换流站带电水冲洗机器人系统及方法_3

文档序号:9295405阅读:来源:国知局
机提供动力,可以进入密集设备区内作业,解决了现场的电源配置问题。
[0057]如图2所示,主冲机器人的车体移动机构采用履带式移动底盘结构,主要由第一履带底盘6、左右行走马达、从动轮1、驱动轮4、承重轮2、履带5、张紧缓冲装置3以及两侧的四个液压支腿组成。底盘左边为第一柴油箱28,右边为第一液压油箱25,后液压支腿I 23,后液压支腿II 24,前液压支腿I 26,前液压支腿II 27铰接在履带底盘6上。第一履带底盘6上还设有电气控制箱22。
[0058]如图3所示,多节多级伸缩臂组成的升降机构主要由回转平台8、多节多级伸缩臂,调平机构组成。回转平台8通过回转支承与车体移动机构连接,由回转马达驱动实现回转平台8及其附属各部件360°连续回转运动,比例控制阀组7通过螺栓连接在回转平台8上;多级伸缩臂主要由大臂11、连接臂29、小臂30组成,多级伸缩臂安装于回转平台8上,大臂11铰接到回转平台8上,连接臂29前后端有滑块,滑块与连接臂29螺栓连接,连接臂29与大臂11、小臂30滑动连接,连接臂29的头部安装链轮14 ;变幅油缸12与大臂11、回转平台8铰接连接,伸缩油缸与大臂11、连接臂29铰接连接;调平机构主要由调平油缸I 9和调平油缸II 18组成,调平油缸I 9安装在回转平台8和大臂11间,与回转平台8、大臂11铰接连接,调平油缸II 18安装在工作台15与小臂30之间,与工作台15、小臂30铰接连接;变幅链条10通过螺栓分别连接在大臂11、小臂30上,伸缩链条13的前端铰接在大臂11前端,绕过链轮14,末端铰接小臂30末端。
[0059]水枪冲洗机构主要由工作台15、俯仰油缸16、摆动油缸31、第一水枪架17、第一水枪21组成。俯仰油缸16通过螺栓连接在摆动油缸31上,摆动油缸31通过螺栓连接在工作台15上,第一水枪架17铰接在俯仰油缸16上,第一水枪21螺旋连接于第一水枪架17上。
[0060]机器人第一水枪架17上安装第一跟踪摄像机19,用于实时观察绝缘子水冲洗作业情况,实时的传递作业现场的画面,方便远程操作人员实施作业。第一跟踪摄像机19螺栓连接在水枪架17上。第一跟踪摄像机19正下方装有第一激光测距仪20,实时测量水枪与水冲洗作业绝缘子的距离,使其保持在安全作业距离以内。
[0061]该机器人在作业时,通过远程遥控装置的控制手柄控制机械本体的车体移动机构移动到指定区域,将前液压支腿I 26,前液压支腿II 27,后液压支腿I 23,后液压支腿II 24支撑着地,提高机器人作业稳定性;回转平台8及其附属部件可360°转动,调整多级伸缩臂的方位,通过变幅油缸12与调整大臂11的俯仰角,连接臂29通过伸缩油缸实现伸出与收缩,小臂30在伸缩链条13的带动下实现与连接臂29同步伸出与收缩,在变幅油缸12、伸缩油缸和伸缩链条13的共同作用下,调整大臂11、连接臂29以及小臂30的位姿;调平油缸I 9和调平油缸II 18协调调整工作台15的位姿,保持工作台15水平,俯仰油缸16上下俯仰以及摆动油缸31的左右摆动实现水枪架17的位姿微调,通过第一跟踪摄像机19采集的图像,确定水枪21的位姿,水枪21喷射高纯度水进行冲洗作业。
[0062]如图4所示,换流站带电水冲洗机器人系统液压系统采用下部控制阀组A、上装控制阀组B组合控制和中央回转接头组合控制,共有七路比例换向阀和四路手动换向阀。换流站带电水冲洗机器人系统采用柴油机为动力,通过联轴器与双联齿轮泵相连,考虑换流站带电作业特殊环境要求,液压系统均采用抗磨绝缘液压油。液压油从油箱,经吸油过滤器进入水冲洗机器人液压控制油路,再经回油滤油器流回油箱。其中单向阀为控制油液回流,安全阀其过载保护功能,压力表通过压力表开关与油路相连,并实时显示油路液压油压力。中央回转接头是联接回转平台与底盘油路的液压元件,它保证回转平台旋转任意角度后,液压油路还能正常配油。
[0063]下部控制阀组A通过分配阀与液压泵连接,主要由四组手动换向阀控制水冲洗机器人四个支腿油缸来完成伸缩运动,两个比例换向阀控制左右两个马达,进行机器人行走运动。
