CN204448669U - 一种变电站带电水冲洗机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种变电站带电水冲洗机器人，该机器人包括外壳、双层框架、行走机构、冲洗机构、通水管路、地线、蓄电池及控制箱，双层框架底部固定行走机构，其顶部固定冲洗机构，冲洗机构由旋转机构和俯仰机构组成，双层框架表面固定外壳，双层框架内安装有通水管路，连接水枪与外部水管；双层框架上安装有摄像机，水枪安装支架上固定有水枪摄像机和光电测距传感器，双层框架后端接有地线；双层框架下层内安装有蓄电池，双层框架上层安装有控制箱。本实用新型结构简单紧凑，体积小，与冲洗车相配合可在狭小空间下完成变电站绝缘子冲洗工作，保障操作人员安全，降低劳动强度，提高冲洗效率和自动化水平。

Description

一种变电站带电水冲洗机器人

技术领域：

本实用新型涉及变电站绝缘子清洗技术领域，具体地说，是一种变电站带电水冲洗机器人。

背景技术：

变电站绝缘子长时间裸露在外界环境中，表面易沉积污垢，这些污垢在恶劣天气下，将使绝缘子的电气强度大大降低，容易发生污闪事故。绝缘子带电水冲洗作业可以提高供电的可靠性，减少停电损失，保证变电站及输电线路的安全。

目前绝缘子带电水冲洗作业多采用人工清洗，冲洗方式大多是由清洁人员手持冲洗设备进入现场进行作业，人工清洗不仅依赖于天气情况，还需要清洁人员具备较高技术水平及熟练的操作流程，对绝缘子进行带电水冲洗时需要高规格的安全防护，以避免短路电流造成的安全事故，引发人员伤亡，这类作业方式存在安全隐患。除人工清洗外，现阶段也有采用水冲洗机器人进行清洗专业，但由于变电站绝缘子分布密集，现有水冲洗机器人体型过大，在变电站移动受限，使用起来不方便，很多狭小空间无法进入。因此亟待需要一种结构紧凑、体型小且移动自由、清洗便利的带电水冲洗设备。

发明内容：

本实用新型的目的在于提供一种变电站带电水冲洗机器人，该装置结构紧凑，体型小，能在变电站内灵活移动，可替代人工完成变电站绝缘子冲洗工作，保障了操作人员安全和冲洗效率，提高冲洗自动化水平。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供一种变电站带电水冲洗机器人，该机器人包括外壳、双层框架、行走机构、冲洗机构、通水管路、地线、蓄电池及控制箱，行走机构固定于双层框架底部，外壳安装在双层框架外部，冲洗机构固定于双层框架顶部，冲洗机构分为旋转机构和俯仰机构两部分，通水管路安装在双层框 架内，地线固定在双层框架尾端，双层框架下层安装有蓄电池，双层框架上层安装有控制箱。

所述双层框架为双层长方形框架，框架呈凸字形。

所述行走机构为轮式移动机构，包括底盘支架、车轮、直流减速电机、小同步带轮、大同步带轮和电磁离合器，底盘支架通过螺栓固定在双层框架底部，两个直流减速电机通过螺栓固定在底盘支架中部两端，直流减速电机输出轴通过联轴器与小同步带轮轮轴连接，小同步带轮轮轴上固定有两个小同步带轮，两个小同步带轮通过同步带分别与前、后端的大同步带轮连接，大同步带轮通过键传动带动车轮轮轴，车轮1轮轴一端通过键连接与轴端挡板连接车轮，该机器人前端的两根车轮轮轴内侧安装有电磁离合器，电磁离合器的固定轴通过轴端挡板固定安装在底盘支架上，电磁离合器通电锁死行走机构。

所述冲洗结构的旋转机构包括下支架、回转支承、上支架、带抱闸伺服电机、小齿轮、大齿轮及圆柱外罩，下支架为空心圆柱支架，其通过螺栓连接固定在双层框架上端，大齿轮和回转支承通过螺栓连接安装在下支架上，大齿轮夹在下支架和回转支承中间，上支架为特定形状焊接架，其通过螺钉固定安装在回转支承上端，带抱闸伺服电机通过螺钉固定在上支架上，带抱闸伺服电机输出轴连接小齿轮轴，小齿轮安装在小齿轮轴上，并与大齿轮啮合，圆柱外罩通过螺钉安装在上支架上，并罩住上支架、下支架和带抱闸伺服电机。

