CN107649436A - 一种绝缘子清洗方法及*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种绝缘子清洗方法及***，应用于带电清洗机器人，当带电清洗机器人与目标绝缘子之间的距离大于安全距离阈值时，获取带电清洗机器人的数据及目标绝缘子的清洗数据，根据目标绝缘子的清洗数据调整机器人的数据，根据调整后的机器人的数据清洗该目标绝缘子。本方案通过带电清洗机器人与目标绝缘子之间的数据关系，通过带电清洗机器人对目标绝缘子进行清洗，实现了机器人清洗变电站绝缘子，避免了人工清洗导致的劳动强度大、效率低下的问题。
Description
技术领域
本发明涉及控制领域，尤其涉及一种绝缘子清洗方法及***。
背景技术
由于环境污染问题，导致雾霾天气对变电站绝缘子设备污染的事故有逐年增加的趋势，因此，在秋冬天或环境污染严重之前对变电站绝缘子进行清洗是十分必要的。
然而，目前针对变电站绝缘子的清洗主要是采用人工在停电状态下进行，该作业方式劳动强度大、效率低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种绝缘子清洗方法及***，以解决现有技术中要实现对变电站绝缘子的清洗主要依靠人工在停电状态下进行，劳动强度大、效率低的问题，其具体方案如下：
一种绝缘子清洗方法，应用于带电清洗机器人，包括：
确定所述带电清洗机器人与所述目标绝缘子之间的距离是否大于安全距离阈值；
若是，获取所述带电清洗机器人的数据，所述带电清洗机器人的数据包括：所述带电清洗机器人的姿态信息、与所述目标绝缘子之间的距离信息及所述带电清洗机器人的清洗高度信息；
获取所述目标绝缘子的清洗数据，所述清洗数据包括：所述目标绝缘子的高度信息及清洗方式；
根据所述目标绝缘子的清洗数据调整所述带电清洗机器人的数据，根据调整后的带电清洗机器人清洗所述目标绝缘子。
进一步的，所述带电清洗机器人包括：升降机构及执行机构，所述根据所述目标绝缘子的清洗数据调整所述带电清洗机器人的数据，根据调整后的带电清洗机器人清洗所述目标绝缘子，包括：
根据所述目标绝缘子的清洗数据调整所述带电清洗机器人的数据，根据所述调整后的数据调整所述升降机构的高度，根据所述调整后的数据控制所述执行机构末端的冲洗装置的运动，实现对所述目标绝缘子的清洗。
进一步的，所述根据所述调整后的数据控制所述执行机构末端的冲洗装置的运动，实现对所述目标绝缘子的清洗，包括：
根据调整后的数据控制所述执行机构内比例阀的开度；
根据所述比例阀的开度控制所述执行机构内摆动油缸的速度；
根据对所述摆动油缸的速度控制所述执行机构的速度和位移，实现对所述执行机构末端冲洗装置运动的控制。
进一步的，所述带电清洗机器人还包括：履带底盘，所述获取所述带电清洗机器人的数据，包括：
获取所述带电清洗机器人相对于大地坐标系在各个方向上的偏转角度，所述各个方向上的偏转角度包括：所述履带底盘相对于大地的回转角，俯仰角及偏转角；
获取所述带电清洗机器人与所述目标绝缘子之间的数据，与所述相邻绝缘子之间的距离，以及所述目标绝缘子与相邻绝缘子之间的距离，所述相邻绝缘子为与所述目标绝缘子相邻的绝缘子；
获取所述升降机构的升高高度。
进一步的，所述根据所述目标绝缘子的清洗数据调整所述带电清洗机器人的数据，根据调整后的带电清洗机器人清洗所述目标绝缘子，包括：
根据所述带电清洗机器人在各个方向上的偏转角度、所述带电清洗机器人与所述目标绝缘子、相邻绝缘子之间的数据以及所述升降机构的升高高度，确定所述执行机构的运动角度；
根据所述清洗方式及所述执行机构的运动角度控制所述执行机构的运动，所述执行机构的运动包括：角度及速度。
一种绝缘子清洗***，应用于带电清洗机器人，包括：安全距离确定单元，数据获取单元，数据调整单元，其中：
所述安全距离确定单元用于确定所述带电清洗机器人与所述目标绝缘子之间的距离是否大于安全距离阈值；
