一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人，包括車體移動機構(gòu)、升降機構(gòu)、電氣控制系統(tǒng)和水槍沖洗機構(gòu)，其中，車體移動機構(gòu)上設(shè)有第一減震器；車體移動機構(gòu)通過回轉(zhuǎn)支承與升降機構(gòu)的回轉(zhuǎn)平臺相連，升降機構(gòu)的回轉(zhuǎn)平臺上還安裝有機械臂，機械臂上設(shè)有第二減震器，機械臂與水槍沖洗機構(gòu)的工作臺相連，電氣控制系統(tǒng)包括車載子系統(tǒng)和遙控子系統(tǒng)，遙控子系統(tǒng)與車載子系統(tǒng)相配合，通過無線方式完成對機器人的車體移動機構(gòu)、升降機構(gòu)及水槍沖洗機構(gòu)的控制；該裝置利用機器人代替人工完成變電站絕緣子沖洗作業(yè)，使操作人員位于安全區(qū)域內(nèi)，保障了操作人員的安全，降低的勞動強度，提高沖洗效率和自動化水平。
【專利說明】一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人。

【背景技術(shù)】
[0002]變電站絕緣子長時間暴露在外界環(huán)境中，表面易沉積污垢，這些污垢受惡劣天氣侵害容易發(fā)生污閃事故。絕緣子帶電水沖洗作業(yè)可以提高供電的可靠性，減少停電損失，保證變電站及輸電線路的安全。現(xiàn)階段的絕緣子沖洗作業(yè)存在以下幾方面的缺點:
[0003]1、沖洗方式大多是由清洗技術(shù)人員手持沖洗設(shè)備進入現(xiàn)場進行作業(yè)，人工沖洗不僅依賴于天氣情況，還需要清洗人員具備較高技術(shù)水平及熟練的操作流程，對絕緣子進行帶電水沖洗時需要高規(guī)格的安全防護，以避免短路電流造成的安全事故，引發(fā)人員傷亡，這類作業(yè)方式存在安全隱患；
[0004]2、操作人員在沖洗時，無法保證始終位于安全區(qū)域內(nèi)，勞動強度高且效率低；
[0005]3、考慮到帶電水沖洗作業(yè)受到?jīng)_洗角度、水壓等多方面的影響，人工作業(yè)有時不能把設(shè)備外絕緣表面的污移1物完全沖走；
[0006]4、現(xiàn)有水沖洗機器人在沖洗時，行走機構(gòu)、機械臂和水槍均會產(chǎn)生震動和搖擺，降低沖洗精確度，無法將絕緣子外表面的污物清洗干凈。
[0007]因此，研發(fā)一種能夠達到減少震動、能夠達到精確沖洗目的的機器人代替人工操作是非常必要的，是符合時代發(fā)展要求的。
實用新型內(nèi)容
[0008]本實用新型為了解決上述問題，提出了一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人，該系統(tǒng)可代替操作人員，在不停電的情況下對變電站設(shè)備進行機器人帶電水沖洗作業(yè)，其可有效減輕人工清洗工作的繁重體力勞動，保證操作人員的人身安全，同時減少機器人行走、噴射沖洗時產(chǎn)生的震動，精確清洗絕緣子上的污物，防止設(shè)備污閃事故、保證電網(wǎng)的安全運行。
[0009]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0010]一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人，包括車體移動機構(gòu)、升降機構(gòu)、電氣控制系統(tǒng)和水槍沖洗機構(gòu)，其中，車體移動機構(gòu)上設(shè)有第一減震器；所述車體移動機構(gòu)與升降機構(gòu)連接，升降機構(gòu)上安裝有機械臂，所述機械臂上設(shè)有第二減震器，機械臂與水槍沖洗機構(gòu)的工作臺相連，電氣控制系統(tǒng)包括車載子系統(tǒng)和遙控子系統(tǒng)，遙控子系統(tǒng)與車載子系統(tǒng)相配合，通過無線方式完成對機器人的車體移動機構(gòu)、升降機構(gòu)及水槍沖洗機構(gòu)的控制；
[0011]所述升降機構(gòu)包括回轉(zhuǎn)平臺及調(diào)平機構(gòu)，回轉(zhuǎn)平臺通過回轉(zhuǎn)支承與車體移動機構(gòu)連接，回轉(zhuǎn)平臺上連接有機械臂，回轉(zhuǎn)平臺及機械臂與油缸系統(tǒng)連接。