[0064]上装控制阀组B经中央回转接头、上装控制切换按钮、分配阀、与液压泵连接,主要由一个比例换向阀控制回转马达,完成上装回转平台旋转运动,两组比例换向阀控制大臂俯仰和小臂伸缩运动,另两组比例换向阀通过水平摆动油缸和垂直摆动油缸实现水枪的水平运动和俯仰运动。
[0065]如图5所示,换流站带电主冲水冲洗机器人电气控制系统包括车载子系统和遥控子系统。车载子系统包括车载上位机控制系统和车载驱动器,车载上位机控制系统具有接收遥控子系统的命令,并对命令进行解析和实现运动算法的等功能。车载驱动器接收车载上位机控制系统的指令实现对车体的阀组进行控制的功能。遥控子系统具有车体的移动、发动机的启停、油门的大小、升降机构单关节控制和组合控制功能。车载子系统和手持终端子系统通过有线方式通信。
[0066]车载子系统按功能主要分为车体移动控制模块、上装升降机构运动控制模块、发动机及电源动力监控模块和安全监控模块等四个模块。车体移动控制模块具备前进、后退、调速、左右转向、支腿伸缩、辅助照明、安全监控等功能;上装升降机构运动控制模块具备单关节控制、单关节位置反馈、自动调平及安全监控等功能;发动机及电源动力监控模块具备发动机启停、调速等控制和发动机状态及电源电压的监视等功能;安全监控模块具备升降机构各关节限位、支腿状态、油温油位、电池电压等状态的阈值设定及安全报警。
[0067]车载子系统硬件由工控机、有线接收机、A/D转换模块、ZIGBEE、各类传感器、比例阀、开关阀等组成。工控机通过485总线采集各类传感器上传的数据,并对从远程遥控器接收到的指令下发给有线接收机,实现对开关阀,比例阀的控制。有线接收机接收到遥控器的数据后在工控机中进行处理然后再下发给有线收发机,通过对电压值的调节控制比例阀的开合及流量大小,实现对移动底盘左右轮运动,小臂伸缩,大臂俯仰,回转平台旋转的控制。
[0068]各类传感器包括拉线传感器、角度传感器、倾角传感器、温度传感器、压力传感器、电压传感器与电流传感器,拉线传感器安装在大臂与小臂之间,用于测量小臂的伸缩长度,大臂和顶端平台均装有一个角度传感器和一个倾角传感器,采集大臂和平台水平和垂直方向的角度数据并传递给工控机,其中平台上的角度传感器与倾角传感器数据通过ZIGBEE有线传送,以实现顶端平台的完全绝缘。温度和压力传感器安装在液压油箱上,采集油箱中的油温以及油箱中液压油的压力数据,采集到的数据为模拟量,经过A/D转换成数字信号经过485传递给工控机。电压与电流传感器采集电路中的电压电流值,检测电路中的电压电流是否稳定,采集到的模拟信号经过A/D转换模块转换为数字信号经过485总线传递给工控机。
[0069]远程遥控器实现对移动底盘、升降臂和水枪的远程控制,其中包括控制左轮前后、右轮前后、大臂左右、大臂俯仰、小臂伸缩、平台左右;带锁按键包括工具、选择、XYZ世界坐标系、油门大小的控制;自恢复按键包括复位、发动机启停、示教、再现、启动的控制;指示灯包括电源、有线通信、报警指示灯。
[0070]图6中,一种换流站带电主冲水冲洗机器人的远程遥控器包括7个模拟摇杆,控制左轮前后、右轮前后、大臂11左右、大臂11俯仰、小臂31伸缩、工作台15左右、水枪17俯仰;带锁按键包括工具、选择、XYZ世界坐标系、油门大小的控制;自恢复按键包括复位、发动机启停、示教、再现、启动的控制;指示灯包括电源、有线通信、报警指示灯。
[0071]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1.换流站带电水冲洗机器人系统,其特征是,包括用于高空冲洗的主冲机器人及用于低空冲洗的辅冲机器人,所述主冲机器人及辅冲机器人相互配合共同完成换流站绝缘子的冲洗;主冲机器人及辅冲机器人均包括车体移动机构及电气控制系统; 所述辅冲机器人的垂直升降机构连接在车体移动机构前端,垂直升降机构安装有多级伸缩臂,多级伸缩臂与水枪冲洗机构的工作云
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