A為水柱的截面面積，R為水柱的電阻值。
[0060]在噴槍噴嘴口徑一定的情況下，水柱的截面面積為一常數(shù)，從絕緣水柱的電阻值的公式可以看出，在水的電阻率r變化時(shí)，可以通過(guò)改變水沖洗機(jī)器人噴嘴與設(shè)備間的距離，改變絕緣水柱的長(zhǎng)度L，從而實(shí)現(xiàn)水柱絕緣性能的調(diào)節(jié)。本實(shí)用新型采用一種變電站水沖洗機(jī)器人絕緣水柱自動(dòng)控制算法，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂和壓力裝置的智能調(diào)節(jié)，改變水沖洗機(jī)器人噴嘴與設(shè)備間的距離，從而改變絕緣水柱的長(zhǎng)度，保證足夠的絕緣性能。
[0061]如圖5所示，為變電站水沖洗機(jī)器人絕緣水柱自動(dòng)控制算法的原理圖，由原理圖可知，該算法為一雙閉環(huán)控制算法，內(nèi)環(huán)為作業(yè)距離和壓力環(huán)，外環(huán)為水阻率環(huán)。當(dāng)高純水由于某種原因水阻率發(fā)生變化時(shí)，在線式水阻率傳感器檢測(cè)到該變化，通過(guò)查找專家系統(tǒng)中事先通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)建立的水阻率與作業(yè)距離、噴水壓力的數(shù)據(jù)關(guān)系表，得到與之對(duì)應(yīng)的理想作業(yè)距離和噴水壓力信息，由此進(jìn)入內(nèi)環(huán)系統(tǒng)，一方面通過(guò)激光測(cè)距儀的實(shí)時(shí)反饋信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)作業(yè)距離的閉環(huán)控制，另一方面通過(guò)壓力傳感器返回的壓力信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力裝置的輸出壓力的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)水沖洗機(jī)器人絕緣水柱絕緣性能的自動(dòng)控制。
[0062]本實(shí)用新型所述水沖洗機(jī)器人樣機(jī)已經(jīng)研制成功。其順利通過(guò)了實(shí)驗(yàn)室內(nèi)220KV等級(jí)高壓、及電磁環(huán)境測(cè)試，并已順利在220KV實(shí)驗(yàn)變電站內(nèi)得到試驗(yàn)性應(yīng)用，試驗(yàn)性應(yīng)用表明，該控制系統(tǒng)能滿足變電站帶電水沖洗輔沖機(jī)器人的控制需求，并保證水沖洗機(jī)器人和被沖設(shè)備的運(yùn)行安全。
[0063]本實(shí)用新型提供了一種變電站水沖洗機(jī)器人智能控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多傳感器融合技術(shù)，構(gòu)建變電站水沖洗機(jī)器人智能控制系統(tǒng)，采用該控制系統(tǒng)可以使變電站巡檢機(jī)器人代替人的完成220kV變電站帶電作業(yè)頻率高的絕緣子水沖洗任務(wù)，一方面可減輕作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，另一方面也為作業(yè)人員的安全提供了保證的變電站水沖洗機(jī)器人無(wú)線遙控系統(tǒng)。后續(xù)將機(jī)器視覺(jué)技術(shù)引入該系統(tǒng)，利用圖像處理、模式識(shí)別等功能，實(shí)現(xiàn)沖洗設(shè)備的自動(dòng)識(shí)別，并利用視覺(jué)伺服技術(shù)進(jìn)一步提高系統(tǒng)的智能型和自主性，隨著系統(tǒng)的性能的不斷提高，相信系統(tǒng)將會(huì)有相當(dāng)大的應(yīng)用空間。
[0064]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)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(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種變電站帶電水沖洗機(jī)器人用安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征是:包括行走控制系統(tǒng)和安全控制系統(tǒng)，行走控制系統(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(guò)無(wú)線方式連接，用于控制水洗機(jī)器人的垂直升降機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)；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)，安全控制系統(tǒng)基于對(duì)絕緣安全造成影響的因素，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)，安全控制系統(tǒng)包括超聲傳感器、激光測(cè)距儀、水電阻率傳感器、水壓傳感器及磁場(chǎng)測(cè)距傳感器，超聲傳感器和磁場(chǎng)測(cè)距傳感器安裝在機(jī)械臂末端的四個(gè)面上，用于檢測(cè)機(jī)械臂末端與帶電設(shè)備間的距離，激光測(cè)距儀與水槍平行安裝，實(shí)時(shí)檢測(cè)水沖洗過(guò)程中水柱的長(zhǎng)度，水電阻率傳感器及水壓傳感器安裝在高壓純水制備設(shè)備之上，用于實(shí)時(shí)檢測(cè)沖洗過(guò)程中水的壓力和水的導(dǎo)電性能。2.如權(quán)利要求1所述的一種變電站帶電水沖洗機(jī)器人用安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征是:所述車載控制器布置在水沖洗機(jī)器人移動(dòng)底盤之上，電控開(kāi)關(guān)是車載控制器的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，當(dāng)電控開(kāi)關(guān)位于中位，此時(shí)電控開(kāi)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(guò)TR1控制器1輸出口與垂直升降機(jī)構(gòu)的電控開(kāi)關(guān)輸入口連接，通過(guò)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。