[0012]所述車體移動機構(gòu)，包括履帶底盤、左行走馬達、右行走馬達、驅(qū)動輪、從動輪、承重輪、履帶、張緊緩沖裝置以及兩側(cè)的四個液壓支腿，左行走馬達和右行走馬達通過螺栓連接在履帶底盤支架上，驅(qū)動輪通過驅(qū)動軸與行走馬達聯(lián)接，從動輪、承重輪與張緊緩沖裝置分別通過旋轉(zhuǎn)軸與履帶底盤支架聯(lián)接，履帶套在驅(qū)動輪、從動輪、承重輪與張緊緩沖裝置的外側(cè)，底盤左邊為柴油箱，右邊為液壓油箱，液壓支腿鉸接在履帶底盤上。
[0013]所述車體移動機構(gòu)包括輪式底盤、左行走馬達、右行走馬達、驅(qū)動輪、從動輪以及兩側(cè)的四個液壓支腿，左行走馬達和右行走馬達通過螺栓連接在輪式底盤支架上，驅(qū)動輪通過驅(qū)動軸與行走馬達聯(lián)接，從動輪通過旋轉(zhuǎn)軸與輪式底盤支架聯(lián)接，輪式底盤左邊為柴油箱，右邊為液壓油箱，液壓支腿鉸接在輪式底盤上。
[0014]所述機械臂為三節(jié)兩級伸縮臂。
[0015]所述三節(jié)兩級伸縮臂包括大臂、連接臂及小臂，大臂鉸接到回轉(zhuǎn)平臺上，連接臂前、后端均設(shè)置有滑塊，滑塊與連接臂螺栓連接，連接臂通過滑塊與大臂、小臂滑動連接，連接臂的頭部安裝有鏈輪，通過鏈傳動實現(xiàn)連接臂與小臂的同步伸縮。
[0016]所述三節(jié)兩級伸縮臂的大臂、小臂上通過螺栓連接有變幅鏈條，大臂前端繞過鏈輪與伸縮鏈條的前端鉸接，伸縮鏈條的末端與小臂末端鉸接。
[0017]所述油缸系統(tǒng)包括變幅油缸和伸縮油缸，其中，回轉(zhuǎn)平臺及大臂與變幅油缸鉸接連接，大臂及連接臂與伸縮油缸連接，調(diào)平機構(gòu)包括調(diào)平油缸I和調(diào)平油缸II，調(diào)平油缸I安裝在回轉(zhuǎn)平臺和大臂間，與回轉(zhuǎn)平臺、大臂連接，調(diào)平油缸II安裝在工作臺與小臂之間，與工作臺、小臂連接。
[0018]所述水槍沖洗機構(gòu)包括俯仰油缸及擺動油缸，俯仰油缸通過螺栓連接在擺動油缸上，擺動油缸通過螺栓連接在工作臺上，俯仰油缸上鉸接有水槍架，水槍架上連接有水槍。
[0019]所述水槍架上通過螺栓安裝有跟蹤攝像機，用于實時觀察絕緣子水沖洗作業(yè)情況，跟蹤攝像機正下方裝有激光測距儀，用于實時測量水槍與水沖洗作業(yè)絕緣子的距離。
[0020]所述回轉(zhuǎn)平臺上還連接有液壓控制系統(tǒng)的比例控制閥組；此處的比例控制閥組為上裝控制閥組B。
[0021]所述液壓系統(tǒng)包括下部控制閥組A、上裝控制閥組B及中央回轉(zhuǎn)接頭，共有七個比例換向閥和四個手動換向閥。
[0022]所述下部控制閥組A通過分配閥與液壓泵連接，由四個手動換向閥控制水沖洗機器人四個支腿油缸來完成伸縮運動，兩個比例換向閥控制左右兩個馬達，進行機器人行走運動；
[0023]所述上裝控制閥組B依次經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭、上裝控制切換按鈕、分配閥、與液壓泵連接，由一個比例換向閥控制回轉(zhuǎn)馬達，完成上裝回轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)運動，兩個比例換向閥控制大臂俯仰和小臂伸縮運動，另兩個比例換向閥通過水平擺動油缸和垂直擺動油缸實現(xiàn)水槍的水平運動和俯仰運動。
[0024]所述中央回轉(zhuǎn)接頭是連接回轉(zhuǎn)平臺與底盤油路的液壓元件，用于使回轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)任意角度后，液壓油路還能正常配油。
[0025]所述電氣控制系統(tǒng)包括車載子系統(tǒng)和遙控子系統(tǒng)，車載子系統(tǒng)包括工控機，工控機通過485總線采集各類傳感器上傳的數(shù)據(jù)，并對從遠程遙控器接收到的指令下發(fā)給無線接收機，無線接收機接收到遠程遙控器的數(shù)據(jù)后在工控機中進行處理然后再下發(fā)給無線收發(fā)機，通過對電壓值的調(diào)節(jié)控制比例閥的開合及流量大小，實現(xiàn)對移動底盤左右輪運動、小臂伸縮、大臂俯仰及回轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)的控制。