所述数据获取单元用于在所述安全距离确定单元确定所述带电清洗机器人与所述目标绝缘子之间的距离大于安全距离阈值时，获取所述带电清洗机器人的数据，所述带电清洗机器人的数据包括：所述带电清洗机器人的姿态信息、与所述目标绝缘子之间的距离信息及所述带电清洗机器人的清洗高度信息，同时，获取所述目标绝缘子的清洗数据，所述清洗数据包括：所述目标绝缘子的高度信息及清洗方式；
所述数据调整单元用于根据所述目标绝缘子的清洗数据调整所述带电清洗机器人的数据，根据调整后的带电清洗机器人清洗所述目标绝缘子。
进一步的，所述带电清洗机器人包括：升降机构及执行机构，所述数据调整单元用于：
根据所述目标绝缘子的清洗数据调整所述带电清洗机器人的数据，根据所述调整后的数据调整所述升降机构的高度，根据所述调整后的数据控制所述执行机构末端的冲洗装置的运动，实现对所述目标绝缘子的清洗。
进一步的，所述数据调整单元根据所述调整后的数据控制所述执行机构末端的冲洗装置的运动，实现对所述目标绝缘子的清洗，包括：
所述数据调整单元根据调整后的数据控制所述执行机构内比例阀的开度，根据所述比例阀的开度控制所述执行机构内摆动油缸的速度，根据对所述摆动油缸的速度控制所述执行机构的速度和位移，实现对所述执行机构末端冲洗装置运动的控制。
进一步的，所述带电清洗机器人还包括：履带底盘，所述数据获取单元获取所述带电清洗机器人的数据，包括：
所述数据获取单元获取所述带电清洗机器人相对于大地坐标系在各个方向上的偏转角度，所述各个方向上的偏转角度包括：所述履带底盘相对于大地的回转角，俯仰角及偏转角；获取所述带电清洗机器人与所述目标绝缘子之间的数据，与所述相邻绝缘子之间的距离，以及所述目标绝缘子与相邻绝缘子之间的距离，所述相邻绝缘子为与所述目标绝缘子相邻的绝缘子；获取所述升降机构的升高高度。
进一步的，所述数据调整单元用于：
根据所述带电清洗机器人在各个方向上的偏转角度、所述带电清洗机器人与所述目标绝缘子、相邻绝缘子之间的数据以及所述升降机构的升高高度，确定所述执行机构的运动角度；根据所述清洗方式及所述执行机构的运动角度控制所述执行机构的运动，所述执行机构的运动包括：角度及速度。
从上述技术方案可以看出，本申请公开的绝缘子清洗方法及***，应用于带电清洗机器人，当带电清洗机器人与目标绝缘子之间的距离大于安全距离阈值时，获取带电清洗机器人的数据及目标绝缘子的清洗数据，根据目标绝缘子的清洗数据调整机器人的数据，根据调整后的机器人的数据清洗该目标绝缘子。本方案通过带电清洗机器人与目标绝缘子之间的数据关系，通过带电清洗机器人对目标绝缘子进行清洗，实现了机器人清洗变电站绝缘子，避免了人工清洗导致的劳动强度大、效率低下的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种带电清洗机器人的结构示意图；
图2为本发明实施例公开的一种执行机构的结构示意图；
图3为本发明实施例公开的一种绝缘子清洗方法的流程图；
图4为本发明实施例公开的一种绝缘子清洗方法的流程图；
图5为本发明实施例公开的一种运动***相对履带式运动平台所固结的坐标系；
图6为本发明实施例公开的一种水柱长度、云台俯仰角及云台偏转角的变化曲线图；
图7为本发明实施例公开的一种绝缘子清洗***的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种绝缘子清洗方法，应用于带电清洗机器人，其中，带电清洗机器人的结构示意图如图1所示，包括：
驱动轮101，承重轮102，避震缓冲装置103，托带轮104，导向轮105，履带106，焊接车体107，外壳组件108，升降机构109，下摆动油缸110，上摆动油缸111，冲洗装置112，固定座113，液压站114，机器人本体电控组件115，右驱动电机116，左驱动电机117。
