在無(wú)法保證對(duì)變電站絕緣子進(jìn)行全方位有效沖洗的問(wèn)題，因此，需要輔助沖洗設(shè)備與主沖洗機(jī)器人進(jìn)行配合工作，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣子各個(gè)位置的有效沖洗。
[0006]4、現(xiàn)有的水沖洗設(shè)備自動(dòng)化程度不高、效率低、能耗大、存在著很大的安全隱患。且現(xiàn)有水沖洗設(shè)備不具備純水制備功能，需要配套專門的純水制備裝置，設(shè)備占地面大，在場(chǎng)地空間較小的環(huán)境下，不能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的控制；或者純水制備能力較差，導(dǎo)致沖洗作業(yè)時(shí)存在安全隱患。
[0007]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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明公開了變電站帶電水沖洗機(jī)器人系統(tǒng)及方法，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。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下:
[0010]一種變電站帶電水沖洗機(jī)器人系統(tǒng)，包括:主沖洗機(jī)器人、輔助沖洗機(jī)器人、純水制備裝置；所述主沖洗機(jī)器人和輔助沖洗機(jī)器人分別與純水制備裝置通過(guò)高壓管路連接；
[0011]所述主沖洗機(jī)器人包括車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)和水槍沖洗機(jī)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)上安裝有多節(jié)多級(jí)伸縮臂，所述多節(jié)多級(jí)伸縮臂通過(guò)調(diào)平油缸與水槍沖洗機(jī)構(gòu)連接；
[0012]所述輔助沖洗機(jī)器人包括車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)、垂直升降機(jī)構(gòu)和水槍沖洗機(jī)構(gòu)；輔助沖洗機(jī)器人的垂直升降機(jī)構(gòu)與車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，垂直升降機(jī)構(gòu)安裝有多級(jí)伸縮臂，垂直升降機(jī)構(gòu)通過(guò)多級(jí)伸縮臂與水槍沖洗機(jī)構(gòu)連接。
[0013]所述輔助沖洗機(jī)器人和主沖洗機(jī)器人均包括電氣控制系統(tǒng)，所述電氣控制系統(tǒng)均包括車載子系統(tǒng)和遙控子系統(tǒng)，遙控子系統(tǒng)與車載子系統(tǒng)相配合通過(guò)無(wú)線方式完成對(duì)相應(yīng)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。
[0014]所述主沖洗機(jī)器人的車體移動(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(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)上還安裝有三節(jié)兩級(jí)伸縮臂，三節(jié)兩級(jí)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。
[0015]所述輔助沖洗機(jī)器人的車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)為履帶式移動(dòng)底盤結(jié)構(gòu)，輔助沖洗機(jī)器人的動(dòng)力總成采用柴油機(jī)提供動(dòng)力，安裝于移動(dòng)底盤上；垂直升降機(jī)構(gòu)設(shè)置在車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)前端，垂直升降機(jī)構(gòu)安裝有兩級(jí)伸縮臂，兩級(jí)伸縮臂的上臂通過(guò)絕緣支柱與水槍沖洗機(jī)構(gòu)的工作云臺(tái)相連，兩級(jí)伸縮臂的下臂固定在移動(dòng)底盤上。
[0016]所述主沖洗機(jī)器人和輔助沖洗機(jī)器人的車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)相同，均包括: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，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。