[0026]所述各類傳感器包括拉線傳感器、角度傳感器、傾角傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、電壓傳感器與電流傳感器，拉線傳感器安裝在大臂與小臂之間，用于測量小臂的伸縮長度，大臂和工作臺均裝有一個角度傳感器和一個傾角傳感器，采集大臂和工作臺水平和垂直方向的角度數(shù)據(jù)并傳遞給工控機，其中工作臺上的角度傳感器與傾角傳感器數(shù)據(jù)通過ZIGBEE無線傳送，以實現(xiàn)頂端平臺的完全絕緣，溫度傳感器和壓力傳感器安裝在液壓油箱上，采集液壓油箱中的油溫以及液壓油箱中液壓油的壓力數(shù)據(jù)，采集到的數(shù)據(jù)為模擬量，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號經(jīng)過485傳遞給工控機，電壓傳感器與電流傳感器采集電路中的電壓值及電流值，檢測電路中的電壓及電流是否穩(wěn)定，采集到的模擬信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號經(jīng)過485總線傳遞給工控機。
[0027]車載子系統(tǒng)包括車載上位機控制系統(tǒng)和車載驅(qū)動器，車載上位機控制系統(tǒng)具有接收遙控子系統(tǒng)的命令，并對命令進行解析和實現(xiàn)運動算法的等功能。車載驅(qū)動器接收車載上位機控制系統(tǒng)的指令實現(xiàn)對車體的閥組進行控制的功能。遙控子系統(tǒng)具有車體的移動、發(fā)動機的啟停、油門的大小、升降機構(gòu)單關(guān)節(jié)控制和組合控制功能。車載子系統(tǒng)和手持終端子系統(tǒng)通過無線方式通信。
[0028]車載子系統(tǒng)按功能主要分為車體移動控制模塊、上裝升降機構(gòu)運動控制模塊、發(fā)動機及電源動力監(jiān)控模塊和安全監(jiān)控模塊等四個模塊。車體移動控制模塊具備前進、后退、調(diào)速、左右轉(zhuǎn)向、支腿伸縮、輔助照明、安全監(jiān)控等功能；上裝升降機構(gòu)運動控制模塊具備單關(guān)節(jié)控制、單關(guān)節(jié)位置反饋、自動調(diào)平及安全監(jiān)控等功能；發(fā)動機及電源動力監(jiān)控模塊具備發(fā)動機啟停、調(diào)速等控制和發(fā)動機狀態(tài)及電源電壓的監(jiān)視等功能；安全監(jiān)控模塊具備升降機構(gòu)各關(guān)節(jié)限位、支腿狀態(tài)、油溫油位、電池電壓等狀態(tài)的閾值設(shè)定及安全報警。
[0029]本實用新型的有益效果:
[0030]1、根據(jù)變電站水沖洗作業(yè)的需要，設(shè)計一種新型一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人裝置，主體由機械本體和遠程遙控裝置組成，機械本體與遙控裝置之間全部通過無線信號進行信號傳遞，使沖洗作業(yè)人員遠離高壓電場，保障了作業(yè)人員的安全；
[0031]2、操作人員手持遙控裝置，通過遠程遙控裝置上的控制手柄，可以遠距離控制機器人機械本體的車體移動機構(gòu)、三節(jié)兩級伸縮臂升降機構(gòu)及水槍沖洗機構(gòu)，可以根據(jù)跟蹤攝像機采集圖像調(diào)整機器人的作業(yè)姿態(tài)，利用高壓噴水機構(gòu)噴射高純水進行沖洗作業(yè)；
[0032]3、該裝置利用機器人代替人工完成變電站絕緣子沖洗作業(yè)，使操作人員位于安全區(qū)域內(nèi)，保障了操作人員的安全，降低的勞動強度，提高沖洗效率和自動化水平，對我國變電站水沖洗作業(yè)方式產(chǎn)生積極的變革作用；
