[发明专利]一种变电站爬壁清洗机器人主体结构

说明书

本发明提供一种变电站爬壁清洗机器人主体结构，包括伺服卷扬系统、两个电气控制柜、位姿调节系统、供液系统和主梁。本发明利用柔索悬吊于彩钢板顶端的两个支点，通过卷筒对柔索的卷扬实现上升和下降。位于主梁上方的位姿调节系统负责实时监测柔索的长度变化量以及柔索的倾角值，使得机器人主体始终处于平衡状态。电气控制柜负责提供爬壁机器人的运动控制和供能。供液系统由水箱、清洗剂箱、底置水泵和相关的管道组成，负责为机器人提供清洗所需的水和清洗剂。相比于现有技术，本发明实现了爬壁、变道、实时检测、自平衡等多功能相结合，并配合爬壁清洗执行模块进行清洗作业，取代传统的人工清洗，使得变电站清洗作业更加自动化、智能化。

技术领域

本发明涉及一种爬壁清洗机器人，特别是涉及一种爬壁、变道、实时检测、自平衡等多功能相结合的变电站爬壁清洗机器人主体结构。

背景技术

变电站彩钢板清洗行业由于工作环境苛刻，清洗作业限制因素太多，目前还是主要以人工清洗为主。由于彩钢板往往高达数十米，清洗人员一般需要搭乘吊篮或升降台进行清洗作业，该方式工作效率低、劳动强度大、人工成本高，并且人工高空作业存在相当的安全隐患。

在现有技术中，市场上比较常见的柔索悬吊式爬壁机器人往往通过在清洗壁面顶端安装导轨滑台或可移动小车，用来控制爬壁机器人的横向移动，并且柔索的卷扬机构也安装在滑台或小车上，爬壁清洗机器人本身不具备运动功能，只是被动地在柔索的牵引下进行往复上下运动。然而，这种结构势必导致位于顶端的牵引装置较重且占据一定空间，对于一些作业环境比如变电站的彩钢板，顶端作业空间有限，无法安放牵引装置，因此极大限制了该种类型的爬壁清洗机器人的应用领域。此外，传统的柔索悬吊式爬壁机器人为了保证机器人主体在作业过程中保持平衡，一般选择采用双柔索悬吊，且保持双柔索始终等长，即平行或等腰悬吊，这种悬吊方式的爬壁机器人换道清洗时必然需要平移吊点，具有吊点移动频繁的缺点。再者，现有的爬壁机器人执行机构和主体往往一体化设计，不可拆卸，一般只执行特定任务，导致爬壁机器人功能单一，适应性不强。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种变电站爬壁清洗机器人主体结构，该主体机构用于变电站彩钢板爬壁、变道、自平衡等清洗作业。

根据本发明的一个方面，提供了一种变电站爬壁清洗机器人主体结构，包括第一电气控制柜、第二电气控制柜、位姿调节系统、伺服卷扬系统、供液系统以及主梁。第一电气控制柜和第二电气控制柜相对设置，位姿调节系统设置于上述两个电气控制柜之间。其中，变电站爬壁清洗机器人主体结构利用相应的柔索悬吊于变电站彩钢板顶端的两个支点，通过卷筒对柔索的卷扬实现上升和下降；伺服卷扬系统驱动卷筒的转动和变速；位姿调节系统负责实时监测柔索的长度变化量以及柔索的倾角值，并对所述倾角值进行角度校正；第一电气控制柜和第二电气控制柜安装有控制器、驱动器、倾角仪和电源，用于负责爬壁清洗机器人的运动控制和供能；所述供液系统负责为爬壁清洗机器人提供清洗所需的水和清洗剂；主梁负责支撑和连接所述变电站爬壁清洗机器人主体结构的位姿调节系统、伺服卷扬系统和所述供液系统。

在一具体实施例，伺服卷扬系统由卷筒、卷扬伺服电机、往复丝杠、导向杆、第一滑块、多个链轮以及安装板组成。其中，卷筒通过螺栓固定在安装板上，卷扬伺服电机与卷筒对接且用于驱动卷筒的转动，往复丝杠与卷筒平行安装，导向杆与往复丝杠平行安装且为第一滑块起导向作用，第一滑块套在往复丝杠和导向杆上，柔索穿过第一滑块并随第一滑块水平往复运动。

在一具体实施例，卷筒由绕绳部、传动部、离合杆和支撑杆组成。其中，所述绕绳部为圆筒状结构，两侧各有一个挡板限制所述柔索的范围，所述传动部位于所述绕绳部内部并通过转接装置将卷扬伺服电机的扭矩传递给卷筒左侧的三级行星齿轮进而驱动所述绕绳部转动，离合杆位于卷筒左侧以调节齿轮啮合与分离，所述支撑杆的数量为两个且用于增加卷筒的刚度。