一種絕緣子沖洗機(jī)器人的控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)器人控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種絕緣子沖洗機(jī)器人的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]變電站所是電氣化鐵路的重要設(shè)施，而絕緣子在變電站所的供電系統(tǒng)中主要是起保證帶電部件絕緣并對其起機(jī)械支持與固定作用，因此在整個(gè)供電系統(tǒng)中起到了不可或缺的作用。但由于絕緣子長期暴露在污染嚴(yán)重的大氣環(huán)境中，當(dāng)大量含有灰塵顆粒、各種金屬鹽類等綜合污染物的氣流吹向絕緣子時(shí)，會在絕緣子的棱槽間和瓷件背后空間產(chǎn)生滿流，使得這些灰塵等污染物顆粒吸附在絕緣子表面，從而造成絕緣子表面積污。當(dāng)遇到霧、雨等潮濕天氣時(shí)，絕緣子表面的積污層會吸收水分，從而導(dǎo)致污染物溶解，電解質(zhì)濃度增大，積污層導(dǎo)電能力增強(qiáng)，絕緣強(qiáng)度就會急劇下滑，此時(shí)絕緣子表面就會產(chǎn)生泄漏電流，且不斷增加，這種情況極容易造成污閃事故。
[0003]近年來隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，環(huán)境污染和大氣污染也越來越嚴(yán)重，因此電氣化鐵路的污閃事故經(jīng)常發(fā)生，這給我國電氣化鐵路運(yùn)輸事業(yè)造成了極大的影響，且?guī)砹司薮蟮膿p失，因此防止電氣化鐵路變電站所絕緣子污閃是非常有必要的。
[0004]目前我國鐵路牽引變電所一般采用人工手持簡易工具沖洗或擦洗設(shè)備的方式來防止絕緣子出現(xiàn)污閃，但這種方式越來越不能滿足鐵路技術(shù)發(fā)展的需要，因此有些變電站采用絕緣子沖洗機(jī)器人來沖洗絕緣子，該絕緣子沖洗機(jī)器人是一種中型輪式車輛，其上主要設(shè)有主體、底盤和水槍系統(tǒng)，但受變電所內(nèi)道路空間的限制，需要將車輛停靠在變電站內(nèi)或外的某一合適位置，由工人手持水槍并拖曳水管進(jìn)入變電所內(nèi)進(jìn)行沖洗，因此工作人員的勞動強(qiáng)度較大，而且沖洗質(zhì)量對工作人員的依賴性大，工作環(huán)境也較差。因此，急需一種絕緣子沖洗機(jī)器人的控制裝置，當(dāng)車輛?？吭谀骋晃恢煤螅眠h(yuǎn)程控制的方式代替原人工手持水槍進(jìn)行沖洗作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種絕緣子沖洗機(jī)器人的控制裝置。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的絕緣子沖洗機(jī)器人的控制裝置包括:攝像頭、圖像采集卡、圖像處理器、水槍執(zhí)行機(jī)構(gòu)、障礙傳感器、運(yùn)動處理器、運(yùn)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)通信單元、主控制器和電阻率傳感器；其中:攝像頭通過圖像采集卡與圖像處理器連接，圖像處理器與水槍執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，障礙傳感器與運(yùn)動處理器連接，運(yùn)動處理器與運(yùn)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，數(shù)據(jù)通信單元與主控制器連接，主控制器分別與圖像處理器、運(yùn)動處理器和電阻率傳感器相連接。
[0007]所述的主控制器的型號為SI7-200。
[0008]所述的障礙傳感器為超聲波傳感器，安裝在絕緣子沖洗機(jī)器人主體前端。
[0009]所述的電阻率傳感器安裝在水槍出水口處。