[0033]4、設(shè)置第一減震器和第二減振器，減少沖洗機器人在沖洗時產(chǎn)生的震動和搖擺，沖洗精確度大幅提高，徹底清洗絕緣子上的污物，防止設(shè)備污閃事故、保證電網(wǎng)的安全運行。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖2為本實用新型的制圖支撐時結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0036]圖3為本實用新型的工作極限位置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖4為本實用新型的液壓控制原理圖；
[0038]圖5為本實用新型的電氣控制結(jié)構(gòu)框圖；
[0039]圖6為本實用新型的遠程遙控器面板示意圖；
[0040]圖中，1、從動輪，2、承重輪，3、張緊緩沖裝置，4、驅(qū)動輪，5、履帶，6、履帶底盤，7、t匕例控制閥組，8、回轉(zhuǎn)平臺，9、調(diào)平油缸I，10、變幅鏈條，11、大臂，12、變幅油缸，13、伸縮鏈條，14、鏈輪，15、工作臺，16、俯仰油缸，17、水槍架，18、調(diào)平油缸II，19、跟蹤攝像機，20、激光測距儀，21、水槍，22、電氣控制箱，23、后液壓支腿I，24、后液壓支腿11，25、液壓油箱，26、前液壓支腿I，27、前液壓支腿11，28、柴油箱，29、連接臂，30、前臂，31、擺動油缸。

【具體實施方式】
:
[0041]下面結(jié)合附圖對本實用新型進行詳細說明:
[0042]如圖1-3所示，一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人，主體由機械本體和遠程遙控裝置組成。其中，機械本體主要由車體移動機構(gòu)、三節(jié)兩級伸縮臂升降機構(gòu)、水槍沖洗機構(gòu)、液壓控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)組成。車體移動機構(gòu)上設(shè)有第一減震器；車體移動機構(gòu)通過回轉(zhuǎn)支承與升降機構(gòu)的回轉(zhuǎn)平臺8相連，升降機構(gòu)的回轉(zhuǎn)平臺8上還安裝有三節(jié)兩級伸縮臂，三節(jié)兩級伸縮臂上設(shè)有第二減震器，三節(jié)兩級伸縮臂的前臂30通過調(diào)平油缸
II18與水槍沖洗機構(gòu)的工作臺15相連，所述回轉(zhuǎn)平臺8上還連接有液壓控制系統(tǒng)的比例控制閥組；電氣控制系統(tǒng)包括車載子系統(tǒng)和遙控子系統(tǒng)，遙控子系統(tǒng)與車載子系統(tǒng)相配合利用液壓控制系統(tǒng)通過無線方式完成對機器人的車體移動機構(gòu)、升降機構(gòu)及水槍沖洗機構(gòu)的控制，移動底盤和三節(jié)兩級伸縮臂上分別設(shè)有第一減震器和第二減震器。
[0043]一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人工作動力來源車載柴油機。采用自帶動力源，柴油機提供動力，可以進入密集設(shè)備區(qū)內(nèi)作業(yè)，解決了現(xiàn)場的電源配置問題。
[0044]車體移動機構(gòu)可以采用履帶式移動底盤結(jié)構(gòu)，主要由履帶底盤6、左右行走馬達、驅(qū)動輪4、承重輪2、履帶5、張緊緩沖裝置3以及兩側(cè)的四個液壓支腿組成。底盤左邊為柴油箱28，右邊為液壓油箱25，后液壓支腿I 23，后液壓支腿II 24，前液壓支腿I 26，前液壓支腿II 27鉸接在履帶底盤6上。
[0045]車體移動機構(gòu)也可以采用輪式移動機構(gòu)，輪式移動機構(gòu)主要由輪式底盤、左行走馬達、右行走馬達、驅(qū)動輪、從動輪以及兩側(cè)的四個液壓支腿組成，左行走馬達和右行走馬達通過螺栓連接在輪式底盤支架上，驅(qū)動輪通過驅(qū)動軸與行走馬達聯(lián)接，從動輪通過旋轉(zhuǎn)軸與輪式底盤支架聯(lián)接，輪式底盤左邊為柴油箱，右邊為液壓油箱，液壓支腿鉸接在輪式底盤上。
