台相连；所述主冲机器人的述车体移动机构通过回转支承与升降机构的回转平台相连，升降机构的回转平台上还安装有多节多级伸缩臂，多节多级伸缩臂与水枪冲洗机构的工作台相连；电气控制系统通过有线方式完成对机器人伸缩臂、及水枪冲洗机构的控制。2.如权利要求1所述的换流站带电水冲洗机器人系统，其特征是，所述车体移动机构为履带式移动底盘结构或轮式移动底盘结构或轮履切换式结构。3.如权利要求2所述的换流站带电水冲洗机器人系统，其特征是，所述车体移动机构为履带式移动底盘结构，主要由履带底盘、左行走马达、右行走马达、驱动轮、从动轮、承重轮、履带、张紧缓冲装置以及两侧的四个液压支腿组成，左行走马达和右行走马达通过螺栓连接在履带底盘支架上，驱动轮通过驱动轴与行走马达联接，从动轮、承重轮与张紧缓冲装置分别通过旋转轴与履带底盘支架联接，履带套在驱动轮、从动轮、承重轮与张紧缓冲装置的外侧，底盘左边为柴油箱，右边为液压油箱，液压支腿铰接在履带底盘上。4.如权利要求1所述的换流站带电水冲洗机器人系统，其特征是，所述升降机构包括回转平台及调平机构，回转平台通过回转支承与车体移动机构连接，回转平台上铰接有多节多级伸缩臂，回转平台及多节多级伸缩臂的大臂与变幅油缸铰接连接，多节多级伸缩臂的大臂及连接臂与伸缩油缸铰接连接，调平机构包括调平油缸I和调平油缸II，调平油缸I安装在回转平台和大臂间，与回转平台、大臂铰接连接，调平油缸II安装在工作台与小臂之间，与工作台、小臂铰接连接。5.如权利要求1所述的换流站带电水冲洗机器人系统，其特征是，所述多节多级伸缩臂为三节两级伸缩臂，包括大臂、连接臂及小臂，大臂铰接到回转平台上，连接臂前、后端均设置有滑块，滑块与连接臂螺栓连接，连接臂通过滑块与大臂、小臂滑动连接，连接臂的头部安装有链轮。6.如权利要求4所述的换流站带电水冲洗机器人系统，其特征是，所述多节多级伸缩臂的大臂、小臂上通过螺栓连接有变幅链条，大臂前端绕过链轮与伸缩链条的前端铰接，伸缩链条的末端与小臂末端铰接。7.如权利要求1所述的换流站带电水冲洗机器人系统，其特征是，所述水枪冲洗机构包括俯仰油缸及摆动油缸，俯仰油缸通过螺栓连接在摆动油缸上，摆动油缸通过螺栓连接在工作台上，俯仰油缸上铰接有水枪架，水枪架上连接有水枪。8.如权利要求6所述的换流站带电水冲洗机器人系统，其特征是，所述水枪架上通过螺栓安装有跟踪摄像机，用于实时观察绝缘子水冲洗作业情况，跟踪摄像机正下方装有激光测距仪，用于实时测量水枪与水冲洗作业绝缘子的距离。9.如权利要求1所述的换流站带电水冲洗机器人系统，其特征是，所述辅冲机器人的垂直升降机构包括两级垂直伸缩臂、风琴箱护罩、绝缘支柱及车载控制器，垂直伸缩臂铰连接与车体移动机构固定板上，绝缘支柱安装于垂直伸缩臂上端，车载控制器固定在垂直伸缩臂固定板上，风琴箱护罩将两级垂直伸缩臂、绝缘支柱及车载控制器包围其中。10.如权利要求1所述的换流站带电水冲洗机器人系统，其特征是，所述辅冲机器人的水枪冲洗机构包括云台、电控箱、第二水枪架；电控箱安装于绝缘支柱上，提供云台、第二跟踪摄像机所需电源；云台实现第二水枪水平及俯仰两个方向运动；第二水枪架铰连接在云台上方，第二水枪架上连接有第二水枪、第二跟踪摄像机、第二激光测距仪。第二水枪架上通过螺栓安装有第二跟踪摄像机，用于实时观察绝缘子水冲洗作业情况，第二跟踪摄像机正下方装有第二激光测距仪，用于实时测量水枪与水冲洗作业绝缘子的距离。11.如权利要求5所述的换流站带电水冲洗机器人系统，其特征是，所述回转平台上还连接有液压控制系统的比例控制阀组；此处的比例控制阀组为上装控制阀组B ; 所述液压系统包括下部控制阀组A、上装控制阀组B及中央回转接头，共有七个比例换向阀和四个手动换向阀。12.如权利要求11所述的换流站带电水冲洗机器人系统，其特征是，所述下部控制阀组A通过分配阀与液压泵连接，由四个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。13.