[0010]本發(fā)明提供的絕緣子沖洗機(jī)器人的控制裝置能夠遠(yuǎn)程控制絕緣子沖洗機(jī)器人的行走、水槍的旋轉(zhuǎn)俯仰，由此來實(shí)現(xiàn)對絕緣子的沖洗，可大幅度減少工作人員的操作，降低絕緣子沖洗現(xiàn)場的危險(xiǎn)系數(shù)，有效地提高了工作效率，并且具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、控制精度高等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明提供的絕緣子沖洗機(jī)器人的控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2為絕緣子識別系統(tǒng)方案示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明提供的絕緣子沖洗機(jī)器人的控制裝置進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0014]如圖1所示，本發(fā)明提供的絕緣子沖洗機(jī)器人的控制裝置包括:
[0015]攝像頭1、圖像采集卡2、圖像處理器3、水槍執(zhí)行機(jī)構(gòu)4、障礙傳感器5、運(yùn)動處理器6、運(yùn)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)7、數(shù)據(jù)通信單元8、主控制器9和電阻率傳感器10 ;其中:攝像頭I通過圖像采集卡2與圖像處理器3連接，圖像處理器3與水槍執(zhí)行機(jī)構(gòu)4相連，障礙傳感器5與運(yùn)動處理器6連接，運(yùn)動處理器6與運(yùn)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)7連接，數(shù)據(jù)通信單元8與主控制器9連接，主控制器9分別與圖像處理器3、運(yùn)動處理器6和電阻率傳感器10相連接。
[0016]所述的主控制器9的型號為SI7-200。
[0017]攝像頭I為安裝在水槍上的圖像采集裝置，圖像處理器3為高速數(shù)字信號處理器，其通過圖像采集卡2讀取攝像頭I所采集的圖像信息，然后通過水槍執(zhí)行機(jī)構(gòu)4控制工作裝置11工作。
[0018]工作裝置11為水槍的旋轉(zhuǎn)和仰俯機(jī)構(gòu)，水槍執(zhí)行機(jī)構(gòu)4接收圖像處理器3的控制指令，通過工作裝置11的電器執(zhí)行裝置完成控制水槍旋轉(zhuǎn)和改變仰俯角度的動作。
[0019]障礙傳感器5為超聲波傳感器，安裝在絕緣子沖洗機(jī)器人主體前端，用于檢測絕緣子沖洗機(jī)器人前方的障礙物，運(yùn)動處理器6為行走控制器，其接收障礙傳感器5采集的信號，并通過運(yùn)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)7控制絕緣子沖洗機(jī)器人底盤12行走，以避開障礙物。
[0020]數(shù)據(jù)通信單元8為無線通信單元，其以無線的方式與遠(yuǎn)端的主控制臺13相連接，主控制器9為本系統(tǒng)的指揮中心，其通過數(shù)據(jù)通信單元8與主控制臺13交換信息，并根據(jù)主控制臺13的指令控制本裝置工作。
[0021]電阻率傳感器10安裝在水槍出水口處，用于測量沖洗用水的電阻率。
[0022]本裝置的工作原理如下:
[0023]本裝置通過安裝在水槍上的攝像頭I拍攝變電所內(nèi)絕緣子的圖像并將圖像信息傳送給圖像采集卡2，完成絕緣子圖像的采集，然后利用圖像處理器3的圖像處理技術(shù)、模板匹配算法以及絕緣子定位算法對圖像中的絕緣子進(jìn)行識別和定位，最后將得出的絕緣子三維坐標(biāo)位置信息通過水槍執(zhí)行機(jī)構(gòu)4傳送給絕緣子沖洗機(jī)器人水槍上的工作裝置11，從而實(shí)現(xiàn)絕緣子沖洗機(jī)器人的水槍系統(tǒng)對絕緣子的精確定位，并跟蹤完成沖洗任務(wù)。絕緣子識別系統(tǒng)方案如圖2所示。絕緣子的定位采用閾值分割法。首先將采集到的絕緣子圖像轉(zhuǎn)化為灰度圖像，然后將灰度圖像的像素點(diǎn)與灰度閾值進(jìn)行比較，將圖像中灰度值大于閾值和小于閾值的部分分割開來。由于絕緣子和絕緣子立柱有著明顯的區(qū)別，因此釆用閾值分割法很容易將絕緣子圖像分割開來。之后將分割出來的圖像進(jìn)行灰度掃描，即可定位絕緣子在圖像中的位置坐標(biāo)。
