CN106391373B - 一种绝缘子在线喷涂控制系统及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绝缘子在线喷涂控制系统及机器人，该系统包括至少一个喷涂机构，喷涂机构带有用于向绝缘子或绝缘子串喷涂涂料的喷枪，喷涂机构固定于沿着绝缘子周向方向布置的旋转机构，旋转机构带动喷涂机构围绕绝缘子或绝缘子串在设定角度范围内旋转；喷枪设有至少一个，其中一个或多个喷枪可在绝缘子或绝缘子串轴向平面内摆动；本发明通过旋转机构带动喷涂机构沿绝缘子圆周方向运动，实现对绝缘子圆周一圈的喷涂，简单方便，且喷涂机构在一定角度范围内正反转运动，有效避免管路绕线情况；通过升降机构的设置，可带动旋转机构实现上下移动，进而既带动喷涂机构的圆周运动，又可以实现轴向运动，可实现对绝缘子、绝缘子串全方位的喷涂效果。

Description

一种绝缘子在线喷涂控制系统及机器人

技术领域

本发明涉及绝缘子领域，具体地说是一种绝缘子在线喷涂控制系统及机器人。

背景技术

近年来大力发展的超高压、特高压输电系统中，绝缘子的安全运行直接决定了整个系统的投资及安全水平，RTV防污闪涂料具有极强的憎水性，在这种材料表面上的水分形成了水滴，污层难于湿润，不易形成连续的导电层，从而改善了组合绝缘介质的表面状况，使涂刷RTV涂料后的绝缘子表面泄露电流甚小，改善了污闪特性，耐污电压可达到的1.5倍以上。由于RTV防污闪涂料都具有很强的憎水迁移性，难以形成连续的导电层，所以不会出现电压分布不均，不易形成伞群跳弧现象。以上特点不仅起到了防污闪的作用，而且在有效期内不需要清扫，这样减轻了绝缘子的清扫工作，对于设备多而人员紧张的单位和不容易停电的设备是非常适用。

绝缘子防污闪是当前电力系统研究的一个重大课题,国内外的专家对此进行了多方面的探索研究。在国内线路用悬式合成绝缘子有效地解决了这一间题。但仍旧有相当多的线路用瓷绝缘子需要增强防污闪性能，除了定期进行检修更换及清扫除污外，绝缘子表面涂刷RTV涂料是防止设备污闪的有效补救措施。现有线路中绝缘子喷涂主要由人工进行喷涂或刷涂，存在的问题是效率低，工作量大，工作强度高，人工在线作业安全程度低，且人工喷涂因涂料的四处飞溅，容易污染喷涂设备及其他线路。

此外，对绝缘子串或者绝缘子喷涂后进行喷涂质量的检测，有助于对绝缘子在线情况的详细了解，同样是非常必要的。

发明内容

针对上述问题，为了解决现有技术的不足，特提供一种绝缘子在线喷涂控制系统，该系统可有效克服现有通过人工对绝缘子或绝缘子串进行人工喷涂，采用控制系统对绝缘子串进行防污闪涂料的涂覆，简单快捷，保证人工操作的安全性。

本发明还提供了一种绝缘子用机器人，该机器人包括上述的控制系统，拓宽了机器人的使用范围。

本发明提供的一个方案是：

一种绝缘子在线喷涂控制系统，包括至少一个喷涂机构，喷涂机构带有用于向绝缘子或绝缘子串喷涂涂料的喷枪，喷涂机构固定于沿着绝缘子周向方向布置的旋转机构，旋转机构带动喷涂机构围绕绝缘子或绝缘子串在设定角度范围内旋转；喷枪设有至少一个，其中一个或多个喷枪可在绝缘子或绝缘子串轴向平面内摆动；通过旋转机构带动喷涂机构沿着绝缘子周向方向移动，实现对绝缘子圆周的喷涂，同时在设定角度范围内旋转有效避免喷涂机构的线路与其他结构的缠绕，简单方便；因绝缘子上表面是倾斜面，下表面存在较多的凹凸槽，因此喷枪在轴向平面内的上下摆动，保证了一次喷涂的有效范围。

上述控制系统还包括控制单元，控制单元与喷涂机构、旋转机构分别单独连接，以控制喷涂机构喷枪的动作并控制旋转机构带动喷涂机构的喷枪工作；由控制单元控制喷涂机构和旋转机构的动作，实现二者的有效配合，有效提高喷涂效率。