如权利要求11所述的换流站带电水冲洗机器人系统，其特征是，所述上装控制阀组B依次经中央回转接头、上装控制切换按钮、分配阀、与液压泵连接，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，两个比例换向阀控制大臂俯仰和小臂伸缩运动，另两个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。14.如权利要求1所述的换流站带电水冲洗机器人系统，其特征是，电气控制系统包括车载子系统和遥控子系统，车载子系统包括工控机，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，有线接收机接收到远程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、大臂俯仰及回转平台旋转的控制。15.如权利要求14所述的换流站带电水冲洗机器人系统，其特征是，所述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，大臂和工作台均装有一个角度传感器和一个倾角传感器，采集大臂和工作台水平和垂直方向的角度数据并传递给工控机，其中工作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，温度传感器和压力传感器安装在液压油箱上，采集液压油箱中的油温以及液压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，电压传感器与电流传感器采集电路中的电压值及电流值，检测电路中的电压及电流是否稳定，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。16.如权利要求1所述的换流站带电水冲洗机器人系统的控制方法，其特征是，具体为:该换流站带电水冲洗机器人系统在作业时，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，前液压支腿II，后液压支腿I，后液压支腿II支撑着地，提高机器人作业稳定性； 回转平台及其附属部件可360°转动，调整多级伸缩臂的方位，通过变幅油缸与调整大臂的俯仰角，连接臂通过伸缩油缸实现伸出与收缩，小臂在伸缩链条的带动下实现与连接臂同步伸出与收缩，在变幅油缸、伸缩油缸和伸缩链条的共同作用下，调整大臂、连接臂以及小臂的位姿； 调平油缸I和调平油缸II协调调整工作台的位姿，保持工作台水平，俯仰油缸上下俯仰以及摆动油缸的左右摆动实现水枪架的位姿微调，通过跟踪摄像机采集的图像，确定水枪的位姿，水枪喷射高纯度水进行冲洗作业； 辅冲机器人在作业时，通过调节云台实现第二水枪水平及俯仰两个方向运动，第二水枪架上通过螺栓安装有第二跟踪摄像机，用于实时观察绝缘子水冲洗作业情况，第二跟踪摄像机正下方装有第二激光测距仪，用于实时测量水枪与水冲洗作业绝缘子的距离，通过跟踪摄像机采集的图像，确定水枪的位姿，水枪喷射高纯度水进行冲洗作业。
【专利摘要】本发明公开了换流站带电水冲洗机器人系统及方法，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，车体行走机构均为履带式移动底盘结构；电气控制系统包括车载子系统和遥控子系统，遥控子系统与车载子系统相配合利用液压控制系统通过有线方式完成对机器人的车体移动机构、升降机构及水枪冲洗机构的控制。该装置利用机器人代替人工完成换流站绝缘子冲洗作业，使操作人员位于安全区域内，保障了操作人员的安全，降低的劳动强度，提高冲洗效率和自动化水平。
【IPC分类】B08B3/02, B25J9/08, B25J5/00, B25J13/02, B25J19/02, B25J19/04
【公开号】CN105014674
【申请号】CN201410459449
【发明人】谭林, 刘洪正, 苏建军, 慕世友, 任杰, 傅孟潮, 鲁守银, 李健, 王振利, 吕曦晨, 王滨海, 李建祥, 赵金龙, 陈强, 张海龙
【申请人】国家电网公司, 国网山东省电力公司电力科学研究院, 山东鲁能智能技术有限公司
【公开日】2015年11月4日
【申请日】2014年9月10日