高压工频交流耐压系统移动式测量装置及其对准控制方法_3

文档序号:9505360阅读:来源:国知局
晃动,或者因运动过大而造成设备相互间碰撞而发生 损坏,因此在支撑台12上固定有推送机构13,推送机构13包括用于放置测量电阻的托架、 推送电机、由推送电机驱动的主动辊、配合主动辊支撑托架的从动辊,主动辊和从动辊采用 橡胶轮,提高摩擦力,利用该推送机构13能够将限流电阻11沿着其轴向微调位移。
[0050] 为避免端部放电,造成危险,连接座9由四个均压环通过导电支架连接构成,其中 两个均压环竖直设置,两个竖直设置的均压环上方和下方各设有一个水平设置的均压环, 位于底端的均压环的底面设有用于与接触座8接触的凹腔,凹腔为腰型孔,这样能提高接 触座8支撑的可靠性,同时利用腰型孔能在限流电阻11发生轴向位移时,也能适应连接座 9的支撑。
[0051] 由于设备采用自动化对接,因此现有的单孔式对接给对接工作带来不便,因此试 验变压器14上悬吊有导电金属片,导电金属片竖直设置用于支撑导电柱10,导电金属片上 竖直设有腰型孔,且腰型孔呈上大下小的结构,这样较为宽大的上部便于对接,窄小的下部 能够保证固定可靠。移动基座1上设有控制整个平台上电器部件的控制柜和电源。
[0052] 测量平台在进行试验时,需要移动基座1锁止固定,不能发生移动,因此在移动 基座1四角均设有贯穿的螺纹孔,每个螺纹孔内竖直固定有螺纹杆,螺纹杆上端电设有旋 转把手,方便转动螺纹杆,底端设有支撑块,这样通过旋转把手可以通过支撑块将万向轮悬 空,保证移动基座1固定可靠,移动基座1上安装有水平仪,则可以在调节四角的旋转把手 时,方便调控移动基座1的水平度,并且在支撑块底面通过转轴连接垫块,通过转轴结构可 以降低旋转把手时的摩擦力。此外,移动基座1上设有用于配合导电柱10对准试验变压器 14安装位置的激光发射器,方便调整移动基座1的位置。
[0053] 导电柱10位于移动基座1前端,移动基座1前端设有两个红外传感器15,试验变 压器14固定位置不动,试验变压器14上安装有与两个红外传感器15相配合的两个红外反 射体16,两个红外传感器15发出的红外光分别被试验变压器14连接件上的两个反射体16 反射回来,利用红外传感器15进行精确定位,两个红外传感器15和两个红外反射体16为 镜像配合关系。移动基座1前端设有超声波定位器,利用超声波定位器粗略探测试验变压 器14与移动基座1之间的间距。
[0054] 移动基座1由动力轮和万向轮支撑,动力轮固定在转向机构上,动力轮设有两个 分别位于移动基座1前端的两侧,或者动力轮设有一个且位于移动基座1前端的中部。通 过动力轮可以实现移动基座1的前进,通过转向机构实现移动基座1的转向。
[0055] 红外传感器15和超声波定位器均输出感应信号至控制器,控制器输出控制信号 至动力轮的驱动单元和转向机构,控制利用三角法就能计算出移动基座1与试验变压器14 的相对位置,进而规划出测量平台对接过程和运动轨迹。移动基座1沿着该轨迹行走就能 实现与试验变压器14的对接。
[0056] 移动基座1运动过程中会发生转向,因此每个红外传感器15均由步进电机驱动旋 转,当红外传感器15采集不到反射体16的信号时,则由相应的控制单元控制步进电机旋 转,寻找反射体16,则能够保证红外传感器15能够实时的准确的获取距离信息。
[0057] 转向机构的结构如下:其设有固定在移动基座1上的轴座,轴座外设有轴套,动力 轮固定在轴套底面,轴套外设有一圈转向齿轮,移动基座1上设有转向电机,转向电机的输 出轴上设有与转向齿轮相啮合的驱动齿轮,通过驱动电机旋转,则能够控制动力轮的360 度旋转,并且利用万向轮支撑,保证移动基座1运动的灵活性,其能够进行自转运动和前进 运动。