其中所述旋转机构包括围绕绝缘子圆周布设的轨道，轨道朝向绝缘子布置，轨道表面设置用于固定喷涂机构的导轨，导轨可设置于轨道的上下表面或者仅设置在轨道的上表面。

所述喷涂机构通过滑块固定于导轨，所述轨道为齿条，滑块与齿轮电机固定，齿轮电机与齿条啮合，以通过齿轮电机带动滑块沿着齿条运动。

因滑块需要固定于导轨，还需要承载喷涂机构，故滑块一侧表面设置凹槽与导轨配合，滑块上固定喷涂机构，滑块上方固定齿轮电机，齿轮电机的齿轮与齿条啮合从而带动滑块相对于齿条在设定范围内正反转运动，

为了避免喷涂机构中喷枪用线路的缠绕，喷涂机构可设置有多处，多个喷涂机构同时动作，当喷涂机构为两处时，二者对称布置，各自可在180°范围内水平移动；喷涂机构喷枪用管路采用软性材料制造，便于在一定角度内使用不会出现缠绕问题。

所述喷涂机构包括设置于滑块的第一摆动动力源，第一摆动动力源与喷涂机构的喷枪固定以带动喷枪在绝缘子轴向平面内摆动；

当喷枪为多个时，部分喷枪的高度区别与另一部分喷枪的高度，位于高处的喷枪用于对准绝缘子片裙部外沿，在绝缘子轴向面内上下摆动对绝缘子片裙部进行喷涂，位于低处的喷枪可实现在绝缘子或绝缘子串横向平面内摆动运动，以对下绝缘子片上表面和上绝缘子片下表面之间的区域进行喷涂，且因这部分区域直径要小于绝缘子片的裙部直径，因此低处的喷枪长度大于位于高处喷枪的长度；为了在取出或者放置喷涂装置时，避免喷枪对绝缘子造成干涉，高处的喷枪的零位为竖直位置，低处的喷枪零位为水平位置。

此外，为适应绝缘子串的长度，喷涂装置还包括升降机构，升降机构与所述的旋转机构固定带动旋转机构实现升降运动，升降机构与旋转机构固定以带动喷涂机构沿着绝缘子轴向移动，从而扩大装置的喷涂范围，可根据绝缘子串中绝缘子片的位置来移动升降机构带动旋转机构上升或下降运动。

其中，所述升降机构包括穿过所述旋转机构沿着绝缘子或绝缘子串轴向方向设置的丝杠，丝杠的上端设置上平台以用于支撑带动丝杠旋转的丝杠电机；所述丝杠的下端设置中部镂空的下平台以支撑喷涂装置，下平台结构可与上平台结构相同，下平台同样为镂空结构以通过下平台穿过绝缘子。

进一步，为了保证整个冲洗装置的稳定性，在所述上平台上表面或者下表面活动设置用于固定绝缘子串的固定件。

所述固定件为至少两个夹持手爪，两个夹持手爪围绕绝缘子对称设置，夹持手爪的一端呈圆弧形状；夹持手爪的另一端可拆卸固定于上平台结构。

本发明的第二个实施例中升降机构包括升降动力源，升降动力源通过升降连接块与所述的旋转机构固定以带动旋转机构沿着绝缘子轴向方向移动。

为了避免喷涂涂料对除绝缘子外的结构造成污染，喷涂装置还包括用于包覆绝缘子或绝缘子串侧壁的防护罩，防护罩设于旋转机构与喷涂机构之间并与滑块固定随喷涂机构一同动作；在所述防护罩的外侧固定用于检测绝缘子喷涂质量的、绝缘子位置准确度的检测仪器，在所述防护罩上设置用于检测仪器检测头部可穿过的通孔，检测仪器包括摄像头，摄像头与控制单元连接，控制单元具有视频处理、发射、接收、显示部分，摄像头可设有多个，分为前视摄像头、后视摄像头、探针摄像头，当需要检测绝缘子位置或者其他信息时，摄像头通过通孔进入到防护罩内对绝缘子情况进行摄像，由人通过控制单元观测到具体现场情况；还可以设置绝缘子质量检测仪等用于检测绝缘子的具体情况；控制单元与远程遥控系统通过无线通信连接，以远程进行对在线喷涂控制系统的各机构的控制。

所述防护罩的上部朝向绝缘子或绝缘子串弯折设置，防护罩的下表面内凹成沟槽以收集沿着防护罩内壁下流的涂料；因绝缘子钢帽不需要被喷涂，上述的喷涂装置还包括用于对绝缘子钢帽进行隔离的防护罩，防护罩的外形与钢帽的形状相近，或者采用专利CN203931684U输电线路绝缘子喷涂RTV专用防护罩。