所述冲洗机构中的俯仰机构包括下圆柱壳体、上圆柱壳体、盖顶、水枪支架、水枪、伺服电机、蜗轮和蜗杆，下圆柱壳体通过螺钉连接固定在冲洗结构的旋转机构上支架上，上圆柱壳体通过螺栓连接固定在下圆柱壳体上，伺服电机通过螺栓连接固定在上圆柱壳体内，盖顶通过螺钉连接固定在上圆柱壳体上，蜗轮和蜗杆相互啮合安装在盖顶内部，蜗杆与伺服电机输出轴通过联轴器相连，蜗轮带动蜗轮轴，水枪支架通过花键与涡轮轴连接，水枪通过螺栓连接固定在水枪支架上

所述通水管路包括水枪高压软管、框架内高压软管、焊接管道、旋转接头、电磁开关阀和方板，焊接管道通过焊接固定在冲洗结构的俯仰机构下圆 柱壳体内，呈T字形，焊接管道输入端通过水枪高压软管与水枪尾部连接，焊接管道输出端伸入双层框架内，旋转接头输入端与焊接管道输出端连接，旋转接头输出端通过过渡接头与框架内高压软管连接，框架内高压软管的另一端通过过渡接头与电磁开关阀一端连接，电磁开关阀另一端通过螺纹连接圆管，圆管通过焊接固定在方板中央，并穿过方板，圆管另一端焊接有管接头，管接头用于接冲洗车软管，方板通过螺栓连接固定在双层框架尾部。

所述水枪支架上安装有水枪摄像机和光电测距传感器，光电测距传感器安装在水枪摄像机的后部。

所述双层框架上安装有三台摄像机，分别布置在双层框架顶部的前端、左端和右端。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：

1、本实用新型结构简单紧凑，体型小，能在变电站内灵活移动，可代替操作人员，与冲洗车相互配合，在狭小空间下并且可在不停电的情况下对变电站绝缘子进行带电水冲洗作业，清洗便利，可有效减轻人工清洗工作的繁重体力劳动，保证作业人员的人身安全，消除作业人员在清洗过程中存在的安全隐患，提高冲洗效率和自动化水平，同时通过对绝缘子污秽的清洗，防止闪污事故、保证电网的安全稳定运行。

2、本实用新型采用摄像机和光电距离传感器，可实时监控当前的位置，使该机器人工作在安全距离，保证了冲洗轨迹的定位准确，从而提高冲洗作业的质量和效率。

附图说明：

图1是本实用新型的外形结构示意图；

图2是本实用新型的内部结构示意图。

图中附图标记：

1-车轮；2-外壳；3-地线；4-圆柱外罩；5-水枪高压软管；6-水枪支架；7-光电距离传感器；8-水枪摄像机；9-水枪；10-盖顶；11-上圆柱壳体；12-下圆柱壳体；13-摄像机；14-控制箱；15-蓄电池；16-框架内高压软管；17-电磁开关阀；18-双层框架；19-方板；20-大齿轮；21-回转支承；22-带抱闸伺服电机；23-蜗轮；24-蜗杆；25.伺服电机；26-焊接管道；27-上支架；28- 下支架；29-旋转接头；30-直流减速电机；31-小同步带轮；32-大同步带轮；33-电磁离合器；34-底盘支架。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明。但不应将此理解为本实用新型的上述主题的范围仅限于下述实施例。

对照图1-图2，本实用新型提供一种变电站带电水冲洗机器人，该机器人包括外壳2、双层框架18、行走机构、冲洗机构、通水管路、地线3、蓄电池15及控制箱14。双层框架18为双层长方形框架，框架呈凸字形。行走机构固定于双层框架18底部，外壳2安装在双层框架18外部，冲洗机构固定于双层框架18顶部，冲洗机构分为旋转机构和俯仰机构两部分，通水管路安装在双层框架18内，通水管路为绝缘管路。地线3固定在双层框架18尾端，地线3连接变电站的地线端。双层框架18下层安装有蓄电池15，为该机器人各项机构和设备提供动力源。双层框架18上层安装有控制箱14，控制箱14内安装有车载控制器、控制电路。

