CN204036449U - 一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗辅冲机器人 - Google Patents

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李健
鲁守银
慕世友
任杰
傅孟潮
韩磊
王振利
谭林
吕曦晨
张海龙
王滨海
李建祥
赵金龙
高郎宏
陈强
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Abstract

本实用新型公开了一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗辅冲机器人，机械本体包括底盘，底盘固定于行走机构上，底盘上固定外壳，垂直升降机构固定于底盘上，垂直升降机构外侧四周围有风琴箱护罩，风琴箱护罩内安装有车载控制器，垂直升降机构上固定有绝缘支柱，绝缘支柱的上端固定有电控箱，电控箱控制安装在其上的水枪冲洗机构；外壳内安装有动力总成，为行走机构和垂直升降机构提供动力源，车载控制器与遥控***相配合，遥控***通过远程控制方式驱动垂直升降机构、水枪冲洗机构工作；本实用新型可代替人工完成变电站绝缘子冲洗作业，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，对我国变电站水冲洗作业方式产生积极的变革作用。

Description

一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗辅冲机器人
技术领域
本实用新型涉及一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗辅冲机器人。 
背景技术
变电站绝缘子长时间暴露在外界环境中，表面易沉积污垢，这些污垢受恶劣天气侵害容易发生污闪事故。绝缘子带电水冲洗作业可以提高供电的可靠性，减少停电损失，保证变电站及输电线路的安全。在现阶段的变电站绝缘子冲洗作业主要存在以下缺点： 
1、冲洗方式大多是由清洗技术人员手持冲洗设备进入现场进行作业，人工冲洗不仅依赖于天气情况，还需要清洗人员具备较高技术水平及熟练的操作流程，对绝缘子进行带电水冲洗时需要高规格的安全防护，以避免短路电流造成的安全事故，引发人员伤亡，这类作业方式存在安全隐患； 
2、操作人员在冲洗时，无法保证始终位于安全区域内，劳动强度高且效率低； 
3、考虑到带电水冲洗作业受到冲洗角度、水压等多方面的影响，人工作业有时不能把设备外绝缘表面的污秽物完全冲走； 
4、现有水冲洗机器人在冲洗时，行走机构、机械臂和水枪均会产生震动和摇摆，降低冲洗精确度，无法将绝缘子外表面的污物清洗干净。 
因此，研发一种能够达到减少震动、能够达到精确冲洗目的的机器人代替人工操作是非常必要的，是符合时代发展要求的。 
实用新型内容
本实用新型为了解决上述问题，提出了一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗辅冲机器人，该***可代替操作人员，与主冲洗机器人相互配合，在不停电的情况下对变电站设备进行机器人带电水冲洗作业，其可有效减轻人工清洗工作的繁重体力劳动，保证操作人员的人身安全，同时通过对设备污秽的清洗，防止设备污闪事故、保证电网的安全运行。 
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案： 
一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗辅冲机器人，包括外壳、底盘、行走机构、垂直升降机构和车载控制器，其中，底盘固定于行走机构上，所述行走机构上设有第一减震器，底盘上固定外壳，垂直升降机构固定于底盘上，垂直升降机构外侧四周围有护罩，护罩内安装 有车载控制器，垂直升降机构上固定有绝缘支柱，绝缘支柱的上端固定有电控箱，电控箱控制安装在其上的水枪冲洗机构，所述水枪冲洗机构上设有第二减震器；外壳内安装有动力总成，为行走机构和垂直升降机构提供动力源，车载控制器与遥控***相配合，遥控***通过远程控制方式驱动垂直升降机构、水枪冲洗机构工作。 
所述行走机构为履带式移动结构，包括履带底盘、行走马达、驱动轮、从动轮、承重轮、履带和张紧缓冲装置，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，底盘左边为液压油箱，右边为柴油箱。 
所述行走马达包括左、右行走马达。 
所述护罩为风琴箱护罩。 
所述垂直升降机构，包括两级垂直伸缩臂、风琴箱护罩、绝缘支柱及车载控制器，垂直伸缩臂铰接于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。 
所述水枪冲洗机构包括云台、可调式水***架和水枪；云台实现水枪水平及俯仰两个方向运动；可调式水***架铰接在云台上方，可调式水***架上固定有水枪。 
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。 
所述动力总成采用柴油机提供动力，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。 
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行走马达，控制机器人的行走运动； 
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，完成上装云台旋转运动，两个比例换向阀控制垂直升降机构的伸缩运动，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。 
所述车载控制器，包括工控机，工控机通过无线接收机连接遥控***，遥控***传输的控制信号由无线接收机接收，并传输给工控机，工控机接收控制信号后发送给无线收发机，以实现对底盘左右轮运动、垂直升降机构升降及云台的转动。 
本实用新型的有益效果为： 
(1)本实用新型主体由机械本体和远程遥控装置组成，机械本体与遥控装置之间全部通过无线信号进行信号传递，使冲洗作业人员远离高压电场，保障了作业人员的安全； 
(2)操作人员手持遥控装置，通过远程遥控装置上的控制手柄，可以远距离控制机器人机械本体的车体移动机构、升降机构及水枪冲洗机构，可以根据跟踪摄像机采集图像调整机器人的作业姿态； 
(3)采用摄像头和激光测距仪，实时监测当前的位置，使机器人工作在安全距离，保证冲洗轨迹的起点和终点定位准确，从而提高冲洗的质量和效率； 
(4)本实用新型可代替人工完成变电站绝缘子冲洗作业，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，对我国变电站水冲洗作业方式产生积极的变革作用。 
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图； 
其中，1、摄像机，2、水枪，3、电控箱，4、风琴箱护罩，5、垂直升降机构，6、车载控制器，7、底盘，8、行走机构，9、液压油箱，10、显示面板，11、动力总成，12、柴油箱，13、绝缘支柱，14、进水管，15、云台，16、可调式水***架，17、激光测距仪，18、机器人外壳。 
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。 
如图1所示，一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗辅冲机器人包括车体行走机构8、动力总成11、垂直升降机构5、水枪冲洗机构和电气控制***；其中，车体行走机构8为履带式移动底盘结构，动力总成11采用柴油机提供动力，车体行走机构上设置有第一减震器；安装于移动底盘上，垂直升降机构5连接在车体移动机构前端，垂直升降机构5安装有两级伸缩臂，两级伸缩臂的上臂通过绝缘支柱13与水枪冲洗机构的工作云台15相连；水枪冲洗机构上设有第二减震器；电气控制***包括车载子***和遥控子***，遥控子***与车载子***相配合，通过无线方式远程完成对机器人垂直升降机构及水枪冲洗机构的控制。 
车体行走机构主要由履带底盘、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，底盘左边为液压油箱 9，右边为柴油箱12。 
机器人外壳上18固定有显示面板10. 
动力总成11采用自带动力源，柴油机提供动力，可以进入密集设备区内作业，解决了现场的电源配置问题。 
垂直升降机构5包括两级垂直伸缩臂、风琴箱护罩4、绝缘支柱13及车载控制器6，垂直伸缩臂铰接于车体移动机构固定板上，绝缘支柱13安装于垂直伸缩臂上端，车载控制器6固定在垂直伸缩臂固定板上，风琴箱护罩4将两级垂直伸缩臂、绝缘支柱13及车载控制器6包围其中。 
水枪冲洗机构包括云台15、电控箱3和可调式水***架16；电控箱3安装于绝缘支柱13上，提供云台15、摄像机1所需电源；云台15实现水枪水平及俯仰两个方向运动；可调式水***架16铰接在云台上方，水枪架上连接有水枪、摄像机1、激光测距仪17。水枪架上通过螺栓安装有跟踪摄像机1，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17，用于实时测量水枪与水冲洗作业绝缘子的距离。 
动力总成11采用柴油机提供动力，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。 
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行走马达，控制机器人的行走运动； 
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，完成上装云台15的旋转运动，两个比例换向阀控制垂直升降机构的伸缩运动，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2的水平运动和俯仰运动。 
车载控制器6，包括工控机，工控机通过无线接收机连接遥控***，遥控***传输的控制信号由无线接收机接收，并传输给工控机，工控机接收控制信号后发送给无线收发机，以实现对底盘7左右轮运动、垂直升降机构升降5及云台15的转动。 
上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型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实用新型的保护范围以内。 