其中，驱动轮101，承重轮102，避震缓冲装置103，托带轮104，导向轮105及履带106组成一个履带驱动单元，履带驱动单元与焊接车体107插装在一起，右驱动电机116及左驱动电机117通过螺栓与各组履带驱动单元的驱动轮101紧固，升降机构109通过螺栓与焊接车体107固定，机器人本体控制***115安装在焊接车体107的内部，下摆动油缸110及上摆动油缸111垂直交叉组成多自由度执行机构，具有俯仰和偏摆两个自由度。下摆动油缸110安装于升降机构109的顶端，通过螺栓紧固，冲洗装置112通过螺栓与固定座113安装在一起，固定座113安装于上摆动油缸111上面。
液压站为由直流电机与液压动力单元组成，液压站为执行机构提供动力。进一步的，在数据传输过程中，通过液压绝缘管路实现液压动力传输，保证上下部分绝缘。
执行机构的结构示意图如图2所示，包括：
液压站114，两个比例阀118，下摆动油缸110及上摆动油缸111组成。
液压油经液压站加压进入比例阀，后进入两个摆动油缸完成相应的动作。回油经比例阀后再经回油过滤器返回油箱。
本实施例公开的绝缘子清洗方法的流程图如图3所示，包括：
步骤S31、确定带电清洗机器人与目标绝缘子之间的距离是否大于安全距离阈值；
当带电清洗机器人与目标绝缘子之间的距离过近，如：小于安全距离阈值时，在清洗过程中，该带电清洗机器人喷出的水有可能会回溅到该带电清洗机器人上，从而导致该带电清洗机器人的短路或其他故障，导致不能继续对目标绝缘子的清洗。因此，只有在带电清洗机器人与目标绝缘子之间的距离大于安全距离阈值时，才能继续后续操作。
进一步的，当带电清洗机器人与目标绝缘子之间的距离过远，如：大于某一预设距离阈值时，在清洗过程中，该带电清洗机器人喷出的水有可能会无法到达目标绝缘子，从而导致无法对该目标绝缘子进行清洗。因此，需要使该带电清洗机器人与目标绝缘子之间的距离处于某预设距离范围内，以保证可以清洗目标绝缘子，且不会使喷出的水回溅到该带电清洗机器人上。
步骤S32、若是，获取带电清洗机器人的数据，带电清洗机器人的数据包括：带电清洗机器人的姿态信息、与目标绝缘子之间的距离信息及带电清洗机器人的清洗高度信息；
带电清洗机器人的姿态信息，即带电清洗机器人相对于大地坐标系在各个方向上的偏转角度，如：履带底盘相对于大地的回转角α，履带底盘相对于大地的俯仰角β，以及履带底盘相对于大地的偏转角γ。
带电清洗机器人与目标绝缘子之间的距离信息可以包括：带电清洗机器人与目标绝缘子a之间的距离la，带电清洗机器人与相邻绝缘子b之间的距离lb，以及目标绝缘子a与相邻绝缘子b之间的距离lab。其中，相邻绝缘子b为与目标绝缘子a相邻的绝缘子。
进一步的，带电清洗机器人与目标绝缘子之间的距离信息中，带电清洗机器人可以具体为：升降机构与履带运动平台固结位置中心处，即la为目标绝缘子a与升降机构与履带运动平台固结位置中心处的距离，lb为相邻绝缘子b与升降机构与履带运动平台固结位置中心处的距离。
带电清洗机器人的清洗高度，可以具体为：升降机构的升高高度。
另外，还可以获取执行机构的运动角度。
步骤S33、获取目标绝缘子的清洗数据，清洗数据包括：目标绝缘子的高度信息及清洗方式；
清洗方式可以为：按照什么顺序进行清洗，如：从上之下，从左到右，匀速清洗，加速清洗等。
步骤S34、根据目标绝缘子的清洗数据调整带电清洗机器人的数据，根据调整后的带电清洗机器人清洗目标绝缘子。
在确定目标绝缘子相对于带电清洗机器人所在的位置之后，调整带电清洗机器人的数据，以便于带电清洗机器人对该目标绝缘子进行清洗。
调整带电清洗机器人的数据，具体可以为：调整带电清洗机器人的高度，使其与目标绝缘子高度匹配；调整带电清洗机器人与目标绝缘子的距离，使调整后的该距离能够满足带电清洗机器人对目标绝缘子的清洗；调整冲洗装置的冲洗方式，以便于与目标绝缘子的清洗方式一致。
具体的，根据目标绝缘子的清洗数据调整带电清洗机器人的数据，根据调整后的数据调整升降机构的高度，根据调整后的数据控制执行机构末端的冲洗装置的运动，从而实现对目标绝缘子的清洗。