[0046]三節(jié)兩級伸縮臂組成的升降機構(gòu)主要由回轉(zhuǎn)平臺8、三節(jié)兩級伸縮臂，調(diào)平機構(gòu)組成?；剞D(zhuǎn)平臺8通過回轉(zhuǎn)支承與車體移動機構(gòu)連接，由回轉(zhuǎn)馬達驅(qū)動實現(xiàn)回轉(zhuǎn)平臺8及其附屬各部件360°連續(xù)回轉(zhuǎn)運動，比例控制閥組7通過螺栓連接在回轉(zhuǎn)平臺8上；兩級伸縮臂主要由大臂11、連接臂29、前臂30組成，兩級伸縮臂安裝于回轉(zhuǎn)平臺8上，大臂11鉸接到回轉(zhuǎn)平臺8上，連接臂29前后端有滑塊，滑塊與連接臂29螺栓連接，連接臂29與大臂11、前臂30滑動連接，連接臂29的頭部安裝鏈輪14 ;變幅油缸12與大臂11、回轉(zhuǎn)平臺8鉸接連接，伸縮油缸與大臂11、連接臂29鉸接連接；調(diào)平機構(gòu)主要由調(diào)平油缸I 9和調(diào)平油缸
II18組成，調(diào)平油缸I 9安裝在回轉(zhuǎn)平臺8和大臂11間，與回轉(zhuǎn)平臺8、大臂11鉸接連接，調(diào)平油缸II 18安裝在工作臺15與前臂30之間，與工作臺15、前臂30鉸接連接；變幅鏈條10通過螺栓分別連接在大臂11、前臂30上，伸縮鏈條13的前端鉸接在大臂11前端，繞過鏈輪14，末端鉸接前臂30末端。
[0047]水槍沖洗機構(gòu)主要由工作臺15、俯仰油缸16、擺動油缸31、水槍架17、水槍21組成。俯仰油缸16通過螺栓連接在擺動油缸31上，擺動油缸31通過螺栓連接在工作臺15上，水槍架17鉸接在俯仰油缸16上，水槍21螺旋連接于水槍架17上。
[0048]機器人水槍架17上安裝跟蹤攝像機19，用于實時觀察絕緣子水沖洗作業(yè)情況，實時的傳遞作業(yè)現(xiàn)場的畫面，方便遠程操作人員實施作業(yè)。跟蹤攝像機19螺栓連接在水槍架17上。跟蹤攝像機19正下方裝有激光測距儀20，實時測量水槍與水沖洗作業(yè)絕緣子的距離，使其保持在安全作業(yè)距離以內(nèi)。
[0049]該機器人在作業(yè)時，通過遠程遙控裝置的控制手柄控制機械本體的車體移動機構(gòu)移動到指定區(qū)域，將前液壓支腿I 26，前液壓支腿II 27，后液壓支腿I 23，后液壓支腿II 24支撐著地，提高機器人作業(yè)穩(wěn)定性；回轉(zhuǎn)平臺8及其附屬部件可360°轉(zhuǎn)動，調(diào)整兩級伸縮臂的方位，通過變幅油缸12與調(diào)整大臂11的俯仰角，連接臂29通過伸縮油缸實現(xiàn)伸出與收縮，前臂30在伸縮鏈條13的帶動下實現(xiàn)與連接臂29同步伸出與收縮，在變幅油缸12、伸縮油缸和伸縮鏈條13的共同作用下，調(diào)整大臂11、連接臂29以及前臂30的位姿；調(diào)平油缸I 9和調(diào)平油缸II 18協(xié)調(diào)調(diào)整工作臺15的位姿，保持工作臺15水平，俯仰油缸16上下俯仰以及擺動油缸31的左右擺動實現(xiàn)水槍架17的位姿微調(diào)，通過跟蹤攝像機19采集的圖像，確定水槍21的位姿，水槍21噴射高純度水進行沖洗作業(yè)。
[0050]如圖4所示，一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人液壓系統(tǒng)采用下部控制閥組A、上裝控制閥組B組合控制和中央回轉(zhuǎn)接頭組合控制，共有七路比例換向閥和四路手動換向閥。一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人采用柴油機為動力，通過聯(lián)軸器與雙聯(lián)齒輪泵相連，考慮變電站帶電作業(yè)特殊環(huán)境要求，液壓系統(tǒng)均采用抗磨絕緣液壓油。液壓油從油箱，經(jīng)吸油過濾器進入水沖洗機器人液壓控制油路，再經(jīng)回油濾油器流回油箱。其中單向閥為控制油液回流，安全閥其過載保護功能，壓力表通過壓力表開關(guān)與油路相連，并實時顯示油路液壓油壓力。中央回轉(zhuǎn)接頭是聯(lián)接回轉(zhuǎn)平臺與底盤油路的液壓元件，它保證回轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)任意角度后，液壓油路還能正常配油。
[0051]下部控制閥組A通過分配閥與液壓泵連接，主要由四組手動換向閥控制水沖洗機器人四個支腿油缸來完成伸縮運動，兩個比例換向閥控制左右兩個馬達，進行機器人行走運動。
