CN112775965B - 清洗油浸式变压器机器人系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及变压器清洗技术领域，且公开了一种清洗油浸式变压器机器人系统，包括移动底座，移动底座的上端固定连接有机械臂主体、清洗剂桶和中央处理控制计算机，机械臂主体的输出端装配有特制清洗喷头，清洗剂桶的上端固定连接有软管卷盘，软管卷盘上绕接有输送软管，输送软管的一端与特制清洗喷头固定连通，清洗剂桶内设置有清洗泵，清洗泵的输出端与输送软管的另一端固定连通，移动底座为中空机构，移动底座的上下相对一侧内壁通过滚珠轴承转动连接有同一根调节螺杆。该清洗油浸式变压器机器人系统，具备使用机械臂代替人工进行清洗大大提高了清洗效率，能够自动规划清洗路径，能够实现对油浸式变压器高效的清洗操作的优点。

Description

清洗油浸式变压器机器人系统

技术领域

本发明涉及变压器清洗技术领域，具体为一种清洗油浸式变压器机器人系统。

背景技术

在供配电领域，油浸式变压器被广泛使用，其构造简单，运行可靠性高。但是由于油浸式变压器运行环境复杂，导致变压器的表面容易沾染油污和灰尘形成污垢，这对变压器的散热及绝缘性能产生影响，同时也不利于漏油、绝缘等日常检测的进行。因此，表面除污是这类油浸式变压器日常维护的一个重要部分。

目前，对变压器表面污垢的清理一般只能人工进行脉冲水清洗或绝缘清洗剂清洗，这种清洗方式要求变压器必须断电以保证工人安全，对变压器用户的正常生产有较大影响，同时，由于人工清洗的除垢效果取决于工人的技巧及熟练程度，这导致实际清洗质量参差不齐。因此，研发一套针对变压器表面除垢的机器人系统，具有节省人工及企业清洗成本、避免安全事故和提高除垢效果等多种现实意义。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种清洗油浸式变压器机器人系统，具备使用机械臂代替人工进行清洗大大提高了清洗效率，能够自动规划清洗路径，能够实现对油浸式变压器高效的清洗操作的优点，解决了由于人工清洗的除垢效果取决于工人的技巧及熟练程度，这导致实际清洗质量参差不齐。因此，研发一套针对变压器表面除垢的机器人系统，具有节省人工及企业清洗成本、避免安全事故和提高除垢效果等多种现实意义的问题。

(二)技术方案

为实现使用机械臂代替人工进行清洗大大提高了清洗效率，能够自动规划清洗路径，能够实现对油浸式变压器高效的清洗操作的目的，本发明提供如下技术方案：一种清洗油浸式变压器机器人系统，包括移动底座，所述移动底座的上端固定连接有机械臂主体、清洗剂桶和中央处理控制计算机，所述机械臂主体的输出端装配有特制清洗喷头，所述清洗剂桶的上端固定连接有软管卷盘，所述软管卷盘上绕接有输送软管，所述输送软管的一端与特制清洗喷头固定连通，所述清洗剂桶内设置有清洗泵，所述清洗泵的输出端与输送软管的另一端固定连通，所述移动底座为中空机构，所述移动底座的上下相对一侧内壁通过滚珠轴承转动连接有同一根调节螺杆，所述调节螺杆的杆壁螺纹连接有升降板，所述升降板的底部四角处均固定连接有支撑杆，所述支撑杆的下端贯穿伸出移动底座的下端且固定连接有支撑板，所述调节螺杆的上端杆壁固定套接有从动斜齿轮，所述移动底座的外壁固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出轴贯穿伸入移动底座内且固定连接有转杆，所述转杆远离驱动电机的一端固定连接有与从动斜齿轮啮合的主动斜齿轮。

优选的，所述机械臂主体的表面还固定连接有用于支撑限位输送软管的软管支架。

优选的，所述机械臂主体输出端的下侧固定连接有工业摄像头。

优选的，所述支撑板的外壁包覆有一层防滑耐磨橡胶垫。

优选的，所述移动底座的上下相对一侧还对称固定连接有四根导向杆，所述升降板的表面开设有活动套设在导向杆外的导向孔。

优选的，所述移动底座的底部四角处均固定连接有减震滚轮。

优选的，所述移动底座的顶部内壁固定连接有轴承座，所述轴承座内通过滚珠轴承转动套接在转杆靠近主动斜齿轮的一端外壁。

优选的，所述中央处理控制计算机的输出端分别与机械臂主体和清洗泵电性连接。

一种基于权利要求1-8的清洗油浸式变压器机器人系统的操作方法，包括如下步骤：

S1.将本机器人系统移动至配电房中的变压器前面70厘米处，并固定好移动底座；

S2.操作人员将实际的场景信息通过操作面板输入到中央处理控制计算机，中央处理控制计算机处理信息后，将规划出路径信息，并转化为关节伺服信号输送到机械臂主体；

S3.机械臂主体开始执行清洗作业任务，期间系统会实时控制清洗泵的工作状态，使得清洗泵将提供足够的泵压以推动清洗剂并射出；

S4.随着机械臂机体末端的移动，初步清洗作业将逐步完成，通过工业摄像头检测清洗效果，决定是否再进行二次清洗；

S5.完成清洗工作。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种清洗油浸式变压器机器人系统，具备以下有益效果：