具体的，根据调整后的数据控制比例阀的开度，根据比例阀的开度控制上下摆动油缸的速度，根据对上下摆动油缸的速度控制执行机构的速度和位移，实现对冲洗装置运动的控制。
进一步的，可以通过绝对值编码器测量上下摆动油缸的角位移信息，并对该角位移信息进行分析后，控制比例阀的开度，从而实现对该执行机构运动的闭环控制。
本实施例公开的绝缘子清洗方法，应用于带电清洗机器人，当带电清洗机器人与目标绝缘子之间的距离大于安全距离阈值时，获取带电清洗机器人的数据及目标绝缘子的清洗数据，根据目标绝缘子的清洗数据调整机器人的数据，根据调整后的机器人的数据清洗该目标绝缘子。本方案通过带电清洗机器人与目标绝缘子之间的数据关系，通过带电清洗机器人对目标绝缘子进行清洗，实现了机器人清洗变电站绝缘子，避免了人工清洗导致的劳动强度大、效率低下的问题。
本实施例公开了一种绝缘子清洗方法，其流程图如图4所示，包括：
步骤S41、确定带电清洗机器人与目标绝缘子之间的距离是否大于安全距离阈值；
步骤S42、若是，获取带电清洗机器人的数据，带电清洗机器人的数据包括：带电清洗机器人的姿态信息、与目标绝缘子之间的距离信息及带电清洗机器人的清洗高度信息；
步骤S43、获取目标绝缘子的清洗数据，清洗数据包括：目标绝缘子的高度信息及清洗方式；
步骤S44、根据带电清洗机器人的数据确定执行机构的运动角度；
其中，带电清洗机器人的数据包括：带电清洗机器人在各个方向上的偏转角度、带电清洗机器人与目标绝缘子、相邻绝缘子之间的数据以及升降机构的升高高度。
在确定执行机构的运动角度时，首先需确定升降机构与执行机构所组成的运动***相对履带式运动平台所固结的坐标系O3，其示意图如图5所示。
其中，O3为履带式运动平台固结坐标系，坐标系的原点为升降机构与履带式运动平台固定部分的中心在大地坐标系上的投影；O4为升降机构的运动坐标系，d4位升降机构的行程相对于地面的绝对高度之和，O5为执行机构偏转运动坐标系，θ5为偏转角度，O6为执行机构俯仰运动坐标系，θ6位俯仰角度，On为目标绝缘子上冲洗点坐标系，与Ot的原点重合，原点位置为冲洗点，各坐标轴方向与O6相同。大地坐标系和目标绝缘子坐标系在图中未标出，其中，大地坐标系O0的原点与O3的原点重合，目标绝缘子坐标系Ot的原点与On的原点重合，各坐标轴方向与大地坐标系方向一致。
经过运算得到目标绝缘子相对于履带式运动平台固结坐标系的运动学矩阵为：
其中，为目标绝缘子冲洗点在履带式运动平台坐标系中的变换矩阵；为大地坐标系在履带式运动平台坐标系中的变换矩阵，为目标冲洗绝缘子冲洗点在大地坐标系中的变换矩阵。s为sin的缩写，sα为sin(α)的缩写，c为cos的缩写，cα为cos(α)的缩写。
ta为目标绝缘子相对于履带式运动平台固结坐标系的x值，其值为la·lb/lab，tb为目标绝缘子相对于履带式运动平台固结坐标系的y值，其值为tc为目标绝缘子被冲洗点至地面的高度。
执行机构上的冲洗装置，可以为：喷头，喷头相对于履带式运动平台固结坐标系的运动学矩阵为：
目标绝缘子能够被冲洗的理论基础为：
运算后得到算式(1)
其中，
a＝tacαcβ+tbsαcβ-tcsβ；
b＝ta[cαsβsγ-sαcγ]+tb[sαsβsγ+cαcγ]+tccβsγ；
c＝d4-ta[cαsβcγ+sαsγ]-tb[sαsβcγ-cαsγ]-tccβcγ；
具体的，根据图5中的坐标系，可以明确下述参数关系：
| i | ai-1 | αi-1 | di | θi | 变量 |
| 4 | 0 | 0° | d4 | 0° | d4 |
| 5 | 0 | 0° | 0 | θ5(-90°) | θ5 |
| 6 | 0 | -90° | 0 | θ6(0°) | θ6 |
| n | a6 | 0° | 0 | 0° | 无 |
根据上述表格，可以得到，
