變電站帶電水沖洗機(jī)器人用應(yīng)急控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種變電站帶電水沖洗機(jī)器人用應(yīng)急控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著大氣環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，電網(wǎng)設(shè)備污閃事故增加，嚴(yán)重影響電網(wǎng)設(shè)備安全運(yùn)行。變電站絕緣子長(zhǎng)時(shí)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。據(jù)統(tǒng)計(jì)，由污穢引起的絕緣閃絡(luò)事故目前在電網(wǎng)事故總數(shù)中已占到第2位，僅1971-1994年全國(guó)35-500kV發(fā)、變電站就污閃1768座次。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(diǎn):
[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(chǎng)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(duì)絕緣子進(jìn)行帶電水沖洗時(shí)需要高規(guī)格的安全防護(hù)，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(dòng)強(qiáng)度大，效率低，自動(dòng)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(shí)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(shí)不能把設(shè)備外絕緣表面的污穢物完全沖走。
[0006]4、現(xiàn)有的水沖洗設(shè)備自動(dòng)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(chǎng)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(shí)存在安全隱患。
[0007]5、機(jī)器人工作過程中，如果遇到突發(fā)事件，不能夠保證水沖洗機(jī)器人及時(shí)做出相應(yīng)的調(diào)整，容易導(dǎo)致內(nèi)部器件以及沖洗設(shè)備的損壞。
[0008]因此研發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)、遠(yuǎn)程控制以及應(yīng)急控制的控制系統(tǒng)來驅(qū)動(dòng)水沖洗機(jī)器人進(jìn)行帶電水沖洗作業(yè)是非常有必要的，是符合時(shí)代發(fā)展要求的。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]本實(shí)用新型為了解決上述問題，提出了一種變電站帶電水沖洗機(jī)器人用應(yīng)急控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可代替操作人員，在不停電的情況下對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行機(jī)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(dòng)，保證操作人員的人身安全，同時(shí)在遇到突發(fā)狀況時(shí)，實(shí)現(xiàn)對(duì)帶電水沖洗機(jī)器人的應(yīng)急控制，保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0011]一種變電站帶電水沖洗機(jī)器人用應(yīng)急控制系統(tǒng)，包括變電站帶電水沖洗機(jī)器人主控制系統(tǒng)、測(cè)距控制系統(tǒng)以及應(yīng)急控制裝置；
[0012]所述主控制系統(tǒng)包括遙控模塊、車載控制器和信息采集模塊，所述遙控模塊與車載控制器之間通過無線方式連接；所述信息采集模塊采集裝設(shè)于水沖洗機(jī)器人上的各個(gè)傳感器測(cè)得的信號(hào)，測(cè)距控制系統(tǒng)利用云臺(tái)上安裝的超聲傳感器、磁場(chǎng)測(cè)距傳感器以及激光測(cè)距儀，控制機(jī)器人與絕緣子串之間的距離保持在安全距離之內(nèi)；所述應(yīng)急控制裝置包括用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人急停的應(yīng)急開關(guān)以及實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制與手動(dòng)控制切換的手動(dòng)桿；所述應(yīng)急開關(guān)與主控制系統(tǒng)連接，手動(dòng)桿與車載控制器連接。
[0013]所述車載控制器包括電控開關(guān)，電控開關(guān)是車載控制器的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，當(dāng)電控開關(guān)位于中位，此時(shí)電控開關(guān)控制電動(dòng)機(jī)停止運(yùn)動(dòng)；當(dāng)輸入電壓大于中位電壓時(shí)，控制電動(dòng)機(jī)正向旋轉(zhuǎn)，當(dāng)輸入電壓小于中位電壓時(shí)，控制電動(dòng)機(jī)反向旋轉(zhuǎn)，通過TR1控制器1輸出口與垂直升降機(jī)構(gòu)的電控開關(guān)輸入口連接，通過控制TR1控制器輸出口的輸出電壓，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人電氣執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方向及運(yùn)動(dòng)速度的控制。
[0014]所述遙控模塊包括工控機(jī)、觸摸屏、遙控手柄和按鍵，在控制系統(tǒng)中，一方面，遙控手柄、觸摸屏和按鍵均與工控機(jī)連接，通過無線WIFI向TR1控制器下發(fā)垂直升降機(jī)構(gòu)的控制命令，實(shí)現(xiàn)機(jī)開環(huán)控制；另一方面，工控機(jī)、TR1控制器、電控開關(guān)及云臺(tái)的角度傳感器又組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)垂直升降機(jī)構(gòu)的二級(jí)機(jī)械臂的閉環(huán)伺服控制。
[0015]所述信息采集模塊及車載控制器采集帶電水沖洗機(jī)器人的沖洗高度以及沖洗角度信息，通過串口服務(wù)器將RS485協(xié)議數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為TCP協(xié)議數(shù)據(jù)，并通過HUB將數(shù)據(jù)發(fā)送至無線AP模塊，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)與遙控端工控機(jī)的實(shí)時(shí)通訊。
[0016]所述信息采集模塊通過無線CLIENT與主控模塊中的無線AP模塊建立WIFI通訊連接，信息采集模塊通過串口服務(wù)器采集絕對(duì)值角度編碼器獲取的云臺(tái)俯仰、云臺(tái)傾角數(shù)據(jù)，并通過WIFI網(wǎng)絡(luò)上傳至遙控模塊的工控機(jī)中，實(shí)現(xiàn)水槍云臺(tái)上傳感器信息的實(shí)時(shí)采集，工控機(jī)收集信息采集模塊采集的傳感器信息，通過TR1控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站水沖洗機(jī)器人的控制。
[0017]所述無線方式為采用無線AP模塊和無線CLIENT設(shè)備。
[0018]所述超聲傳感器、磁場(chǎng)測(cè)距傳感器及激光測(cè)距儀均通過HUB及無線AP模塊將數(shù)據(jù)上傳至工控機(jī)。
