CN108964374B - 发电机检修机器人试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发电机检修机器人试验装置及试验方法，电机检修机器人试验装置包括支撑装置、模拟转子以及模拟定子。其中，支撑装置包括转子支撑轴以及套设在转子支撑轴外的定子支撑轴，转子支撑轴与定子支撑轴能相对转动。定子支撑轴上开设有贯穿定子支撑轴的轴壁的开口。模拟转子套设在定子支撑轴外，并且穿过开口连接至转子支撑轴上。模拟转子上设置有多道转子铁芯，以模拟真实的发电机的转子。模拟定子套设在模拟转子外并且与模拟转子间具有间隙。模拟定子与定子支撑轴连接，模拟定子上设置有多道定子铁芯，以模拟真实的发电机的定子。上述发电机检修机器人试验装置结构简单，造价便宜，降低了进行发电机检修机器人验证以及培训的成本。

Description

发电机检修机器人试验装置及试验方法

技术领域

本发明涉及电气维修技术领域，特别是涉及一种发电机检修机器人试验装置及试验方法。

背景技术

发电机是电气领域中重要设备，根据相关作业要求，发电机需要定期进行检修。一般地，发电机在大修中需要定期进行抽穿转子检修,即将直径约2米、长度约15.38米、重量约244吨的转子从定子中抽出。再由人员进入定子膛，进行一系列的检修和试验。这样的人力检修不仅需要耗费大量的人力，且作业风险高，发电机中转子与定子的气隙最小处仅58mm，在抽出转子过程中很容易发生碰撞等问题损坏设备。

因此，在行业中慢慢兴起了使用智能检修机器人进入发电机内部进行检修和试验，从而不需要抽出转子即可完成检修和试验。智能检修机器人利用永磁铁或电磁线圈，吸附在定子或转子表面的铁芯上，并能沿槽楔向前移动。但是智能检修机器人在正式投入使用前需要验证其是否能正常完成检修工作，同时机器人操作人员也需要进行上岗培训，这些前期工作若直接在正常的发电机中操作，不仅会影响发电机正常工作，严重地，还可能会因机器人缺陷或培训人员实战经验不足导致发电机损坏。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种发电机检修机器人试验装置及试验方法。

一种发电机检修机器人试验装置，包括：

支撑装置，包括转子支撑轴以及套设在所述转子支撑轴外的定子支撑轴，所述转子支撑轴与所述定子支撑轴能相对转动；所述定子支撑轴上开设有贯穿所述定子支撑轴的管壁的开口；

模拟转子，穿过所述开口连接至所述转子支撑轴上，所述模拟转子上设置有多道转子铁芯，以模拟真实的发电机的转子；

模拟定子，套设在所述模拟转子外并且与所述模拟转子间具有间隙，所述模拟定子与所述定子支撑轴连接，从而所述模拟定子与所述模拟转子能相对转动，所述模拟定子上设置有多道定子铁芯，以模拟真实的发电机的定子。

上述发电机检修机器人试验装置通过模拟转子以及模拟定子来模拟出真实的发电机的结构，从而能在发电机检修机器人试验装置中模拟出真实的发电机的各种工作状态以及故障，进而通过发电机检修机器人试验装置能有针对性地检验各种发电机检修机器人是否能正常工作以及为机器人操作员提供培训条件。避免了直接使用昂贵的真实的发电机进行机器人验证以及人员培训。并且通过转子支撑轴以及定子支撑轴直接支撑模拟转子以及模拟定子，而不需要吊装模拟转子以及模拟定子，从而使得发电机检修机器人试验装置结构简单，造价便宜，降低了进行发电机检修机器人验证以及培训的成本。