Claims (8)

1.一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗辅冲机器人，其特征是：包括外壳、底盘、行走机构、垂直升降机构和车载控制器，其中，底盘固定于行走机构上，所述行走机构上设有第一减震器，底盘上固定外壳，垂直升降机构固定于底盘上，垂直升降机构外侧四周围有护罩，护罩内安装有车载控制器，垂直升降机构上固定有绝缘支柱，绝缘支柱的上端固定有电控箱，电控箱控制安装在其上的水枪冲洗机构，所述水枪冲洗机构上设有第二减震器；外壳内安装有动力总成，为行走机构和垂直升降机构提供动力源，车载控制器与遥控***相配合，遥控***通过远程控制方式驱动垂直升降机构、水枪冲洗机构工作。 
2.如权利要求1所述的一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗辅冲机器人，其特征是：所述行走机构为履带式移动结构，包括履带底盘、行走马达、驱动轮、从动轮、承重轮、履带和张紧缓冲装置，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，底盘左边为液压油箱，右边为柴油箱。 
3.如权利要求1所述的一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗辅冲机器人，其特征是：所述护罩为风琴箱护罩。 
4.如权利要求1所述的一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗辅冲机器人，其特征是：所述垂直升降机构，包括两级垂直伸缩臂、风琴箱护罩、绝缘支柱及车载控制器，垂直伸缩臂铰接于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。 
5.如权利要求1所述的一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗辅冲机器人，其特征是：所述水枪冲洗机构包括云台、可调式水***架和水枪；云台实现水枪水平及俯仰两个方向运动；可调式水***架铰接在云台上方，可调式水***架上固定有水枪。 
6.如权利要求5所述的一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗辅冲机器人，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。 
7.如权利要求1所述的一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗辅冲机器人，其特征是：所述动力总成采用柴油机提供动力，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； 
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行走马达，控制机器人的行走运动； 
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，完成上装云台旋转运动，两个比例换向阀控制垂直升降机构的伸缩运动，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。 
8.如权利要求1所述的一种可精确冲洗的变电站带电水冲洗辅冲机器人，其特征是：所述车载控制器，包括工控机，工控机通过无线接收机连接遥控***，遥控***传输的控制信号由无线接收机接收，并传输给工控机，工控机接收控制信号后发送给无线收发机，以实现对底盘左右轮运动、垂直升降机构升降及云台的转动。 
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