[0017]所述主沖洗機(jī)器人的升降機(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)上鉸接有三節(jié)兩級(jí)伸縮臂，回轉(zhuǎn)平臺(tái)及三節(jié)兩級(jí)伸縮臂的大臂與變幅油缸鉸接連接，三節(jié)兩級(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。
[0018]所述三節(jié)兩級(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；所述三節(jié)兩級(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。
[0019]所述主沖洗機(jī)器人的水槍沖洗機(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；
[0020]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。
[0021]所述輔助沖洗機(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、絕緣支柱和車載控制器，所述垂直伸縮臂的下端固定在車體行走機(jī)構(gòu)的固定板上，垂直伸縮臂的上端通過(guò)頂板與若干絕緣支柱連接；所述車載控制器固定在垂直伸縮臂固定板上，所述風(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。
[0022]所述輔助沖洗機(jī)器人的水槍沖洗機(jī)構(gòu)包括:云臺(tái)、電控箱、可調(diào)式水槍支架、水槍、攝像機(jī)和激光測(cè)距儀；
[0023]所述電控箱設(shè)置在絕緣支柱的上方，并固定在絕緣支柱上，用于提供云臺(tái)和攝像機(jī)所需的電源；所述云臺(tái)固定在電控箱上；所述可調(diào)式水槍支架鉸連接在云臺(tái)上方，可調(diào)式水槍支架上分別連接有水槍、攝像機(jī)和激光測(cè)距儀，所述激光測(cè)距儀設(shè)置在攝像機(jī)的正下方。
[0024]所述純水制備裝置包括:純水制備系統(tǒng)、高壓噴射系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)；
[0025]所述純水制備系統(tǒng)與聞壓唆射系統(tǒng)連接，電控系統(tǒng)與純水制備系統(tǒng)和聞壓唆射系統(tǒng)分別連接，所述電控系統(tǒng)用于控制純水制備裝置的開啟以及當(dāng)壓力或流量高于額定流量或額定壓力時(shí)的過(guò)載保護(hù)。
[0026]所述高壓噴射系統(tǒng)包括:高壓水泵、電磁離合器、動(dòng)力傳送裝置、備用泵和出水管；所述電磁離合器一端與移動(dòng)底盤自帶的取力器連接，電磁離合器的另一端通過(guò)動(dòng)力傳送裝置分別與高壓水泵和備用泵連接，所述備用泵設(shè)置在與高壓水泵相對(duì)的一側(cè)，高壓水泵的輸出端連接出水管；在所述高壓水泵的輸出端安裝有壓力檢測(cè)裝置，在所述出水管的末端設(shè)置水電阻率檢測(cè)裝置；
[0027]所述備用泵與高壓泵屬于并聯(lián)關(guān)系，在正常工作狀況下，開啟高壓泵；當(dāng)輸出高純水壓力小于規(guī)定工作壓力時(shí)，自動(dòng)開啟備用泵。
[0028]所述動(dòng)力傳送裝置包括:皮帶輪1、皮帶輪II和皮帶輪III，所述皮帶輪I安裝在電磁離合器的輸出軸、皮帶輪II安裝在高壓水泵的輸入端、皮帶輪III安裝在備用泵的輸入端；所述皮帶輪I和皮帶輪I1、皮帶輪I和皮帶輪III之間均通過(guò)皮帶傳輸動(dòng)力。
[0029]所述壓力檢測(cè)裝置和水電阻率檢測(cè)裝置均與電控系統(tǒng)相連；當(dāng)純水壓力或者電阻率不符合使用要求時(shí)，電控系統(tǒng)控制高壓泵會(huì)停止工作并報(bào)警。
[0030]所述高壓噴射系統(tǒng)還裝有手動(dòng)油門控制器，所述手動(dòng)油門控制器與柴油機(jī)油門連接，通過(guò)手動(dòng)調(diào)節(jié)油門開關(guān)大小，實(shí)現(xiàn)高壓水泵出口壓力的調(diào)節(jié)。
[0031]所述純水制備系統(tǒng)包括:活性炭、石英砂過(guò)濾器，保安過(guò)濾器，一級(jí)高壓泵，一級(jí)反滲透膜組，中間水箱，二級(jí)高壓泵，二級(jí)反滲透膜組和純水箱；
[0032]所述活性炭、石英砂過(guò)濾器的一側(cè)與自來(lái)水管相連，另一側(cè)通過(guò)管道與保安