[0052]上裝控制閥組B經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭、上裝控制切換按鈕、分配閥、與液壓泵連接，主要由一個比例換向閥控制回轉(zhuǎn)馬達，完成上裝回轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)運動，兩組比例換向閥控制大臂俯仰和前臂伸縮運動，另兩組比例換向閥通過水平擺動油缸和垂直擺動油缸實現(xiàn)水槍的水平運動和俯仰運動。
[0053]如圖5所示，一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人電氣控制系統(tǒng)包括車載子系統(tǒng)和遙控子系統(tǒng)。車載子系統(tǒng)包括車載上位機控制系統(tǒng)和車載驅(qū)動器，車載上位機控制系統(tǒng)具有接收遙控子系統(tǒng)的命令，并對命令進行解析和實現(xiàn)運動算法的等功能。車載驅(qū)動器接收車載上位機控制系統(tǒng)的指令實現(xiàn)對車體的閥組進行控制的功能。遙控子系統(tǒng)具有車體的移動、發(fā)動機的啟停、油門的大小、升降機構(gòu)單關(guān)節(jié)控制和組合控制功能。車載子系統(tǒng)和手持終端子系統(tǒng)通過無線方式通信。
[0054]車載子系統(tǒng)按功能主要分為車體移動控制模塊、上裝升降機構(gòu)運動控制模塊、發(fā)動機及電源動力監(jiān)控模塊和安全監(jiān)控模塊等四個模塊。車體移動控制模塊具備前進、后退、調(diào)速、左右轉(zhuǎn)向、支腿伸縮、輔助照明、安全監(jiān)控等功能；上裝升降機構(gòu)運動控制模塊具備單關(guān)節(jié)控制、單關(guān)節(jié)位置反饋、自動調(diào)平及安全監(jiān)控等功能；發(fā)動機及電源動力監(jiān)控模塊具備發(fā)動機啟停、調(diào)速等控制和發(fā)動機狀態(tài)及電源電壓的監(jiān)視等功能；安全監(jiān)控模塊具備升降機構(gòu)各關(guān)節(jié)限位、支腿狀態(tài)、油溫油位、電池電壓等狀態(tài)的閾值設(shè)定及安全報警。
[0055]車載子系統(tǒng)硬件由工控機、無線接收機、A/D轉(zhuǎn)換模塊、ZIGBEE、各類傳感器、比例閥、開關(guān)閥等組成。工控機通過485總線采集各類傳感器上傳的數(shù)據(jù)，并對從遠程遙控器接收到的指令下發(fā)給無線接收機，實現(xiàn)對開關(guān)閥，比例閥的控制。無線接收機接收到遙控器的數(shù)據(jù)后在工控機中進行處理然后再下發(fā)給無線收發(fā)機，通過對電壓值的調(diào)節(jié)控制比例閥的開合及流量大小，實現(xiàn)對移動底盤左右輪運動，前臂伸縮，大臂俯仰，回轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)的控制。
[0056]各類傳感器包括拉線傳感器、角度傳感器、傾角傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、電壓傳感器與電流傳感器，拉線傳感器安裝在大臂與小臂之間，用于測量小臂的伸縮長度，大臂和頂端平臺均裝有一個角度傳感器和一個傾角傳感器，采集大臂和平臺水平和垂直方向的角度數(shù)據(jù)并傳遞給工控機，其中平臺上的角度傳感器與傾角傳感器數(shù)據(jù)通過ZIGBEE無線傳送，以實現(xiàn)頂端平臺的完全絕緣。溫度和壓力傳感器安裝在液壓油箱上，采集油箱中的油溫以及油箱中液壓油的壓力數(shù)據(jù)，采集到的數(shù)據(jù)為模擬量，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號經(jīng)過485傳遞給工控機。電壓與電流傳感器采集電路中的電壓電流值，檢測電路中的電壓電流是否穩(wěn)定，采集到的模擬信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號經(jīng)過485總線傳遞給工控機。
[0057]遠程遙控器實現(xiàn)對移動底盤、升降臂和水槍的遠程控制，其中包括控制左輪前后、右輪前后、大臂左右、大臂俯仰、小臂伸縮、平臺左右；帶鎖按鍵包括工具、選擇、XYZ世界坐標系、油門大小的控制；自恢復(fù)按鍵包括復(fù)位、發(fā)動機啟停、示教、再現(xiàn)、啟動的控制；指示燈包括電源、無線通信、報警指示燈。