其中，cθ5＝cos(θ5)；sθ5＝sin(θ5)；cθ6＝cos(θ6)；sθ6＝sin(θ6).经运算后，可以得到，喷头相对于履带底盘的运动学矩阵变换为：
水柱与目标绝缘子重合点，即冲洗点在履带底盘坐标系中的位置为：
xn＝a6cθ5cθ6；
yn＝a6sθ5cθ6；
zn＝-a6sθ6+d4； (2)
大地坐标系相对于履带底盘固结的坐标系O3用RPY角表示，有：
其中，α为履带底盘相对于大地的回转角；
β为履带底盘相对于大地的俯仰角；
γ为履带底盘相对于大地的偏转角；
支柱绝缘子上任意点相对于大地坐标系，有：
其中：ta为支柱绝缘子相对于升降杆中心固结坐标系的x值，为定值；
tb为支柱绝缘子相对于升降杆中心固结坐标系的y值，为定值；
tc为支柱绝缘子相对于升降杆中心固结坐标系的z值，为支柱绝缘子上被冲洗点相对地面的高度；
则：
即支柱绝缘子上任一点在履带底盘坐标系中的位置为：
为保证水柱能够到达被冲洗绝缘子上的任意一点，则有：
令：
整理(4)得：
由图1中连杆坐标系所示θ5>0,θ6<0，则有：
利用matlab对上式进行数值运算，令ta＝1.4，tb＝1.6，tc＝4:0.1:6，α＝10°，β＝5°，γ＝7.5°，得到水柱长度a6、云台俯仰角θ6和云台偏转角θ5的变化曲线如图6所示。
步骤S45、根据清洗方式及执行机构的运动角度控制执行机构的运动，执行机构的运动包括：角度及速度。
通过对上述算式(1)进行解算，得到执行机构的运动角度θ5及θ6。
本实施例公开的绝缘子清洗方法，应用于带电清洗机器人，当带电清洗机器人与目标绝缘子之间的距离大于安全距离阈值时，获取带电清洗机器人的数据及目标绝缘子的清洗数据，根据目标绝缘子的清洗数据调整机器人的数据，根据调整后的机器人的数据清洗该目标绝缘子。本方案通过带电清洗机器人与目标绝缘子之间的数据关系，通过带电清洗机器人对目标绝缘子进行清洗，实现了机器人清洗变电站绝缘子，避免了人工清洗导致的劳动强度大、效率低下的问题。
本实施例公开了一种绝缘子清洗***，应用于带电清洗机器人，其结构示意图如图7所示，包括：
安全距离确定单元71，数据获取单元72及数据调整单元73。
安全距离确定单元71用于确定带电清洗机器人与目标绝缘子之间的距离是否大于安全距离阈值；
当带电清洗机器人与目标绝缘子之间的距离过近，如：小于安全距离阈值时，在清洗过程中，该带电清洗机器人喷出的水有可能会回溅到该带电清洗机器人上，从而导致该带电清洗机器人的短路或其他故障，导致不能继续对目标绝缘子的清洗。因此，只有在带电清洗机器人与目标绝缘子之间的距离大于安全距离阈值时，才能继续后续操作。
进一步的，当带电清洗机器人与目标绝缘子之间的距离过远，如：大于某一预设距离阈值时，在清洗过程中，该带电清洗机器人喷出的水有可能会无法到达目标绝缘子，从而导致无法对该目标绝缘子进行清洗。因此，需要使该带电清洗机器人与目标绝缘子之间的距离处于某预设距离范围内，以保证可以清洗目标绝缘子，且不会使喷出的水回溅到该带电清洗机器人上。
数据获取单元72用于在安全距离确定单元确定带电清洗机器人与目标绝缘子之间的距离大于安全距离阈值时，获取带电清洗机器人的数据，带电清洗机器人的数据包括：带电清洗机器人的姿态信息、与目标绝缘子之间的距离信息及带电清洗机器人的清洗高度信息，同时，获取目标绝缘子的清洗数据，清洗数据包括：目标绝缘子的高度信息及清洗方式；
带电清洗机器人的姿态信息，即带电清洗机器人相对于大地坐标系在各个方向上的偏转角度，如：履带底盘相对于大地的回转角α，履带底盘相对于大地的俯仰角β，以及履带底盘相对于大地的偏转角γ。
带电清洗机器人与目标绝缘子之间的距离信息可以包括：带电清洗机器人与目标绝缘子a之间的距离la，带电清洗机器人与相邻绝缘子b之间的距离lb，以及目标绝缘子a与相邻绝缘子b之间的距离lab。其中，相邻绝缘子b为与目标绝缘子a相邻的绝缘子。