3.如權(quán)利要求1所述的一種變電站帶電水沖洗機(jī)器人用安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征是:所述遙控模塊包括由工控機(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(guò)無(wú)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(kāi)環(huán)控制；另一方面，工控機(jī)、TR1控制器、電控開(kāi)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。4.如權(quán)利要求1所述的一種變電站帶電水沖洗機(jī)器人用安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征是:所述信息采集模塊及車載控制器的角度傳感器采集垂直升降機(jī)構(gòu)的升降高度及云臺(tái)的角度信息，通過(guò)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(guò)HUB將數(shù)據(jù)發(fā)送至無(wú)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。5.如權(quán)利要求1所述的一種變電站帶電水沖洗機(jī)器人用安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征是:所述信息采集模塊布置在水沖洗機(jī)器人水槍云臺(tái)之上，信息采集模塊通過(guò)無(wú)線CLIENT與主控模塊中的無(wú)線AP模塊建立WIFI通訊連接，信息采集模塊通過(guò)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(guò)WIFI網(wǎng)絡(luò)上傳至遙控模塊的工控機(jī)中，實(shí)現(xiàn)從而水槍云臺(tái)上傳感器信息的實(shí)時(shí)采集。6.如權(quán)利要求5所述的一種變電站帶電水沖洗機(jī)器人用安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征是:所述信息采集模塊通過(guò)串口服務(wù)器采集絕對(duì)值角度編碼器獲取的云臺(tái)俯仰及云臺(tái)傾角數(shù)據(jù)，并通過(guò)WIFI網(wǎng)絡(luò)上傳至遙控模塊的工控機(jī)中。7.如權(quán)利要求1所述的一種變電站帶電水沖洗機(jī)器人用安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征是:所述遙控模塊包括工控機(jī)，工控機(jī)收集信息采集模塊采集的傳感器信息，通過(guò)TR1控制器實(shí)現(xiàn)垂直升降機(jī)構(gòu)及車體的控制。8.如權(quán)利要求1所述的一種變電站帶電水沖洗機(jī)器人用安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征是:所述無(wú)線方式為采用無(wú)線AP模塊和無(wú)線CLIENT設(shè)備。9.如權(quán)利要求1所述的一種變電站帶電水沖洗機(jī)器人用安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征是: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(guò)HUB及無(wú)線AP模塊將數(shù)據(jù)上傳至工控機(jī)。10.如權(quán)利要求1所述的一種變電站帶電水沖洗機(jī)器人用安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征是:所述垂直升降機(jī)構(gòu)與帶電設(shè)備間的距離大于變電站規(guī)定的安全工作距離。11.如權(quán)利要求1所述的一種變電站帶電水沖洗機(jī)器人用安全防護(hù)系統(tǒng)，其特征是:所述激光測(cè)距儀采用紅色激光，其光源光斑為測(cè)量距離1.5m至Sm，測(cè)量時(shí)間為I至5暈秒。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種變電站帶電水沖洗機(jī)器人用安全防護(hù)系統(tǒng)，系統(tǒng)包括行走控制系統(tǒng)和安全控制系統(tǒng)，行走控制系統(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及車載控制器和信息采集模塊之間均采用無(wú)線設(shè)備，構(gòu)建WIFI網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)三模塊間的數(shù)據(jù)交互；安全控制系統(tǒng)利用云臺(tái)上安裝的超聲傳感器、磁場(chǎng)測(cè)距傳感器、水阻率傳感器及水壓傳感器，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人運(yùn)行過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)控。本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)水阻率、水壓、水柱長(zhǎng)度的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，保證水沖洗過(guò)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。
【IPC分類】B08B13/00, B08B3/02
【公開(kāi)號(hào)】CN204912140
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520265304
【發(fā)明人】李健, 劉洪正, 慕世友, 任杰, 傅孟潮, 韓磊, 魯守銀, 王振利, 譚林, 呂曦晨, 趙金龍, 李建祥, 陳強(qiáng), 張海龍, 高郎宏
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院, 山東魯能智能技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年4月28日