在其中一个实施例中，所述支撑装置还包括：

内轴承，设置在所述转子支撑轴与所述定子支撑轴之间；

外轴承，套设在所述定子支撑轴外；

支架，与所述外轴承的外圈连接，用以支撑所述转子支撑轴与所述定子支撑轴。

在其中一个实施例中，所述支撑装置还包括定子驱动件，所述定子驱动件与所述定子支撑轴传动连接，用以驱动模拟定子转动。

在其中一个实施例中，所述支撑装置还包括转子驱动件所述转子驱动件与所述转子支撑轴传动连接，用以驱动模拟转子转动。

在其中一个实施例中，所述模拟转子包括平行设置的第一转子支撑杆以及第二转子支撑杆，并且所述第一转子支撑杆以及所述第二转子支撑杆均与所述转子支撑轴相垂直设置，所述第一转子支撑杆以及第二转子支撑杆能穿过所述开口连接至所述转子支撑轴上。

在其中一个实施例中，所述模拟转子还包括平行设置的转子铁芯杆以及转子配重杆，并且所述转子铁芯杆以及所述转子配重边杆均与所述转子支撑轴平行设置，所述多道转子铁芯设置在所述转子铁芯杆上，并且所述多道转子铁芯间隔设置，相邻的两道转子铁芯间设置有转子槽楔，所述转子槽楔上开设有多个转子通风孔；所述转子配重杆上设置有转子配重块。

在其中一个实施例中，所述发电机检修机器人试验装置还包括转子护环，所述转子护环套设在所述模拟转子的端部。

在其中一个实施例中，所述模拟转子包括定子支撑件，所述定子支撑件与所述定子支撑轴连接。

在其中一个实施例中，所述模拟定子还包括平行设置的定子铁芯杆以及定子配重杆，并且所述定子铁芯杆以及所述定子配重杆均与所述定子支撑轴平行设置，所述多道定子铁芯设置在所述定子铁芯杆上，所述多道定子铁芯间隔设置，相邻的两道定子铁芯间设置有定子槽楔；所述定子配重杆上设置有定子配重块。

在其中一个实施例中，还包括定子端部件，所述定子端部件设置在所述模拟定子的端部，用以模拟真实发电机的端部结构。

一种发电机检修机器人试验方法，包括以下步骤：

提供前述的发电机检修机器人试验装置；

在所述模拟转子和/或所述模拟定子上设置异常故障；

将发电机检修机器人从所述模拟定子的端部放入所述间隙中，并控制所述发电机检修机器人处理所述异常故障；

监测所述发电机检修机器人处理所述异常故障的结果；

取出所述发电机检修机器人，试验结束。

附图说明

图1为一实施例的发电机检修机器人试验装置图；

图2为图1中所示的发电机检修机器人试验装置的右视图；

图3为图1中所示的发电机检修机器人试验装置的模拟定子的局部示意图；

图4为图1中所示的发电机检修机器人试验装置的模拟转子的局部示意图；

图5为一实施例的发电机检修机器人试验方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

参见图1-图4所示，本申请实施例提供一种发电机检修机器人试验装置100，用于模拟出发电机检修机器人的工作环境，以对发电机检修机器人能否在真实发电机中完成工作进行试验，同时发电机检修机器人试验装置100也能为机器人操作人员提供培训环境。具体地，发电机检修机器人试验装置100包括支撑装置110、模拟转子120以及模拟定子130。其中，支撑装置110用以支撑起整个装置，支撑装置110包括转子支撑轴111以及套设在转子支撑轴111外的定子支撑轴112，转子支撑轴111与定子支撑轴112能相对转动，定子支撑轴112上开设有贯穿定子支撑轴112的轴壁的开口116。

进一步地，模拟转子120套设在定子支撑轴112外，并且模拟转子120能穿过开口116连接至转子支撑轴111上，从而模拟转子120与转子支撑轴111能同步转动。模拟转子120上设置有多道转子铁芯1231，模拟转子120用以模拟真实的发电机转子。与真实发电机转子类似，模拟转子120上的多道转子铁芯1231间隔设置。

