變電站帶電水沖洗機器人系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種變電站帶電水沖洗機器人系統(tǒng)及方法。
【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。在現(xiàn)階段的變電站絕緣子沖洗作業(yè)主要存在以下缺點:
[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(jìn)入現(xiàn)場進(jìn)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(jìn)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、人工作業(yè)面臨著勞動強度大，效率低，自動化水平低等諸多問題；帶電水沖洗技術(shù)要求較高，受環(huán)境、積污情況、設(shè)備爬距、設(shè)備布置方式等多種因素影響，人工沖洗時容易發(fā)生設(shè)備閃絡(luò)。
[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)備外絕緣表面的污穢物完全沖走。對于特殊地理位置的絕緣子，采用單獨的水沖洗機器人也存在無法保證對變電站絕緣子進(jìn)行全方位有效沖洗的問題，因此，需要輔助沖洗設(shè)備與主沖洗機器人進(jìn)行配合工作，才能實現(xiàn)對絕緣子各個位置的有效沖洗。
[0006]4、現(xiàn)有的水沖洗設(shè)備自動化程度不高、效率低、能耗大、存在著很大的安全隱患。且現(xiàn)有水沖洗設(shè)備不具備純水制備功能，需要配套專門的純水制備裝置，設(shè)備占地面大，在場地空間較小的環(huán)境下，不能夠?qū)崿F(xiàn)靈活的控制；或者純水制備能力較差，導(dǎo)致沖洗作業(yè)時存在安全隱患。
[0007]因此利用更安全和效率更高的機器人代替人工對變電站絕緣子進(jìn)行水沖洗作業(yè)是非常有必要的，是符合時代發(fā)展要求的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明公開了變電站帶電水沖洗機器人系統(tǒng)及方法，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。
[0009]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的具體方案如下:
[0010]一種變電站帶電水沖洗機器人系統(tǒng)，包括:主沖洗機器人、輔助沖洗機器人、純水制備裝置；所述主沖洗機器人和輔助沖洗機器人分別與純水制備裝置通過高壓管路連接；
[0011]所述主沖洗機器人包括車體移動機構(gòu)、升降機構(gòu)和水槍沖洗機構(gòu)；所述車體移動機構(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)平臺上安裝有多節(jié)多級伸縮臂，所述多節(jié)多級伸縮臂通過調(diào)平油缸與水槍沖洗機構(gòu)連接；
[0012]所述輔助沖洗機器人包括車體移動機構(gòu)、垂直升降機構(gòu)和水槍沖洗機構(gòu)；輔助沖洗機器人的垂直升降機構(gòu)與車體移動機構(gòu)連接，垂直升降機構(gòu)安裝有多級伸縮臂，垂直升降機構(gòu)通過多級伸縮臂與水槍沖洗機構(gòu)連接。
[0013]所述輔助沖洗機器人和主沖洗機器人均包括電氣控制系統(tǒng)，所述電氣控制系統(tǒng)均包括車載子系統(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相應(yīng)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。
[0014]所述主沖洗機器人的車體移動機構(gòu)為履帶式移動底盤結(jié)構(gòu)，所述車體移動機構(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)平臺上還安裝有三節(jié)兩級伸縮臂，三節(jié)兩級伸縮臂的小臂通過調(diào)平油缸II與水槍沖洗機構(gòu)的工作臺相連。
[0015]所述輔助沖洗機器人的車體移動機構(gòu)為履帶式移動底盤結(jié)構(gòu)，輔助沖洗機器人的動力總成采用柴油機提供動力，安裝于移動底盤上；垂直升降機構(gòu)設(shè)置在車體移動機構(gòu)前端，垂直升降機構(gòu)安裝有兩級伸縮臂，兩級伸縮臂的上臂通過絕緣支柱與水槍沖洗機構(gòu)的工作云臺相連，兩級伸縮臂的下臂固定在移動底盤上。