所述行走机构为轮式移动机构，该行走机构包括底盘支架34、车轮1、直流减速电机30、小同步带轮31、大同步带轮32和电磁离合器33，底盘支架34通过螺栓固定在双层框架18底部，两个直流减速电机30通过螺栓固定在底盘支架34中部两端，直流减速电机30输出轴通过联轴器与小同步带轮31轮轴连接，小同步带轮31轮轴上固定有两个小同步带轮31，两个小同步带轮31通过同步带分别与前、后端的大同步带轮32连接，大同步带轮32通过键传动带动车轮1轮轴，车轮1轮轴一端通过键连接与轴端挡板连接车轮1，该机器人前端的两根车轮1轮轴内侧安装有电磁离合器33，电磁离合器33的固定轴通过轴端挡板固定安装在底盘支架34上，电磁离合器33通电锁死行走机构。

所述冲洗结构的旋转机构包括下支架28、回转支承21、上支架27、带抱闸伺服电机22、小齿轮、大齿轮20及圆柱外罩4，下支架28为空心圆柱支架，其通过螺栓连接固定在双层框架18上端，大齿轮20和回转支承21通过螺栓连接安装在下支架28上，大齿轮20夹在下支架28和回转支承21中间，上支架27为特定形状焊接架，其通过螺钉固定安装在回转支承21上端， 带抱闸伺服电机22通过螺钉固定在上支架27上，带抱闸伺服电机22输出轴连接小齿轮轴，小齿轮安装在小齿轮轴上，并与大齿轮20啮合，圆柱外罩4通过螺钉安装在上支架27上，并罩住上支架27、下支架28和带抱闸伺服电机22。

所述冲洗机构中的俯仰机构包括下圆柱壳体12、上圆柱壳体11、盖顶10、水枪支架6、水枪9、伺服电机25、蜗轮23和蜗杆24，下圆柱壳体12通过螺钉连接固定在冲洗结构的旋转机构上支架27上，上圆柱壳体11通过螺栓连接固定在下圆柱壳体12上，伺服电机25通过螺栓连接固定在上圆柱壳体11内，盖顶10通过螺钉连接固定在上圆柱壳体11上，蜗轮23和蜗杆24相互啮合安装在盖顶10内部，蜗杆24与伺服电机25输出轴通过联轴器相连，蜗轮23带动蜗轮轴，水枪支架6通过花键与涡轮轴连接，水枪9通过螺栓连接固定在水枪支架6上。

所述通水管路包括水枪高压软管5、框架内高压软管16、焊接管道26、旋转接头29、电磁开关阀17和方板19，焊接管道26通过焊接固定在冲洗结构的俯仰机构下圆柱壳体12内，呈T字形，焊接管道26输入端通过水枪高压软管5与水枪9尾部连接，焊接管道26输出端伸入双层框架18内，旋转接头29输入端与焊接管道26输出端连接，旋转接头29输出端通过过渡接头与框架内高压软管16连接，框架内高压软管16的另一端通过过渡接头与电磁开关阀17一端连接，电磁开关阀17另一端通过螺纹连接圆管，圆管通过焊接固定在方板19中央，并穿过方板19，圆管另一端焊接有管接头，管接头用于接冲洗车软管，方板19通过螺栓连接固定在双层框架18尾部。

所述水枪支架6上安装有水枪摄像机8和光电测距传感器7，光电测距传感器7安装在水枪摄像机8的后部。水枪摄像机8用于获取绝缘子图像和观测绝缘子水冲洗作业情况；光电测距传感器7，用于测量该机器人与水冲洗绝缘子的距离。

所述双层框架18上安装有三台摄像机13，分别布置在双层框架18顶部的前端、左端和右端，用于实时观测该机器人所处位置，方便远程控制。

Claims (8)

1.一种变电站带电水冲洗机器人，其特征是：该机器人包括外壳(2)、双层框架(18)、行走机构、冲洗机构、通水管路、地线(3)、蓄电池(15)及控制箱(14)，行走机构固定于双层框架(18)底部，外壳(2)安装在双层框架(18)外部，冲洗机构固定于双层框架(18)顶部，冲洗机构分为旋转机构和俯仰机构两部分，通水管路安装在双层框架(18)内，地线(3)固定在双层框架(18)尾端，双层框架(18)下层安装有蓄电池(15)，双层框架(18)上层安装有控制箱(14)。