进一步地，模拟定子130套设在模拟转子120外，并且模拟定子130与模拟转子120间具有间隙131，从而间隙131能为发电机检修机器人提供工作空间。进一步地，模拟定子130与定子支撑轴112连接，从而模拟定子130能与定子支撑轴112同步转动并与模拟转子120能相对转动。模拟定子130上设置有多道定子铁芯1331，与真实的发电机定子类似，模拟转子120上的多道定子铁芯1331间隔设置。模拟定子130用以模拟真实的发电机的定子。定子铁芯1331与转子铁芯1231均可将供发电机检修机器人吸附固定。

进一步地，上述发电机检修机器人试验装置100用于模拟发电机检修机器的工作环境，因此发电机检修机器人试验装置100只需模拟出发电机的主要结构而并不需实现发电功能，从而在结构上相较于真实的发电机能进行极大的简化。例如，模拟转子120与模拟定子130均只模拟真实发电机转子以及定子的结构并不用于实际发电，所以模拟转子120上的转子铁芯1231只需少量几道即可，同样地，模拟定子130上的定子铁芯1331也只需少量几道即可，从而简化了转子与定子结构，降低了成本。具体地，发电机检修机器人的两边履带均具有磁性，能感吸附在其中两道定子铁芯1331或转子铁芯1231上，在其中一个实施例中，转子铁芯以及定子铁芯1331均只需3道，以保证能测试电机检修机器人沿其中两道转子铁芯1231从本侧走到对侧后，能自动换道再返回本侧的自动换道功能即可。

进一步地，在长度上，上述发电机检修机器人试验装置100也能进行简化，例如，在其中一个实施例中，发电机检修机器人试验装置100仅为真实发电机定子、转子的八分之一，进一步节约了造价。

上述发电机检修机器人试验装置100通过模拟转子120以及模拟定子130来模拟出真实的发电机的结构，从而能在发电机检修机器人试验装置100中模拟出发电机检修机器人的工作环境以及所能遇到的一些发电机故障，进而通过发电机检修机器人试验装置100能有针对性地检验各种发电机检修机器人是否能正常工作以及为机器人操作员提供培训条件。避免了直接使用昂贵的真实的发电机进行机器人验证以及人员培训。并且通过转子支撑轴111以及定子支撑轴112直接支撑模拟转子120以及模拟定子130，而不需要吊装模拟转子120以及模拟定子130，使得发电机检修机器人试验装置100结构简单，造价便宜，降低了进行发电机检修机器人验证以及培训的成本。

具体地，在其中一个实施例中，支撑装置110还包括内轴承113、外轴承114以及支架115，具体地，内轴承113设置在转子支撑轴111以及定子支撑轴112之间，进一步地，内轴承113的数量为两个，分别套设在转子支撑轴111的两端。外轴承114的数量那个也为两个，分别套设在定子支撑轴112的两端，支架115与外轴承114的外圈连接，从而定子支撑轴112能相对支架115转动。进一步地，支架115为倒V字型结构，用以支撑转子支撑轴111与定子支撑轴112。

进一步地，支撑装置110还包括用以驱动定子支撑轴112的定子驱动件140和/或用以驱动转子驱动件150的转子驱动件150。其中，定子驱动件140与定子支撑轴112传动连接。具体地，在其中一个实施例中，定子驱动件140包括：定子手柄141、定子手轮箱142以及定子传动齿轮143。定子手轮箱142内具有传动齿轮组(未示出),定子手柄141与传动齿轮组连接，从而转动定子手柄141能带动传动齿轮组转动。定子传动齿轮143与传动齿轮组啮合，并且定子支撑轴112上设置有与定子传动齿轮143啮合的齿纹，从而定子传动齿轮143能将运动传递至定子支撑轴112，以带动模拟定子130转动。