[0019]所述變電站帶電水沖洗機(jī)器人包括車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)和水槍沖洗機(jī)構(gòu)；所述車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)通過回轉(zhuǎn)支承與升降機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)平臺(tái)相連，升降機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)平臺(tái)上安裝有三節(jié)兩級(jí)伸縮臂，所述三節(jié)兩級(jí)伸縮臂通過調(diào)平油缸與水槍沖洗機(jī)構(gòu)連接。
[0020]所述三節(jié)兩級(jí)伸縮臂包括大臂、連接臂及小臂，大臂鉸接到回轉(zhuǎn)平臺(tái)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(dòng)連接，連接臂的頭部安裝有鏈輪；所述三節(jié)兩級(jí)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。
[0021]本實(shí)用新型的有益效果為:
[0022](I)本實(shí)用新型代替操作人員，在不停電的情況下對(duì)變電站設(shè)備進(jìn)行帶電水沖洗作業(yè)，其可有效減輕人工清洗工作的繁重體力勞動(dòng)，保證操作人員的人身安全，同時(shí)通過對(duì)設(shè)備污穢的清洗，防止設(shè)備污閃事故、保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行；
[0023](2)本實(shí)用新型采用多傳感器融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)水沖洗過程的自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，提高水沖洗作業(yè)的自動(dòng)化和智能化水平；同時(shí)應(yīng)急控制裝置保證了機(jī)器人在突發(fā)狀況下能夠立即停止工作，有效地保護(hù)內(nèi)部器件以及外部沖洗的設(shè)備。
[0024](3)本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)水阻率、水壓、水柱長(zhǎng)度的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，并依據(jù)該數(shù)據(jù)修改機(jī)器人運(yùn)行狀態(tài)，保證水沖洗過程中機(jī)器人本體及變電站帶電設(shè)備的絕緣性能，有效提高了水沖洗作業(yè)的安全性。
【附圖說明】
[0025]圖1為本實(shí)用新型變電站帶電水沖洗機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本實(shí)用新型變電站帶電水沖洗機(jī)器人制圖支撐時(shí)結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0027]圖3為本實(shí)用新型變電站帶電水沖洗機(jī)器人工作極限位置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4本實(shí)用新型的主控系統(tǒng)整體方框圖；
[0029]圖5本實(shí)用新型的機(jī)器人控制系統(tǒng)車載控制器與遙控模塊方框圖；
[0030]圖6本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)框圖。
[0031]其中，1、從動(dòng)輪，2、承重輪，3、張緊緩沖裝置，4、驅(qū)動(dòng)輪，5、履帶，6、履帶底盤，7、比例控制閥組B，8、回轉(zhuǎn)平臺(tái)，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(tái)，16、俯仰油缸，17、水槍架，18、調(diào)平油缸II，19、跟蹤攝像機(jī)，20、激光測(cè)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、小臂，31、應(yīng)急控制裝置。
【具體實(shí)施方式】
:
[0032]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0033]變電站帶電水沖洗水沖洗機(jī)器人包括機(jī)器人本體和機(jī)器人控制系統(tǒng)。
[0034]帶電水沖洗機(jī)器人結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-圖3所示，主體由機(jī)械本體和遠(yuǎn)程遙控裝置組成。其中，機(jī)械本體主要由車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)、三節(jié)兩級(jí)伸縮臂升降機(jī)構(gòu)、水槍沖洗機(jī)構(gòu)、液壓控制系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)組成。車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)為履帶式移動(dòng)底盤結(jié)構(gòu)，履帶底盤的一邊為柴油箱，另一邊為液壓油箱，機(jī)器人的動(dòng)力源為車載柴油機(jī)；所述車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)通過回轉(zhuǎn)支承與升降機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)平臺(tái)8相連，升降機(jī)構(gòu)的回轉(zhuǎn)平臺(tái)8上還安裝有三節(jié)兩級(jí)伸縮臂，三節(jié)兩級(jí)伸縮臂的小臂30通過調(diào)平油缸II 18與水槍沖洗機(jī)構(gòu)的工作臺(tái)15相連，所述回轉(zhuǎn)平臺(tái)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(duì)機(jī)器人的車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)及水槍沖洗機(jī)構(gòu)的控制。
[0035]變電站帶電水沖洗機(jī)器人工作動(dòng)力來源車載柴油機(jī)。采用自帶動(dòng)力源，柴油機(jī)提供動(dòng)力，可以進(jìn)入密集設(shè)備區(qū)內(nèi)作業(yè)，解決了現(xiàn)場(chǎng)的電源配置問題。
[0036]車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)采用履帶式移動(dòng)底盤結(jié)構(gòu)，主要由履帶底盤6、左右行走馬達(dá)、驅(qū)動(dòng)輪4、承重輪2、履帶5、張緊緩沖裝置3以及兩側(cè)的四個(gè)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。
[0037]三節(jié)兩級(jí)伸縮臂組成的升降機(jī)構(gòu)主要由回轉(zhuǎn)平臺(tái)8、三節(jié)兩級(jí)伸縮臂，調(diào)平機(jī)構(gòu)組成?；剞D(zhuǎn)平臺(tái)8通過回轉(zhuǎn)支承與車體移動(dòng)機(jī)構(gòu)連接，由回轉(zhuǎn)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)平臺(tái)8及其附屬各部件360°連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，比例控制閥組7通過螺栓連接在回轉(zhuǎn)平臺(tái)8上；兩級(jí)伸縮臂主要由大臂11、連接臂29、小臂30組成，兩級(jí)伸縮