1、该清洗油浸式变压器机器人系统，通过设有的中央处理控制计算机，将本机器人系统移动至所需要清洗的配电房中的变压器前70厘米处，并固定好机器人，操作人员将实际的场景信息输入到中央处理控制计算机，中央处理控制计算机处理信息后，规划出路径信息，并转化为关节伺服信号输送到机械臂主体，机械臂主体开始执行清洗作业任务，期间系统会实时控制清洗泵的工作状态，使得清洗泵将提供足够的泵压以推动清洗剂并射出，随着机械臂末端的移动，初步清洗作业将逐步完成，根据清洗效果，决定是否再进行二次清洗，使用机械臂代替人工进行清洗大大提高了清洗效率，能够自动规划清洗路径，能够实现对油浸式变压器高效的清洗操作。

2、该清洗油浸式变压器机器人系统，通过设有的移动底座，在需要对整个机器人移动的时候，移动底座底部设有的减震滚轮能够实现机器人的快速转移，在需要机器人稳固放置进行清洗操作时，启动驱动电机，驱动电机带动转杆转动，进而带动主动斜齿轮转动，利用主动斜齿轮与从动斜齿轮的啮合作用带动调节螺杆转动，再通过调节螺杆和升降板的螺纹连接作用使升降板推动支撑杆下移，进而通过支撑板撑起整个装置，避免了减震滚轮的移动性影响整个装置稳固放置的问题，提高了结构稳固性。

附图说明

图1为本发明提出的一种清洗油浸式变压器机器人系统结构示意图；

图2为本发明提出的一种清洗油浸式变压器机器人系统图1中A部的局部结构放大图；

图3为本发明提出的一种清洗油浸式变压器机器人系统的工作控制流程示意图。

图中：1移动底座、2机械臂主体、3清洗剂桶、4中央处理控制计算机、5特制清洗喷头、6软管卷盘、7输送软管、8清洗泵、9调节螺杆、10升降板、11支撑杆、12支撑板、13从动斜齿轮、14驱动电机、15转杆、16主动斜齿轮、17软管支架、18工业摄像头、19导向杆、20减震滚轮。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种清洗油浸式变压器机器人系统，包括移动底座1，移动底座1的上端固定连接有机械臂主体2、清洗剂桶3和中央处理控制计算机4，机械臂主体2的输出端装配有特制清洗喷头5，清洗剂桶3的上端固定连接有软管卷盘6，软管卷盘6上绕接有输送软管7，输送软管7的一端与特制清洗喷头5固定连通，清洗剂桶3内设置有清洗泵8，清洗泵8的输出端与输送软管7的另一端固定连通，移动底座1为中空机构，移动底座1的上下相对一侧内壁通过滚珠轴承转动连接有同一根调节螺杆9，调节螺杆9的杆壁螺纹连接有升降板10，升降板10的底部四角处均固定连接有支撑杆11，支撑杆11的下端贯穿伸出移动底座1的下端且固定连接有支撑板12，调节螺杆9的上端杆壁固定套接有从动斜齿轮13，移动底座1的外壁固定连接有驱动电机14，驱动电机14的输出轴贯穿伸入移动底座1内且固定连接有转杆15，转杆15远离驱动电机14的一端固定连接有与从动斜齿轮13啮合的主动斜齿轮16。