具体地，转子驱动件150与转子支撑轴111传动连接，用以驱动模拟转子120转动。具体地，在其中一个实施例中，转子驱动件150包括：转子手柄151、转子手轮箱152以及转子传动齿轮153。转子手轮箱152内设置有传动齿轮组(未示出),转子手柄151与传动齿轮组连接，从而转动转子手柄151能带动传动齿轮组转动。转子传动齿轮153与传动齿轮组啮合，并且转子支撑轴112上设置有与转子传动齿轮153啮合的齿纹，从而转子传动齿轮143能将运动传递至转子支撑轴111，以带动模拟转子120转动。

通过定子驱动件140以及转子驱动件150能将模拟定子130上的定子铁芯1331以及模拟转子120上的转子铁芯1231转动至任何方位，例如，正上方、水平位置以及正下方等三种位置，从而全面试验发电机检修机器人在不同角度工作时的可靠性。

具体地，在其中一个实施例中，模拟转子120为框形结构，包括第一转子支撑杆121、第二转子支撑杆122、转子铁芯杆123以及转子配重杆124。其中，第一转子支撑杆121与第二转子支撑杆122平行设置并且第一转子支撑杆121以及第二转子支撑杆122均与转子支撑轴111相垂直设置。第一转子支撑杆121以及第二转子支撑杆122能穿过开口116连接至转子支撑轴111上。具体地，开口116包括相向设置的第一开口116a以及第二开口116b，第一转子支撑杆121的上半段以及下半段分别穿过第一开口116a以及第二开口116b连接至转子支撑杆111上。开口116还包括相向设置的第三开口116c以及第四开口116d，第二转子支撑杆122的上半段以及下半段分别穿过第三开口116c以及第四开口116d连接至转子支撑杆111上。进一步地，第一转子支撑杆121以及第二转子支撑杆122均与转子支撑轴111焊接连接。

转子铁芯杆123以及转子配重杆124平行设置，并且均与转子支撑轴111平行设置，具体地，多道转子铁芯1231设置在转子铁芯杆123上，并且多道转子铁芯1231间隔设置，相邻的两道转子铁芯1231间设置有转子槽楔1232，转子槽楔1232上开设有多个转子通风孔1233。进一步地，转子铁芯1231、转子槽楔1232、转子通风孔1233的尺寸、材质均与真实发电机一致，从而供定子ELCID试验机器人、定子槽楔松动检查机器人、定转子视频检查机器人、定转子异物清洁机器人、定转子通风孔清洁机器人等进行相应功能试验。进一步地，转子配重杆124上设置有转子配重块，以使模拟转子120两侧保持平衡，节约了材料，降低成本。

具体地，发电机检修机器人试验装置100还包括转子护环125，转子护环125的数量为两个，分别套设在模拟转子120的的两侧端部。进一步地，转子护环125与真实发电机的转子护环尺寸一致，可用于测试转子护环探伤机器人、转子护环辅助换槽机器人。

具体地，在其中一个实施例中，模拟定子130也为框形结构，包括用于支撑模拟定子130的定子支撑件132以及与定子支撑轴112平行设置的定子铁芯杆133和定子配重杆134。具体地，定子支撑件132与定子支撑轴111连接。模拟定子130上的多道定子铁芯1331设置在定子铁芯杆133上，并且多道定子铁芯1331间隔设置，每道定子铁1331芯上均开设有多个间隔设置的定子通风孔1333。相邻的两道定子铁芯1331间设置有定子槽楔1332，进一步地，定子铁芯1331、定子槽楔1332、定子通风孔1333的尺寸、材质均与真实发电机一致，从而供定子ELCID试验机器人、定子槽楔松动检查机器人、定定子视频检查机器人、定定子异物清洁机器人、定定子通风孔清洁机器人等进行相应功能试验。进一步地，定子配重杆134上设置有定子配重块，以使模拟定子130两侧保持平衡，节约了材料，降低成本。