[0058] 基于上述高压工频交流耐压系统测量平台自动对准系统的控制方法如下:
[0059] 超声波定位器采集与试验变压器14的间距信息;
[0060] 当超声波定位器采集的距离信号大于预设切换距离值,则进入靠近阶段,当超声 波定位器采集的距离信号小于预设切换距离值,则进入对接阶段;
[0061] 靠近阶段:移动平台由初始位置沿直线向试验变压器14位移;当移动基座1进入 对接的初始状态,如图3 (a),此时移动基座1到达靠近点,原地逆时针旋转,直到能检测到 试验变压器14,然后机器人用红外传感器15进行定位,得到图2中0点的坐标和角度Θ, 并进入靠近过程。
[0062] 靠近阶段过程中,移动基座1根据获得的位置信息首先原地旋转角度(90° -Θ), 使它的方向与y轴垂直,然后直线行走一段距离,使得〇点位于y轴上,最后移动基座1再 朝试验变压器14方向旋转90°,使它的连接点和试验变压器14的连接点在一条直线上,并 进入对接过程。
[0063] 靠近阶段移动基座1从一个初始位置开始沿着一条最短路径运动到与试验变压 器14十分靠近的某个位置,该位置到试验变压器14的距离小于所用红外传感器15的最大 测量距离,且在试验变压器14连接件的一侧,这一阶段测量平台的位置在全局坐标系下描 述,位置信息由超声波定位系统确定。
[0064] 对接阶段:两个红外传感器15分别采集与试验变压器14上与之匹配的反射体16 的间距信息,如图2所示,通过坐标变换将移动基座1所在靠近点的坐标从全局坐标系变换 到局部坐标系,这时移动基座1的位置在一个局部坐标系下描述,移动基座1通过一对红外 传感器15,用三角法确定它与试验变压器14的相对位置,并自动设计运动轨迹,调整与试 验变压器14的相对位置,使得最终能与试验变压器14实现对接。
[0065] 移动基座1的对接装置是由安装在试验变压器14上的两个红外反射体16和安装 在移动基座1前端的两个红外传感器15构成。这两个红外传感器15能够在步进电机的驱 动下旋转且每个传感器中都包括一个红外发射和一个红外接收模块。具体原理为,红外传 感器15向前方发出一个很细的红外光束,如果该红外光束在感知距离内碰到了红外反射 体16,就会将红外光反射回传感器,并由传感器输出一个高电平或低电平。为了实现定位功 能,在试验变压器14连接点的下方两侧放置两个与红外传感器15同高度的圆柱型反射体 16。对接时,当移动基座1上的红外传感器15发出的红外光试验变压器14上的反射体16 时,就会被反射回去,根据红外传感器15转过的角度就能确定移动基座1和试验变压器14 的相对位置,驱动红外传感器15的步进电机由AVR单片机控制(或由控制器统一控制),传 感器的输出电平也输入到单片机中,单片机通过串口与主机进行通讯。
[0066] 如图2所示,定位算法如下:
[0067] 对接过程中,移动基座1的位置由局部坐标系来描述,该坐标系以试验变压器14 上的两个反射体16连线的中点为原点,以两个反射体16的连线为X轴。分别让两个红外 传感器15从平行于两传感器连线的方向开始旋转,当检测到反射体16时,就会输出一个高 电平,单片机可分别计算出此时驱动传感器的步进电机转过的角度<Μ,a 2, P1, β2。
[0068] 根据正玄定理,在AABC中,
[0076] 由以上各式可得γ的大小,贝1J角Θ = γ-(180° - α 2)
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