2.根据权利要求1所述的一种变电站带电水冲洗机器人，其特征是：所述双层框架(18)为双层长方形框架，框架呈凸字形。

3.根据权利要求1所述的一种变电站带电水冲洗机器人，其特征是：所述行走机构为轮式移动机构，包括底盘支架(34)、车轮(1)、直流减速电机(30)、小同步带轮(31)、大同步带轮(32)和电磁离合器(33)，底盘支架(34)通过螺栓固定在双层框架(18)底部，两个直流减速电机(30)通过螺栓固定在底盘支架(34)中部两端，直流减速电机(30)输出轴通过联轴器与小同步带轮(31)轮轴连接，小同步带轮(31)轮轴上固定有两个小同步带轮(31)，两个小同步带轮(31)通过同步带分别与前、后端的大同步带轮(32)连接，大同步带轮(32)通过键传动带动车轮(1)轮轴，车轮(1)轮轴一端通过键连接与轴端挡板连接车轮(1)，该机器人前端的两根车轮(1)轮轴内侧安装有电磁离合器(33)，电磁离合器(33)的固定轴通过轴端挡板固定安装在底盘支架(34)上，电磁离合器(33)通电锁死行走机构。

4.根据权利要求1所述的一种变电站带电水冲洗机器人，其特征是：所述冲洗结构的旋转机构包括下支架(28)、回转支承(21)、上支架(27)、带抱闸伺服电机(22)、小齿轮、大齿轮(20)和圆柱外罩(4)，下支架(28)为空心圆柱支架，其通过螺栓连接固定在双层框架(18)上端，大齿轮(20)和回转支承(21)通过螺栓连接安装在下支架(28)上，大齿轮(20)夹在下支架(28)和回转支承(21)中间，上支架(27)为特定形状焊接架，其通过螺钉固定安装在回转支承(21)上端，带抱闸伺服电机(22)通过螺钉固定在上支架(27)上，带抱闸伺服电机(22)输出轴连接小齿轮轴，小齿轮安装在小齿轮轴上，并与大齿轮(20)啮合，圆柱外罩(4)通过螺钉安装在上支架(27)上，并罩住上支架(27)、下支架(28)和带抱闸伺服电机(22)。

5.根据权利要求1所述的一种变电站带电水冲洗机器人，其特征是：所述冲洗机构中的俯仰机构包括下圆柱壳体(12)、上圆柱壳体(11)、盖顶(10)、水枪支架(6)、水枪(9)、伺服电机(25)、蜗轮(23)和蜗杆(24)，下圆柱壳体(12)通过螺钉连接固定在冲洗结构的旋转机构上支架(27)上，上圆柱壳体(11)通过螺栓连接固定在下圆柱壳体(12)上，伺服电机(25)通过螺栓连接固定在上圆柱壳体(11)内，盖顶(10)通过螺钉连接固定在上圆柱壳体(11)上，蜗轮(23)和蜗杆(24)相互啮合安装在盖顶(10)内部，蜗杆(24)与伺服电机(25)输出轴通过联轴器相连，蜗轮(23)带动蜗轮轴，水枪支架(6)通过花键与涡轮轴连接，水枪(9)通过螺栓连接固定在水枪支架(6)上。

6.根据权利要求1所述的一种变电站带电水冲洗机器人，其特征是：所述通水管路包括水枪高压软管(5)、框架内高压软管(16)、焊接管道(26)、旋转接头(29)、电磁开关阀(17)和方板(19)，焊接管道(26)通过焊接固定在冲洗结构的俯仰机构下圆柱壳体(12)内，呈T字形，焊接管道(26)输入端通过水枪高压软管(5)与水枪(9)尾部连接，焊接管道(26)输出端伸入双层框架(18)内，旋转接头(29)输入端与焊接管道(26)输出端连接，旋转接头(29)输出端通过过渡接头与框架内高压软管(16)连接，框架内高压软管(16)的另一端通过过渡接头与电磁开关阀(17)一端连接，电磁开关阀(17)另一端通过螺纹连接圆管，圆管通过焊接固定在方板(19)中央，并穿过方板(19)，圆管另一端焊接有管接头，管接头用于接冲洗车软管，方板(19)通过螺栓连接固定在双层框架(18)尾部。

7.根据权利要求5所述的一种变电站带电水冲洗机器人，其特征是：所述水枪支架(6)上安装有水枪摄像机(8)和光电测距传感器(7)，光电测距传感器(7)安装在水枪摄像机(8)的后部。

8.根据权利要求1所述的一种变电站带电水冲洗机器人，其特征是：所述双层框架(18)上安装有三台摄像机(13)，分别布置在双层框架(18)顶部的前端、左端和右端。