进一步地，发电机检修机器人试验装置100还包括定子端部件135，定子端部件135设置在模拟定子130的端部，定子端部件135与真实发电机的定子的端部结构一致，从而用以模拟真实发电机的端部结构，以对定子端部共振试验机器人的功能进行测试。进一步地，定子端部件135还设置有机器人入口(未示出)，发电机检修机器人能由机器人入口进入，进一步地，机器人入口尺寸如真实发电机的机器人入口一致，从而使发电机检修机器人进入条件与真实条件一致。

上述模拟转子120以及模拟定子130均为框形结构，从而发电机检修机器人试验装置100整体呈开放式结构，进而从发电机检修机器人试验装置100的侧面便可直接观测到机器人在装置内部的工作状态。

进一步地，在其中一个实施例中，第一开口116a、第二开口116b、第三开口116c以及第四开口116d的大小所对应的圆心角为60°到90°，从而通过转子驱动件150或定子驱动件140能使得框形的模拟转子120与框形的模拟定子130错开一定角度，进而能直接在定子铁芯1331或转子铁芯1231上设置槽楔松动、有异物等异常情况，将模拟转子120与模拟定子130旋转只重合后即可试验发电机检修机器人能否处理这些异常情况。此外，在试验结束后，也可将模拟转子120与模拟定子130旋转错开，从而直接取出发电机检修机器人。

参见图5，在其中一个实施例中，本申请还提供一种发电机检修机器人试验方法，用于测试定子ELCID试验机器人、定子槽楔松动检查机器人、定转子视频检查机器人、定转子异物清洁机器人、定转子通风孔清洁机器人等发电机检修机器人。该试验方法包括以下步骤：

S110:提供前述的发电机检修机器人试验装置。

具体地，在其中一个实施例中，发电机检修机器人试验装置100的模拟转子120以及模拟定子130均为框形结构，从而发电机检修机器人试验装置100整体呈开放式结构，进而从发电机检修机器人试验装置100的侧面便可直接观测到机器人在装置内部的工作状态。

S120:在模拟转子和/或模拟定子上设置异常故障。

具体地，在其中一个实施例中，转动转子支撑轴111和/或定子支撑轴112，使得模拟转子120与模拟定子130错开一定角度，在定子铁芯1331或转子铁芯1231上设置异常故障，其中异常故障包括但不限于槽楔松动、有异物等发电机常见的异常故障。在转动转子支撑轴111和/定子支撑轴112，使模拟转子120与模拟定子130重合。

S130:将发电机检修机器人从模拟定子的端部放入间隙中，并控制发电机检修机器人处理异常故障。

具体地，在其中一个实施例中，模拟定子130的端部件设置有机器人入口(未示出)，机器人入口与间隙131连通。发电机检修机器人能由机器人入口进入，进一步地，机器人入口尺寸如真实发电机的机器人入口一致，从而使发电机检修机器人进入条件与真实条件一致。机器人操作者远程操控机器人处理设置在模拟转子和/或模拟定子的异常故障。

S140:监测发电机检修机器人处理异常故障的结果。

具体地，在发电机检修机器人试验装置100的侧面直接观测发电机检修机器人在装置内部的工作状态。若发电机检修机器人能成功解决异常故障，则判定该发电机检修机器人试验通过。若发电机检修机器人不能解决异常故障，则判定该发电机检修机器人试验不通过。

S105:取出发电机检修机器人，试验结束。

具体地，得出试验结果后，转动转子支撑轴111和/定子支撑轴112，使得模拟转子120与模拟定子130错开一定角度，从发电机检修机器人试验装置100的侧面取出发电机检修机器人，重新将转动转子支撑轴111和/定子支撑轴112转动至重合，至此整个试验结束。

上述发电机检修机器人试验方法通过在发电机检修机器人试验装置100中模拟出发电机检修机器人的工作环境以及所能遇到的一些发电机故障，进而通过发电机检修机器人试验装置100能有针对性地检验各种发电机检修机器人是否能正常处理异常故障以及为机器人操作员提供培训条件。避免了直接使用昂贵的真实的发电机进行机器人验证以及人员培训，节省了发电机检修机器人试验成本。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种发电机检修机器人试验装置，其特征在于，包括：