[0058]如圖6所示，遠程遙控器面板示意圖，包括7個模擬搖桿，控制左輪前后、右輪前后、大臂左右、大臂俯仰、小臂伸縮、平臺左右；帶鎖按鍵包括工具、選擇、XYZ世界坐標系、油門大小的控制；自恢復(fù)按鍵包括復(fù)位、發(fā)動機啟停、示教、再現(xiàn)、啟動的控制；指示燈包括電源、無線通信、報警指示燈。
[0059]上述雖然結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人，其特征是:包括車體移動機構(gòu)、升降機構(gòu)、電氣控制系統(tǒng)和水槍沖洗機構(gòu)，其中，車體移動機構(gòu)上設(shè)有第一減震器；所述車體移動機構(gòu)與升降機構(gòu)連接，升降機構(gòu)上安裝有機械臂，所述機械臂上設(shè)有第二減震器，機械臂與水槍沖洗機構(gòu)的工作臺相連，電氣控制系統(tǒng)包括車載子系統(tǒng)和遙控子系統(tǒng)，遙控子系統(tǒng)與車載子系統(tǒng)相配合，通過無線方式完成對機器人的車體移動機構(gòu)、升降機構(gòu)及水槍沖洗機構(gòu)的控制； 所述升降機構(gòu)包括回轉(zhuǎn)平臺及調(diào)平機構(gòu)，回轉(zhuǎn)平臺通過回轉(zhuǎn)支承與車體移動機構(gòu)連接，回轉(zhuǎn)平臺上連接有機械臂，回轉(zhuǎn)平臺及機械臂與油缸系統(tǒng)連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人，其特征是:所述車體移動機構(gòu)，包括履帶底盤、左行走馬達、右行走馬達、驅(qū)動輪、從動輪、承重輪、履帶、張緊緩沖裝置以及兩側(cè)的四個液壓支腿，左行走馬達和右行走馬達通過螺栓連接在履帶底盤支架上，驅(qū)動輪通過驅(qū)動軸與行走馬達聯(lián)接，從動輪、承重輪與張緊緩沖裝置分別通過旋轉(zhuǎn)軸與履帶底盤支架聯(lián)接，履帶套在驅(qū)動輪、從動輪、承重輪與張緊緩沖裝置的外側(cè)，底盤左邊為柴油箱，右邊為液壓油箱，液壓支腿鉸接在履帶底盤上。
3.如權(quán)利要求1所述的一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人，其特征是:所述車體移動機構(gòu)包括輪式底盤、左行走馬達、右行走馬達、驅(qū)動輪、從動輪以及兩側(cè)的四個液壓支腿，左行走馬達和右行走馬達通過螺栓連接在輪式底盤支架上，驅(qū)動輪通過驅(qū)動軸與行走馬達聯(lián)接，從動輪通過旋轉(zhuǎn)軸與輪式底盤支架聯(lián)接，輪式底盤左邊為柴油箱，右邊為液壓油箱，液壓支腿鉸接在輪式底盤上。
4.如權(quán)利要求1所述的一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人，其特征是:所述機械臂為三節(jié)兩級伸縮臂；所述三節(jié)兩級伸縮臂包括大臂、連接臂及小臂，大臂鉸接到回轉(zhuǎn)平臺上，連接臂前、后端均設(shè)置有滑塊，滑塊與連接臂螺栓連接，連接臂通過滑塊與大臂、小臂滑動連接，連接臂的頭部安裝有鏈輪，通過鏈傳動實現(xiàn)連接臂與小臂的同步伸縮。
5.如權(quán)利要求4所述的一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人，其特征是:所述三節(jié)兩級伸縮臂的大臂、小臂上通過螺栓連接有變幅鏈條，大臂前端繞過鏈輪與伸縮鏈條的前端鉸接，伸縮鏈條的末端與小臂末端鉸接。
6.如權(quán)利要求1所述的一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人，其特征是:所述油缸系統(tǒng)包括變幅油缸和伸縮油缸，其中，回轉(zhuǎn)平臺及大臂與變幅油缸鉸接連接，大臂及連接臂與伸縮油缸連接，調(diào)平機構(gòu)包括調(diào)平油缸I和調(diào)平油缸II，調(diào)平油缸I安裝在回轉(zhuǎn)平臺和大臂間，與回轉(zhuǎn)平臺、大臂連接，調(diào)平油缸II安裝在工作臺與小臂之間，與工作臺、小臂連接。