其中，防护罩底部的沟槽为水平或者倾斜设置的沟槽，深度为不影响喷涂作业面设定，所述沟槽底部设有流出孔，流出孔处设有可拆卸的塞子，拔出塞子后，流出孔外接管路对汇集涂料进行回收。

在本发明第三个实施例中固定件的中部带有镂空环以通过镂空环穿过绝缘子串，镂空环为一整个结构。

本发明的第二个方案是：

一种绝缘子在线喷涂机器人，包括所述的一种绝缘子在线喷涂控制系统。

本发明的有益效果是：

1)通过旋转机构带动喷涂机构沿绝缘子圆周方向运动，实现对绝缘子圆周一圈的喷涂，简单方便，且喷涂机构在一定角度范围内正反转运动，有效避免管路绕线情况。

2)通过升降机构的设置，可带动旋转机构实现上下移动，进而既带动喷涂机构的圆周运动，又可以实现轴向运动，拓宽了二者的工作范围，可实现对绝缘子、绝缘子串全方位的喷涂效果。

3)通过设置多个喷枪，高处的喷枪为可沿绝缘子轴向平面内摆动，低处的喷枪在水平面内摆动，实现旋转机构在设定高度时，同时对绝缘子片的裙部，两绝缘子片之间部件的喷涂，这样重复多次，即可快速完成喷涂，节约喷涂时间。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为本发明喷涂位置示意图；

图3为本发明局部配合示意图；

图4为本发明外监测器示意图；

图5为本发明控制系统示意图。

其中：100环道，101环形滑轨，102环形齿条，200喷涂装置，201上喷枪，202防水壳，203下喷枪，204滑块，205齿轮，206枪管，207喷嘴，208驱动电机，300防护罩，400升降连接块，500绝缘子串，700检测仪器，701前视摄像头，702后视摄像头，703探针摄像头，706画面分割器，707图传发射模块，710视频接收模块，712视频显示模块，713视频录像模块，714视频设置模块，800控制单元，801执行系统，802无线数传收发模块，803激光限位传感器，804接近开关,805执行MCU，806喷枪方位对准装置，807上喷枪电机，808下喷枪电机，809行走电机，820遥控系统，821模拟摇杆，822开关，823操作面板，824遥控MCU，825无线数传收发模块，826液晶显示。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步的描述：

实施例1

如图1所示，一种绝缘子在线喷涂控制系统，包括带有喷枪的喷涂机构200，喷涂机构200与可带动喷涂机构200沿着绝缘子周向方向在设定角度范围内旋转的旋转机构100连接；通过旋转机构100带动喷涂机构200沿着绝缘子周向方向移动，实现对绝缘子圆周喷涂；

还包括控制单元，控制单元与喷涂机构、旋转机构分别单独连接，以控制喷涂机构喷枪的动作并控制旋转机构带动喷涂机构的喷枪工作

对绝缘子串500进行喷涂时，上述的喷涂装置还包括围绕绝缘子圆周设置的升降机构，升降机构与喷涂机构200固定以带动喷涂机构200沿着绝缘子轴向移动，从而扩大装置的喷涂范围，既可以实现对绝缘子高度范围的喷涂，又可实现绝缘子圆周方向的喷涂。

其中，所述升降机构包括穿过所述齿条沿着绝缘子轴向方向设置的丝杠，丝杠通过丝杠螺母与齿条102固定，齿条102与喷涂机构200构成水冲洗轨道机构，为了控制丝杠的数量，在相邻丝杠之间设置光杆，光杆通过光杆滑块与齿条固定，为了支撑的稳定性，丝杠围绕绝缘子周向竖直设置有多个，丝杠的上端设置上平台以用于支撑带动丝杠旋转的丝杠电机，上平台为一中部镂空的空圈且该空圈与多个丝杠的顶部各自固定。

所述丝杠的下端设置中部镂空的下平台以支撑冲洗装置，下平台结构可与上平台102结构相同，下平台同样为镂空结构以通过下平台穿过绝缘子。

所述旋转机构包括通过支架固定的围绕绝缘子圆周布的齿条，齿条102面朝向绝缘子布置，这样的齿条102在圆周方向围成一圈或者多半圈，且齿条102具有一定的厚度，齿条102的外围与升降机构的丝杠活动固定，丝杠旋转带动齿条102上下运动，通常情况下齿条102的上表面与下表面凸起形成导轨，所述喷涂机构200通过滑块固定于导轨，滑块与齿轮电机固定，齿轮电机固定于一防水外壳202内，齿轮电机与齿条102啮合，以通过齿轮电机带动滑块204沿着齿条102运动。