支撑装置，包括转子支撑轴以及套设在所述转子支撑轴外的定子支撑轴，所述转子支撑轴与所述定子支撑轴能相对转动，所述定子支撑轴上开设有贯穿所述定子支撑轴的轴壁的开口；

模拟转子，穿过所述开口连接至所述转子支撑轴上，所述模拟转子上设置有多道转子铁芯，用以模拟真实的发电机的转子；

模拟定子，套设在所述模拟转子外并且与所述模拟转子间具有间隙，所述模拟定子与所述定子支撑轴连接，从而所述模拟定子与所述模拟转子能相对转动，所述模拟定子上设置有多道定子铁芯，用以模拟真实的发电机的定子；

所述模拟转子包括平行设置的第一转子支撑杆以及第二转子支撑杆，并且所述第一转子支撑杆以及所述第二转子支撑杆均与所述转子支撑轴相垂直设置，所述第一转子支撑杆以及第二转子支撑杆能穿过所述开口连接至所述转子支撑轴上；

所述第一转子支撑杆以及所述第二转子支撑杆均与所述转子支撑轴焊接连接。

2.根据权利要求1所述的发电机检修机器人试验装置，其特征在于，所述支撑装置还包括：

内轴承，设置在所述转子支撑轴与所述定子支撑轴之间；

外轴承，套设在所述定子支撑轴外；

支架，与所述外轴承的外圈连接，用以支撑所述转子支撑轴与所述定子支撑轴。

3.根据权利要求1所述的发电机检修机器人试验装置，其特征在于，所述支撑装置还包括定子驱动件，所述定子驱动件与所述定子支撑轴传动连接，用以驱动模拟定子转动。

4.根据权利要求1所述的发电机检修机器人试验装置，其特征在于，所述支撑装置还包括转子驱动件，所述转子驱动件与所述转子支撑轴传动连接，用以驱动模拟转子转动。

5.根据权利要求1所述的发电机检修机器人试验装置，其特征在于,所述模拟转子还包括平行设置的转子铁芯杆以及转子配重杆，并且所述转子铁芯杆以及所述转子配重杆均与所述转子支撑轴平行设置，所述多道转子铁芯设置在所述转子铁芯杆上，并且所述多道转子铁芯间隔设置，相邻的两道转子铁芯间设置有转子槽楔，所述转子槽楔上开设有多个转子通风孔；所述转子配重杆上设置有转子配重块。

6.根据权利要求1所述的发电机检修机器人试验装置，其特征在于，还包括转子护环，所述转子护环套设在所述模拟转子的端部。

7.根据权利要求1所述的发电机检修机器人试验装置，其特征在于，所述模拟定子包括定子支撑件，所述定子支撑件与所述定子支撑轴连接。

8.根据权利要求7所述的发电机检修机器人试验装置，其特征在于，所述模拟定子还包括平行设置的定子铁芯杆以及定子配重杆，并且所述定子铁芯杆以及所述定子配重杆均与所述定子支撑轴平行设置，所述多道定子铁芯设置在所述定子铁芯杆上，所述多道定子铁芯间隔设置，相邻的两道定子铁芯间设置有定子槽楔；所述定子配重杆上设置有定子配重块。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的发电机检修机器人试验装置，其特征在于，还包括定子端部件，所述定子端部件设置在所述模拟定子的端部，用以模拟真实发电机的端部结构。

10.一种发电机检修机器人试验方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供如权利要求1-9中任一项所述的发电机检修机器人试验装置；

在所述模拟转子和/或所述模拟定子上设置异常故障；

将发电机检修机器人从所述模拟定子的端部放入所述间隙中，并控制所述发电机检修机器人处理所述异常故障；

监测所述发电机检修机器人处理所述异常故障的结果；

取出所述发电机检修机器人，试验结束。