7.如權(quán)利要求1所述的一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人，其特征是:所述水槍沖洗機構(gòu)包括俯仰油缸及擺動油缸，俯仰油缸通過螺栓連接在擺動油缸上，擺動油缸通過螺栓連接在工作臺上，俯仰油缸上鉸接有水槍架，水槍架上連接有水槍； 所述水槍架上通過螺栓安裝有跟蹤攝像機，用于實時觀察絕緣子水沖洗作業(yè)情況，跟蹤攝像機正下方裝有激光測距儀，用于實時測量水槍與水沖洗作業(yè)絕緣子的距離。
8.如權(quán)利要求6所述的一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人，其特征是:所述回轉(zhuǎn)平臺上還連接有液壓控制系統(tǒng)的比例控制閥組；此處的比例控制閥組為上裝控制閥組B ； 所述液壓系統(tǒng)包括下部控制閥組A、上裝控制閥組B及中央回轉(zhuǎn)接頭，共有七個比例換向閥和四個手動換向閥；所述下部控制閥組A通過分配閥與液壓泵連接，由四個手動換向閥控制水沖洗機器人四個支腿油缸來完成伸縮運動，兩個比例換向閥控制左右兩個馬達，進行機器人行走運動； 所述上裝控制閥組B依次經(jīng)中央回轉(zhuǎn)接頭、上裝控制切換按鈕、分配閥、與液壓泵連接，由一個比例換向閥控制回轉(zhuǎn)馬達，完成上裝回轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)運動，兩個比例換向閥控制大臂俯仰和小臂伸縮運動，另兩個比例換向閥通過水平擺動油缸和垂直擺動油缸實現(xiàn)水槍的水平運動和俯仰運動； 所述中央回轉(zhuǎn)接頭是連接回轉(zhuǎn)平臺與底盤油路的液壓元件，用于使回轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)任意角度后，液壓油路還能正常配油。
9.如權(quán)利要求1所述的一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人，其特征是:所述電氣控制系統(tǒng)包括車載子系統(tǒng)和遙控子系統(tǒng)，車載子系統(tǒng)包括工控機，工控機通過485總線采集各類傳感器上傳的數(shù)據(jù)，并對從遠程遙控器接收到的指令下發(fā)給無線接收機，無線接收機接收到遠程遙控器的數(shù)據(jù)后在工控機中進行處理然后再下發(fā)給無線收發(fā)機，通過對電壓值的調(diào)節(jié)控制比例閥的開合及流量大小，實現(xiàn)對移動底盤左右輪運動、小臂伸縮、大臂俯仰及回轉(zhuǎn)平臺旋轉(zhuǎn)的控制。
10.如權(quán)利要求9所述的一種可精確沖洗的變電站帶電水沖洗機器人，其特征是:所述各類傳感器包括拉線傳感器、角度傳感器、傾角傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、電壓傳感器與電流傳感器，拉線傳感器安裝在大臂與小臂之間，用于測量小臂的伸縮長度，大臂和工作臺均裝有一個角度傳感器和一個傾角傳感器，采集大臂和工作臺水平和垂直方向的角度數(shù)據(jù)并傳遞給工控機，其中工作臺上的角度傳感器與傾角傳感器數(shù)據(jù)通過無線傳送，以實現(xiàn)頂端平臺的完全絕緣，溫度傳感器和壓力傳感器安裝在液壓油箱上，采集液壓油箱中的油溫以及液壓油箱中液壓油的壓力數(shù)據(jù)，采集到的數(shù)據(jù)為模擬量，經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號傳遞給工控機，電壓傳感器與電流傳感器采集電路中的電壓值及電流值，檢測電路中的電壓及電流是否穩(wěn)定，采集到的模擬信號經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號傳遞給工控機。
【文檔編號】B25J9/02GK204170998SQ201420519281
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月10日
【發(fā)明者】李健, 王濱海, 魯守銀, 慕世友, 任杰, 傅孟潮, 韓磊, 陳強, 王振利, 譚林, 呂曦晨, 李建祥, 趙金龍, 張海龍, 高郎宏 申請人:山東魯能智能技術(shù)有限公司