因滑块204需要固定于导轨，还需要承载喷涂机构200，故滑块204一侧表面设置凹槽与导轨配合，滑块204的中部下方固定喷涂机构200，滑块204中部上方固定齿轮电机，齿轮电机的齿轮205与齿条102啮合。

检测仪器700用于对绝缘子串位置、喷涂质量的检测，具体通过摄像头进行，包括前视摄像头701、后视摄像头702、探针摄像头703，如图4所示，当需要检测绝缘子位置或者其他信息时，摄像头通过通孔进入到防护罩300内对绝缘子情况进行摄像，由人通过控制单元800观测到具体现场情况；还可以设置绝缘子质量检测仪等用于检测绝缘子的具体情况；控制单元800与远程遥控系统820通过无线通信连接，远程遥控系统820包括操作面板823及液晶显示826等，如图5所示。

为了避免喷涂机构200中线条的缠绕，喷涂机构200可设置有多处，多个喷涂机构200同时动作，所述齿轮电机正反转沿着齿条102在设定角度范围内旋转，如当喷涂机构200为两处时，二者对称布置，各自可在180°范围内水平移动；当喷枪为多个时，部分喷枪的高度区别与另一部分喷枪的高度，上喷枪201用于对准绝缘子片裙部外沿，在绝缘子轴向面内上下摆动对绝缘子片裙部进行喷涂，下喷枪203可实现在绝缘子或绝缘子串横向平面内摆动运动，以对下绝缘子片上表面和上绝缘子片下表面之间的区域进行喷涂，且因这部分区域直径要小于绝缘子片的裙部直径，因此下喷枪203长度大于位于上喷枪201的长度；为了在取出或者放置喷涂装置时，避免喷枪对绝缘子造成干涉，上喷枪201的零位为竖直位置，下喷枪203零位为水平位置，如图2所示。

此外，上喷枪201与下喷枪203各自包括枪管206和喷嘴207，枪管206通过管路与涂料箱连接，上喷枪201为普通雾化喷嘴，下喷枪203为大角度喷嘴，上喷枪201及下喷枪203竖直距离为一个绝缘子片的结构高度。

所述喷涂机构200包括设置于滑块204的第一摆动动力源，第一摆动动力源为步进电机，第一摆动动力源与喷涂机构200的上喷枪201固定以带动水枪在绝缘子轴向平面内摆动，通过第二摆动动力源208带动下喷枪203动作。

为了保证整个冲洗装置的稳定性，在所述上平台上表面或者下表面活动设置用于固定绝缘子串500的固定件。

所述固定件为至少两个夹持手爪，两个夹持手爪围绕绝缘子对称设置，夹持手爪的一端呈圆弧形状；夹持手爪的一端可拆卸固定于上平台结构。

此外，为了防止在对绝缘子冲洗过程中液体四处飞溅，可在旋转机构的外侧设置一围绕绝缘子周向布置的防护罩，防护罩的上表面内凹倾斜设置，检测仪器设于防护罩的上下两侧，控制单元设于防护罩外壳，如图1和图2所示。

本实施例1在具体工作过程中，齿条为可开合圆周形结构，在上线作业前，将控制系统打开放在绝缘子串500上，作业位置为防护罩恰好包覆一片绝缘子。作业前上喷枪201处于零位，即上喷枪201竖直状态，下喷枪203处于图1中零位c处，即下喷枪203处于防护罩300切面方向。

在喷涂作业开始时，控制单元控制第一动力源带动上喷枪201由竖直状态摆动至水平位置，正好对准绝缘子片瓷裙外沿，用于喷涂绝缘子片瓷裙，同时控制单元控制第二动力源带动下喷枪203由c处摆动至水平位置d处，整好处于上下两片绝缘子之间，用于喷涂下绝缘子片上表面和上绝缘子片下表面。同时控制单元控制控制齿轮电机驱动齿轮齿条啮合运动，带动上下喷枪围绕绝缘子串做圆周运动，完成绝缘子一周的喷涂作业。

在喷枪作圆周运动进行喷涂作业的同时，防护罩300与喷涂机构同步进行圆周运动，防护罩300包覆喷涂作业中的绝缘子，将作业绝缘子与外部机构进行隔离，用于避免涂料的污染及对机构的影响。