[0016]所述主沖洗機器人和輔助沖洗機器人的車體移動機構(gòu)相同，均包括:履帶底盤、左行走馬達(dá)、右行走馬達(dá)、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(dá)和右行走馬達(dá)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(dá)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。
[0017]所述主沖洗機器人的升降機構(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)平臺上鉸接有三節(jié)兩級伸縮臂，回轉(zhuǎn)平臺及三節(jié)兩級伸縮臂的大臂與變幅油缸鉸接連接，三節(jié)兩級伸縮臂的大臂及連接臂與伸縮油缸鉸接連接，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、大臂鉸接連接，調(diào)平油缸II安裝在工作臺與小臂之間，與工作臺、小臂鉸接連接。
[0018]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；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。
[0019]所述主沖洗機器人的水槍沖洗機構(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；
[0020]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。
[0021]所述輔助沖洗機器人的垂直升降機構(gòu)包括:兩級垂直伸縮臂、風(fēng)琴箱護罩、絕緣支柱和車載控制器，所述垂直伸縮臂的下端固定在車體行走機構(gòu)的固定板上，垂直伸縮臂的上端通過頂板與若干絕緣支柱連接；所述車載控制器固定在垂直伸縮臂固定板上，所述風(fēng)琴箱護罩將兩級垂直伸縮臂、絕緣支柱及車載控制器包圍其中。
[0022]所述輔助沖洗機器人的水槍沖洗機構(gòu)包括:云臺、電控箱、可調(diào)式水槍支架、水槍、攝像機和激光測距儀；
[0023]所述電控箱設(shè)置在絕緣支柱的上方，并固定在絕緣支柱上，用于提供云臺和攝像機所需的電源；所述云臺固定在電控箱上；所述可調(diào)式水槍支架鉸連接在云臺上方，可調(diào)式水槍支架上分別連接有水槍、攝像機和激光測距儀，所述激光測距儀設(shè)置在攝像機的正下方。
[0024]所述純水制備裝置包括:純水制備系統(tǒng)、高壓噴射系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)；
[0025]所述純水制備系統(tǒng)與聞壓唆射系統(tǒng)連接，電控系統(tǒng)與純水制備系統(tǒng)和聞壓唆射系統(tǒng)分別連接，所述電控系統(tǒng)用于控制純水制備裝置的開啟以及當(dāng)壓力或流量高于額定流量或額定壓力時的過載保護。
[0026]所述高壓噴射系統(tǒng)包括:高壓水泵、電磁離合器、動力傳送裝置、備用泵和出水管；所述電磁離合器一端與移動底盤自帶的取力器連接，電磁離合器的另一端通過動力傳送裝置分別與高壓水泵和備用泵連接，所述備用泵設(shè)置在與高壓水泵相對的一側(cè)，高壓水泵的輸出端連接出水管；在所述高壓水泵的輸出端安裝有壓力檢測裝置，在所述出水管的末端設(shè)置水電阻率檢測裝置；
[0027]所述備用泵與高壓泵屬于并聯(lián)關(guān)系，在正常工作狀況下，開啟高壓泵；當(dāng)輸出高純水壓力小于規(guī)定工作壓力時，自動開啟備用泵。
[0028]所述動力傳送裝置包括:皮帶輪1、皮帶輪II和皮帶輪III，所述皮帶輪I安裝在電磁離合器的輸出軸、皮帶輪II安裝在高壓水泵的輸入端、皮帶輪III安裝在備用泵的輸入端；所述皮帶輪I和皮帶輪I1、皮帶輪I和皮帶輪III之間均通過皮帶傳輸動力。
[0029]所述壓力檢測裝置和水電阻率檢測裝置均與電控系統(tǒng)相連；當(dāng)純水壓力或者電阻率不符合使用要求時，電控系統(tǒng)控制高壓泵會停止工作并報警。
[0030]所述高壓噴射系統(tǒng)還裝有手動油門控制器，所述手動油門控制器與柴油機油門連接，通過手動調(diào)節(jié)油門開關(guān)大小，實現(xiàn)高壓水泵出口壓力的調(diào)節(jié)。
[0031]所述純水制備系統(tǒng)包括:活性炭、石英砂過濾器，保安過濾器，一級高壓泵，一級反滲透膜組，中間水箱，二級高壓泵，二級反滲透膜組和純水箱；
[0032]所述活性炭、石英砂過濾器的一側(cè)與自來水管相連，另一側(cè)通過管道與保安