进一步的，带电清洗机器人与目标绝缘子之间的距离信息中，带电清洗机器人可以具体为：升降机构与履带运动平台固结位置中心处，即la为目标绝缘子a与升降机构与履带运动平台固结位置中心处的距离，lb为相邻绝缘子b与升降机构与履带运动平台固结位置中心处的距离。
带电清洗机器人的清洗高度，可以具体为：升降机构的升高高度。
另外，还可以获取执行机构的运动角度。
数据调整单元73用于根据目标绝缘子的清洗数据调整所述带电清洗机器人的数据，根据调整后的带电清洗机器人清洗目标绝缘子。
清洗方式可以为：按照什么顺序进行清洗，如：从上之下，从左到右，匀速清洗，加速清洗等。
在确定目标绝缘子相对于带电清洗机器人所在的位置之后，调整带电清洗机器人的数据，以便于带电清洗机器人对该目标绝缘子进行清洗。
调整带电清洗机器人的数据，具体可以为：调整带电清洗机器人的高度，使其与目标绝缘子高度匹配；调整带电清洗机器人与目标绝缘子的距离，使调整后的该距离能够满足带电清洗机器人对目标绝缘子的清洗；调整冲洗装置的冲洗方式，以便于与目标绝缘子的清洗方式一致。
具体的，根据目标绝缘子的清洗数据调整带电清洗机器人的数据，根据调整后的数据调整升降机构的高度，根据调整后的数据控制执行机构末端的冲洗装置的运动，从而实现对目标绝缘子的清洗。
具体的，根据调整后的数据控制比例阀的开度，根据比例阀的开度控制上下摆动油缸的速度，根据对上下摆动油缸的速度控制执行机构的速度和位移，实现对冲洗装置运动的控制。
进一步的，可以通过绝对值编码器测量上下摆动油缸的角位移信息，并对该角位移信息进行分析后，控制比例阀的开度，从而实现对该执行机构运动的闭环控制。
数据调整单元用于：根据带电清洗机器人在各个方向上的偏转角度、带电清洗机器人与目标绝缘子、相邻绝缘子之间的数据以及升降机构的升高高度，确定执行机构的运动角度；根据清洗方式及执行机构的运动角度控制执行机构的运动，执行机构的运动包括：角度及速度。
其中，带电清洗机器人的数据包括：带电清洗机器人在各个方向上的偏转角度、带电清洗机器人与目标绝缘子、相邻绝缘子之间的数据以及升降机构的升高高度。
在确定执行机构的运动角度时，首先需确定升降机构与执行机构所组成的运动***相对履带式运动平台所固结的坐标系O3，其示意图如图5所示。
其中，O3为履带式运动平台固结坐标系，坐标系的原点为升降机构与履带式运动平台固定部分的中心在大地坐标系上的投影；O4为升降机构的运动坐标系，d4位升降机构的行程相对于地面的绝对高度之和，O5为执行机构偏转运动坐标系，θ5为偏转角度，O6为执行机构俯仰运动坐标系，θ6位俯仰角度，On为目标绝缘子上冲洗点坐标系，与Ot的原点重合，原点位置为冲洗点，各坐标轴方向与O6相同。大地坐标系和目标绝缘子坐标系在图中未标出，其中，大地坐标系O0的原点与O3的原点重合，目标绝缘子坐标系Ot的原点与On的原点重合，各坐标轴方向与大地坐标系方向一致。
经过运算得到目标绝缘子相对于履带式运动平台固结坐标系的运动学矩阵为：
其中，为目标绝缘子冲洗点在履带式运动平台坐标系中的变换矩阵；为大地坐标系在履带式运动平台坐标系中的变换矩阵，为目标冲洗绝缘子冲洗点在大地坐标系中的变换矩阵。s为sin的缩写，sα为sin(α)的缩写，c为cos的缩写，cα为cos(α)的缩写。
ta为目标绝缘子相对于履带式运动平台固结坐标系的x值，其值为la·lb/lab，tb为目标绝缘子相对于履带式运动平台固结坐标系的y值，其值为tc为目标绝缘子被冲洗点至地面的高度。
执行机构上的冲洗装置，可以为：喷头，喷头相对于履带式运动平台固结坐标系的运动学矩阵为：
目标绝缘子能够被冲洗的理论基础为：
运算后得到算式(1)
其中，
a＝tacαcβ+tbsαcβ-tcsβ；
b＝ta[cαsβsγ-sαcγ]+tb[sαsβsγ+cαcγ]+tccβsγ；
c＝d4-ta[cαsβcγ+sαsγ]-tb[sαsβcγ-cαsγ]-tccβcγ；
具体的，根据图5中的坐标系，可以明确下述参数关系：
