[发明专利]一种变电站设备带电清洗机器人及其控制方法

说明书

本发明公开了一种变电站设备带电清洗机器人及其控制方法，其中该机器人包括履带式运动平台，其用于进入变电站设备区内实现无障碍行走；履带式运动平台的中间位置固定安装有多节绝缘升降机构，其用于实现竖直方向的上下运动；多节绝缘升降机构的顶部安装有末端多自由度执行机构，末端多自由度执行机构与末端清洗装置相连，末端多自由度执行机构用于控制末端冲洗装置的运动轨迹来实现机器人的带电清洗；履带式运动平台、多节绝缘升降机构和末端多自由度执行机构分别通过相应驱动机构与机载控制器相连，机载控制器还与机载传感器模块相连，机载传感器模块用于检测所述机器人相对于大地坐标系的实时坐标信息并传送至机载控制器。

技术领域

本发明属于变电站设备带电清洗机器人领域，尤其涉及一种变电站设备带电清洗机器人及其控制方法。

背景技术

由于变电站内支柱绝缘子长期暴露在室外，很容易堆积灰尘等污垢，特别是由于近些年大气污染问题，使得支柱绝缘子堆积灰尘的速度更快，这会减小支柱绝缘子的爬电距离最终影响输电安全。因此，适时或季节性地清洗支柱绝缘子对于变电站运行的安全性具有重大的意义。但现阶段变电站内支柱绝缘子带电清洗存在如下缺点：

(1)大多采用人工手持绝缘杆进行支柱绝缘子清洗的方式，该方式要求具有一定的防护措施和作业人员冲洗作业具有较高的技术水平，但是采用人工手持绝缘杆进行支柱绝缘子清洗的方式也存在较大的安全隐患；

(2)现已有能够进行带电清洗支柱绝缘子作业的机器人，但现有的机器人主要存在以下缺点：(2.1)现有机器人的尺寸较大，无法进入支柱绝缘子所在的设备区内，因此，只能在设备区的外围进行带电冲洗作业；(2.2)现有机器人受到高度范围的限制，只能冲洗低位或高位支柱绝缘子，而不能做到对所有高度支柱绝缘子的冲洗；(2.3)现有机器人无法实现自动化清洗作业；

因此，研制一款能够进入变电站设备区内且在高度范围内做到全覆盖的变电站绝缘子且能够进行自动清洗作业的带电水冲洗作业机器人是很有必要。

发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的第一目的是提供一种变电站设备带电清洗机器人。该机器人能够进入变电站设备区且在支柱绝缘子高度范围内全覆盖且能够进行自动化作业，使变电站带电水清洗作业更安全、更有效率。

为实现上述目的，本发明提供了两种变电站设备带电清洗机器人，其具体技术方案如下：

第一种变电站设备带电清洗机器人，包括：

履带式运动平台，其用于进入变电站设备区内实现无障碍行走；履带式运动平台的中间位置固定安装有多节绝缘升降机构，其用于实现竖直方向的上下运动；多节绝缘升降机构的顶部安装有末端多自由度执行机构，末端多自由度执行机构与末端清洗装置相连，末端多自由度执行机构用于控制末端冲洗装置的运动轨迹来实现机器人的带电清洗；

履带式运动平台、多节绝缘升降机构和末端多自由度执行机构分别通过相应驱动机构与机载控制器相连，机载控制器还与机载传感器模块相连，机载传感器模块用于检测所述机器人相对于大地坐标系的实时坐标信息并传送至机载控制器；所述机载控制器被配置为：

首先判断机器人与目标冲洗支柱绝缘子之间的距离是否大于安全距离阈值，若是，则根据接收到的机器人和目标冲洗支柱绝缘子分别相对于大地坐标系的实时坐标信息和绝缘子坐标信息来计算末端多自由度执行机构的偏转角度并输出，自主控制完成对目标冲洗支柱绝缘子的自动化清洗作业。

进一步的，所述履带式运动平台与第一驱动机构相连，履带式运动平台包括车体部分和履带式悬挂部分，所述车体部分为整个机器人的载体，所述履带式悬挂部分安装在车体部分的两侧。

该履带式运动平台可进入狭小的变电站设备区内实现复杂地形下的无障碍运行。

进一步的，所述多节绝缘升降机构包括传动机构和多节升降杆体，所述传动机构与第二驱动机构相连，多节升降杆体与传动机构相连。