[0024]另外，高壓帶電沖洗用水的電阻率不應(yīng)低于I XlO5 Ω.αιι，在沖洗前應(yīng)用電阻率傳感器10測量沖洗用水的電阻率，測量時(shí)應(yīng)從水槍出水處取水樣進(jìn)行測量。
[0025]為了保證絕緣子沖洗機(jī)器人上水槍與絕緣子之間保持一定的距離，低于此距離時(shí)絕緣子沖洗機(jī)器人必須停車，因此在絕緣子沖洗機(jī)器人主體前端安裝了障礙傳感器5，以便絕緣子沖洗機(jī)器人能夠避開障礙物，從而保證安全的絕緣電阻。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種絕緣子沖洗機(jī)器人的控制裝置，其特征在于:所述的絕緣子沖洗機(jī)器人的控制裝置包括:攝像頭(I)、圖像采集卡(2)、圖像處理器(3)、水槍執(zhí)行機(jī)構(gòu)(4)、障礙傳感器(5)、運(yùn)動處理器￠)、運(yùn)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(7)、數(shù)據(jù)通信單元(8)、主控制器(9)和電阻率傳感器(10);其中:攝像頭⑴通過圖像采集卡⑵與圖像處理器⑶連接，圖像處理器⑶與水槍執(zhí)行機(jī)構(gòu)(4)相連，障礙傳感器(5)與運(yùn)動處理器(6)連接，運(yùn)動處理器(6)與運(yùn)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(7)連接，數(shù)據(jù)通信單元(8)與主控制器(9)連接，主控制器(9)分別與圖像處理器(3)、運(yùn)動處理器(6)和電阻率傳感器(10)相連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣子沖洗機(jī)器人的控制裝置，其特征在于:所述的主控制器(9)的型號為SI7-200。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣子沖洗機(jī)器人的控制裝置，其特征在于:所述的障礙傳感器(5)為超聲波傳感器，安裝在絕緣子沖洗機(jī)器人主體前端。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絕緣子沖洗機(jī)器人的控制裝置，其特征在于:所述的電阻率傳感器(10)安裝在水槍出水口處。
【專利摘要】一種絕緣子沖洗機(jī)器人的控制裝置。其包括攝像頭、圖像采集卡、圖像處理器、水槍執(zhí)行機(jī)構(gòu)、障礙傳感器、運(yùn)動處理器、運(yùn)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)、數(shù)據(jù)通信單元、主控制器和電阻率傳感器；攝像頭通過圖像采集卡與圖像處理器連接，圖像處理器與水槍執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連，障礙傳感器與運(yùn)動處理器連接，運(yùn)動處理器與運(yùn)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)連接，數(shù)據(jù)通信單元與主控制器連接，主控制器分別與圖像處理器、運(yùn)動處理器和電阻率傳感器相連接。本發(fā)明的絕緣子沖洗機(jī)器人的控制裝置能遠(yuǎn)程控制絕緣子沖洗機(jī)器人的行走、水槍的旋轉(zhuǎn)俯仰，由此來實(shí)現(xiàn)對絕緣子的沖洗，可大幅度減少工作人員操作，降低絕緣子沖洗現(xiàn)場的危險(xiǎn)系數(shù)，有效地提高了工作效率，并且具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、控制精度高等優(yōu)點(diǎn)。
【IPC分類】G05D1/02, B08B3/02
【公開號】CN105068537
【申請?zhí)枴緾N201510502754
【發(fā)明人】李學(xué)剛, 李治, 李季, 宋瑞, 李揚(yáng)春, 姜明席, 賀春
【申請人】國網(wǎng)天津市電力公司, 國家電網(wǎng)公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年8月14日