| i | ai-1 | αi-1 | di | θi | 变量 |
| 4 | 0 | 0° | d4 | 0° | d4 |
| 5 | 0 | 0° | 0 | θ5(-90°) | θ5 |
| 6 | 0 | -90° | 0 | θ6(0°) | θ6 |
| n | a6 | 0° | 0 | 0° | 无 |
根据上述表格，可以得到，
其中，cθ5＝cos(θ5)；sθ5＝sin(θ5)；cθ6＝cos(θ6)；sθ6＝sin(θ6).经运算后，可以得到，喷头相对于履带底盘的运动学矩阵变换为：
水柱与目标绝缘子重合点，即冲洗点在履带底盘坐标系中的位置为：
xn＝a6cθ5cθ6；
yn＝a6sθ5cθ6；
zn＝-a6sθ6+d4； (2)
大地坐标系相对于履带底盘固结的坐标系O3用RPY角表示，有：
其中，α为履带底盘相对于大地的回转角；
β为履带底盘相对于大地的俯仰角；
γ为履带底盘相对于大地的偏转角；
支柱绝缘子上任意点相对于大地坐标系，有：
其中：ta为支柱绝缘子相对于升降杆中心固结坐标系的x值，为定值；
tb为支柱绝缘子相对于升降杆中心固结坐标系的y值，为定值；
tc为支柱绝缘子相对于升降杆中心固结坐标系的z值，为支柱绝缘子上被冲洗点相对地面的高度；
则：
即支柱绝缘子上任一点在履带底盘坐标系中的位置为：
为保证水柱能够到达被冲洗绝缘子上的任意一点，则有：
令：
整理(4)得：
由图1中连杆坐标系所示θ5>0,θ6<0，则有：
利用matlab对上式进行数值运算，令ta＝1.4，tb＝1.6，tc＝4:0.1:6，α＝10°，β＝5°，γ＝7.5°，得到水柱长度a6、云台俯仰角θ6和云台偏转角θ5的变化曲线如图6所示。
本实施例公开的绝缘子清洗***，应用于带电清洗机器人，当带电清洗机器人与目标绝缘子之间的距离大于安全距离阈值时，获取带电清洗机器人的数据及目标绝缘子的清洗数据，根据目标绝缘子的清洗数据调整机器人的数据，根据调整后的机器人的数据清洗该目标绝缘子。本方案通过带电清洗机器人与目标绝缘子之间的数据关系，通过带电清洗机器人对目标绝缘子进行清洗，实现了机器人清洗变电站绝缘子，避免了人工清洗导致的劳动强度大、效率低下的问题。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种绝缘子清洗方法，应用于带电清洗机器人，其特征在于，包括：
确定所述带电清洗机器人与所述目标绝缘子之间的距离是否大于安全距离阈值；
若是，获取所述带电清洗机器人的数据，所述带电清洗机器人的数据包括：所述带电清洗机器人的姿态信息、与所述目标绝缘子之间的距离信息及所述带电清洗机器人的清洗高度信息；
获取所述目标绝缘子的清洗数据，所述清洗数据包括：所述目标绝缘子的高度信息及清洗方式；
根据所述目标绝缘子的清洗数据调整所述带电清洗机器人的数据，根据调整后的带电清洗机器人清洗所述目标绝缘子。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述带电清洗机器人包括：升降机构及执行机构，所述根据所述目标绝缘子的清洗数据调整所述带电清洗机器人的数据，根据调整后的带电清洗机器人清洗所述目标绝缘子，包括：
根据所述目标绝缘子的清洗数据调整所述带电清洗机器人的数据，根据所述调整后的数据调整所述升降机构的高度，根据所述调整后的数据控制所述执行机构末端的冲洗装置的运动，实现对所述目标绝缘子的清洗。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述调整后的数据控制所述执行机构末端的冲洗装置的运动，实现对所述目标绝缘子的清洗，包括：
根据调整后的数据控制所述执行机构内比例阀的开度；
根据所述比例阀的开度控制所述执行机构内摆动油缸的速度；