机械臂主体2的表面还固定连接有用于支撑限位输送软管7的软管支架17。

机械臂主体2输出端的下侧固定连接有工业摄像头18。

支撑板12的外壁包覆有一层防滑耐磨橡胶垫。

移动底座1的上下相对一侧还对称固定连接有四根导向杆19，升降板10的表面开设有活动套设在导向杆19外的导向孔。

移动底座1的底部四角处均固定连接有减震滚轮20。

移动底座1的顶部内壁固定连接有轴承座，轴承座内通过滚珠轴承转动套接在转杆15靠近主动斜齿轮16的一端外壁。

中央处理控制计算机4的输出端分别与机械臂主体2和清洗泵8电性连接。

一种基于权利要求1-8的清洗油浸式变压器机器人系统的操作方法，包括如下步骤：

S1.将本机器人系统移动至配电房中的变压器前面70厘米处，并固定好移动底座1；

S2.操作人员将实际的场景信息通过操作面板输入到中央处理控制计算机4，中央处理控制计算机4处理信息后，将规划出路径信息，并转化为关节伺服信号输送到机械臂主体2；

S3.机械臂主体2开始执行清洗作业任务，期间系统会实时控制清洗泵8的工作状态，使得清洗泵8将提供足够的泵压以推动清洗剂并射出；

S4.随着机械臂机体2末端的移动，初步清洗作业将逐步完成，通过工业摄像头18检测清洗效果，决定是否再进行二次清洗；

S5.完成清洗工作。

综上所述，该清洗油浸式变压器机器人系统，通过设有的中央处理控制计算机4，将本机器人系统移动至所需要清洗的配电房中的变压器前70厘米处，并固定好机器人，操作人员将实际的场景信息输入到中央处理控制计算机4，中央处理控制计算机4处理信息后，规划出路径信息，并转化为关节伺服信号输送到机械臂主体2，机械臂主体2开始执行清洗作业任务，期间系统会实时控制清洗泵8的工作状态，使得清洗泵8将提供足够的泵压以推动清洗剂并射出，随着机械臂末端的移动，初步清洗作业将逐步完成，根据清洗效果，决定是否再进行二次清洗，使用机械臂代替人工进行清洗大大提高了清洗效率，能够自动规划清洗路径，能够实现对油浸式变压器高效的清洗操作，在需要对整个机器人移动的时候，移动底座底部设有的减震滚轮20能够实现机器人的快速转移，在需要机器人稳固放置进行清洗操作时，启动驱动电机14，驱动电机14带动转杆15转动，进而带动主动斜齿轮16转动，利用主动斜齿轮16与从动斜齿轮13的啮合作用带动调节螺杆9转动，再通过调节螺杆9和升降板10的螺纹连接作用使升降板10推动支撑杆11下移，进而通过支撑板12撑起整个装置，避免了减震滚轮20的移动性影响整个装置稳固放置的问题，提高了结构稳固性。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种清洗油浸式变压器机器人系统的操作方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1. 将本机器人系统移动至配电房中的变压器前面70厘米处，并固定好移动底座（1）；所述移动底座（1）的上端固定连接有机械臂主体（2）、清洗剂桶（3）和中央处理控制计算机（4）；

S2. 操作人员将实际的场景信息通过操作面板输入到中央处理控制计算机（4），中央处理控制计算机（4）处理信息后，将规划出路径信息，并转化为关节伺服信号输送到机械臂主体（2）；所述机械臂主体（2）的输出端装配有清洗喷头（5），所述清洗剂桶（3）的上端固定连接有软管卷盘（6），所述软管卷盘（6）上绕接有输送软管（7），所述输送软管（7）的一端与清洗喷头（5）固定连通，所述清洗剂桶（3）内设置有清洗泵（8），所述中央处理控制计算机（4）的输出端分别与机械臂主体（2）和清洗泵（8）电性连接；所述清洗泵（8）的输出端与输送软管（7）的另一端固定连通，所述移动底座（1）为中空机构，所述移动底座（1）的上下相对一侧内壁通过滚珠轴承转动连接有同一根调节螺杆（9），所述调节螺杆（9）的杆壁螺纹连接有升降板（10），所述升降板（10）的底部四角处均固定连接有支撑杆（11），所述支撑杆（11）的下端贯穿伸出移动底座（1）的下端且固定连接有支撑板（12），所述支撑板（12）的外壁包覆有一层防滑耐磨橡胶垫；所述调节螺杆（9）的上端杆壁固定套接有从动斜齿轮（13），所述移动底座（1）的外壁固定连接有驱动电机（14），所述驱动电机（14）的输出轴贯穿伸入移动底座（1）内且固定连接有转杆（15），所述转杆（15）远离驱动电机（14）的一端固定连接有与从动斜齿轮（13）啮合的主动斜齿轮（16）；所述机械臂主体（2）的表面还固定连接有用于支撑限位输送软管（7）的软管支架（17）；所述机械臂主体（2）输出端的下侧固定连接有工业摄像头（18）；所述移动底座（1）的上下相对一侧还对称固定连接有四根导向杆（19），所述升降板（10）的表面开设有活动套设在导向杆（19）外的导向孔；所述移动底座（1）的底部四角处均固定连接有减震滚轮（20）；所述移动底座（1）的顶部内壁固定连接有轴承座，所述轴承座内通过滚珠轴承转动套接在转杆（15）靠近主动斜齿轮（16）的一端外壁；

S3. 机械臂主体（2）开始执行清洗作业任务，期间系统会实时控制清洗泵（8）的工作状态，使得清洗泵（8）将提供足够的泵压以推动清洗剂并射出；

S4. 随着机械臂主体（2）末端的移动，初步清洗作业将逐步完成，通过工业摄像头（18）检测清洗效果，决定是否再进行二次清洗；

S5.完成清洗工作。