喷涂一片绝缘子作业完毕，控制单元控制第一摆动动力源和第二摆动动力源208分别驱动上下喷枪回到零位，控制单元控制升降机构，通过升降机构带动喷涂机构到达下一片绝缘子喷涂作业位置，重复上述绝缘子圆周喷涂作业步骤，直至整串绝缘子完成喷涂作业。

此喷涂机构因为针对特定位置进行喷涂，喷涂效果好，通过控制单元的显示单元如果发现有喷涂不彻底的漏喷需补喷的位置，可控制第一摆动动力源与第二摆动动力源驱动上下喷枪进行角度调整补喷，一次性解决漏喷补喷的问题。通过调整喷枪的长短可适应不同型号的绝缘子，适用性增强，此喷涂机构连续性好，机械化程度高，作业效率高，克服了人工在线喷涂强度高，效率低的缺点，为绝缘子在线喷涂作业提供了一种新的解决方案。

实施例2

本实施例与实施例1的区别是：

如图1所示，升降机构包括升降动力源，升降动力源通过升降连接块400与所述的齿条固定以带动齿条沿着绝缘子轴向方向移动，升降连接块可沿着绝缘子的圆周设置有多处。

实施例3

本实施例与实施例1的区别是：

固定件的中部带有镂空环以通过镂空环穿过绝缘子串，镂空环为一整个结构。

实施例4

一种绝缘子用机器人，包括实施例1或2或3所述的一种绝缘子用在线喷涂装置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不是本发明的全部实施例，不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术，为了突出本发明的创新特点，上述技术特征在此不再赘述。

Claims (8)

1.一种绝缘子在线喷涂控制系统，其特征在于，包括至少一个喷涂机构，喷涂机构带有用于向绝缘子或绝缘子串喷涂涂料的喷枪，喷涂机构固定于沿着绝缘子周向方向布置的旋转机构，旋转机构带动喷涂机构围绕绝缘子或绝缘子串在设定角度范围内旋转；喷枪设有至少一个，其中一个或多个喷枪可在绝缘子或绝缘子串轴向平面内摆动；

还包括控制单元，控制单元与喷涂机构、旋转机构分别单独连接，以控制喷涂机构喷枪的动作并控制旋转机构带动喷涂机构的喷枪工作；所述旋转机构包括围绕绝缘子圆周布设的轨道，轨道朝向绝缘子布置，轨道表面设置用于固定喷涂机构的导轨；所述喷涂机构通过滑块固定于导轨，所述轨道为齿条，滑块与齿轮电机固定，齿轮电机与齿条啮合，以通过齿轮电机带动滑块沿着齿条运动。

2.如权利要求1所述的一种绝缘子在线喷涂控制系统，其特征在于，所述喷涂机构包括设置于滑块的第一摆动动力源，第一摆动动力源与喷涂机构的喷枪固定以带动喷枪在绝缘子轴向平面内摆动。

3.如权利要求1所述的一种绝缘子在线喷涂控制系统，其特征在于，还包括升降机构，升降机构与所述的旋转机构固定带动旋转机构实现升降运动。

4.如权利要求3所述的一种绝缘子在线喷涂控制系统，其特征在于，所述升降机构包括穿过所述旋转机构沿着绝缘子或绝缘子串轴向方向设置的丝杠，丝杠的上端设置上平台以用于支撑带动丝杠旋转的丝杠电机；

或者，升降机构包括升降动力源，升降动力源通过升降连接块与所述的旋转机构固定以带动旋转机构沿着绝缘子轴向方向移动。

5.如权利要求1所述的一种绝缘子在线喷涂控制系统，其特征在于，当喷枪为多个时，部分喷枪的高度区别于另一部分喷枪的高度，位于高处的喷枪对绝缘子片裙部进行喷涂，位于低处的喷枪可实现在绝缘子或绝缘子串横向平面内摆动运动，以对下绝缘子片上表面和上绝缘子片下表面之间的区域进行喷涂；

低处的喷枪长度大于位于高处喷枪的长度。

6.如权利要求1所述的一种绝缘子在线喷涂控制系统，其特征在于，还包括用于包覆绝缘子或绝缘子串侧壁的防护罩，防护罩设于旋转机构与喷涂机构之间并与滑块固定随喷涂机构一同动作。

7.如权利要求6所述的一种绝缘子在线喷涂控制系统，其特征在于，在所述防护罩的外侧固定用于检测绝缘子喷涂质量的、绝缘子位置准确度的检测仪器，检测仪器与所述的控制单元连接，在所述防护罩上设置用于检测仪器检测头部可穿过的通孔。

8.一种绝缘子在线喷涂机器人，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的一种绝缘子在线喷涂控制系统。