根据对所述摆动油缸的速度控制所述执行机构的速度和位移，实现对所述执行机构末端冲洗装置运动的控制。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述带电清洗机器人还包括：履带底盘，所述获取所述带电清洗机器人的数据，包括：
获取所述带电清洗机器人相对于大地坐标系在各个方向上的偏转角度，所述各个方向上的偏转角度包括：所述履带底盘相对于大地的回转角，俯仰角及偏转角；
获取所述带电清洗机器人与所述目标绝缘子之间的数据，与所述相邻绝缘子之间的距离，以及所述目标绝缘子与相邻绝缘子之间的距离，所述相邻绝缘子为与所述目标绝缘子相邻的绝缘子；
获取所述升降机构的升高高度。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标绝缘子的清洗数据调整所述带电清洗机器人的数据，根据调整后的带电清洗机器人清洗所述目标绝缘子，包括：
根据所述带电清洗机器人在各个方向上的偏转角度、所述带电清洗机器人与所述目标绝缘子、相邻绝缘子之间的数据以及所述升降机构的升高高度，确定所述执行机构的运动角度；
根据所述清洗方式及所述执行机构的运动角度控制所述执行机构的运动，所述执行机构的运动包括：角度及速度。
6.一种绝缘子清洗***，应用于带电清洗机器人，其特征在于，包括：安全距离确定单元，数据获取单元，数据调整单元，其中：
所述安全距离确定单元用于确定所述带电清洗机器人与所述目标绝缘子之间的距离是否大于安全距离阈值；
所述数据获取单元用于在所述安全距离确定单元确定所述带电清洗机器人与所述目标绝缘子之间的距离大于安全距离阈值时，获取所述带电清洗机器人的数据，所述带电清洗机器人的数据包括：所述带电清洗机器人的姿态信息、与所述目标绝缘子之间的距离信息及所述带电清洗机器人的清洗高度信息，同时，获取所述目标绝缘子的清洗数据，所述清洗数据包括：所述目标绝缘子的高度信息及清洗方式；
所述数据调整单元用于根据所述目标绝缘子的清洗数据调整所述带电清洗机器人的数据，根据调整后的带电清洗机器人清洗所述目标绝缘子。
7.根据权利要求6所述的***，其特征在于，所述带电清洗机器人包括：升降机构及执行机构，所述数据调整单元用于：
根据所述目标绝缘子的清洗数据调整所述带电清洗机器人的数据，根据所述调整后的数据调整所述升降机构的高度，根据所述调整后的数据控制所述执行机构末端的冲洗装置的运动，实现对所述目标绝缘子的清洗。
8.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述数据调整单元根据所述调整后的数据控制所述执行机构末端的冲洗装置的运动，实现对所述目标绝缘子的清洗，包括：
所述数据调整单元根据调整后的数据控制所述执行机构内比例阀的开度，根据所述比例阀的开度控制所述执行机构内摆动油缸的速度，根据对所述摆动油缸的速度控制所述执行机构的速度和位移，实现对所述执行机构末端冲洗装置运动的控制。
9.根据权利要求7所述的***，其特征在于，所述带电清洗机器人还包括：履带底盘，所述数据获取单元获取所述带电清洗机器人的数据，包括：
所述数据获取单元获取所述带电清洗机器人相对于大地坐标系在各个方向上的偏转角度，所述各个方向上的偏转角度包括：所述履带底盘相对于大地的回转角，俯仰角及偏转角；获取所述带电清洗机器人与所述目标绝缘子之间的数据，与所述相邻绝缘子之间的距离，以及所述目标绝缘子与相邻绝缘子之间的距离，所述相邻绝缘子为与所述目标绝缘子相邻的绝缘子；获取所述升降机构的升高高度。
10.根据权利要求9所述的***，其特征在于，所述数据调整单元用于：
根据所述带电清洗机器人在各个方向上的偏转角度、所述带电清洗机器人与所述目标绝缘子、相邻绝缘子之间的数据以及所述升降机构的升高高度，确定所述执行机构的运动角度；根据所述清洗方式及所述执行机构的运动角度控制所述执行机构的运动，所述执行机构的运动包括：角度及速度。
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