[发明专利]自动识别绝缘子的变电站设备带电水冲洗机器人及方法

权利要求书

1.一种自动识别绝缘子的变电站设备带电水冲洗机器人，其特征在于，包括绝缘臂，绝缘臂上安装有水枪，所述绝缘臂与绝缘臂升降机构相连，绝缘臂升降机构与主控制器相连，所述主控制器用于驱动绝缘臂升降机构垂直升降，进而由绝缘臂带动水枪实现垂直升降动作；

变电站设备带电水冲洗机器人本体上还安装有倾斜角传感器，其用于检测变电站设备带电水冲洗机器人本体的倾斜角度并传送至主控制器；在绝缘臂上与水枪平行处还安装有激光传感器，其用于对绝缘子进行标定并将标定结果传送至主控制器；所述主控制器，其用于根据接收到的标定结果以及变电站设备带电水冲洗机器人的倾斜角度来判断绝缘子的位置和状态，并输出包含水枪水平角度以及俯仰角度信息的水冲洗策略；

所述水枪还分别与水平驱动器和俯仰驱动器相连，所述水平驱动器和俯仰驱动器分别与水平角度传感器和俯仰角度传感器相连，所述水平角度传感器和俯仰角度传感器分别用于实时检测水枪当前的水平角度和俯仰角度信息并传送至主控制器，由主控制器输出相应水冲洗策略至水平驱动器和俯仰驱动器来调整水枪的水平角度和俯仰角度，保证水柱时刻打在绝缘子上。

2.如权利要求1所述的一种自动识别绝缘子的变电站设备带电水冲洗机器人，其特征在于，该机器人还包括安全防护系统，所述安全防护系统为一双闭环系统；

其中，外环控制系统包括在线式水阻率检测仪和泄露电流检测仪，其分别用于实时检测变电站设备带电水冲洗机器人冲洗过程中冲洗水的水阻率变化及变电站设备带电水冲洗机器人本体的泄露电流变化并均传送至主控制器；所述主控制器用于根据接收到的信息及预设的专家库，得到变电站设备带电水冲洗机器人的理想作业距离和喷水压力信息；所述专家库内存储有水阻率及泄露电流分别与作业距离和喷水压力信息的对应关系；

内环控制器包括激光测距仪，其用于实时检测变电站设备带电水冲洗机器人的作业距离并反馈至主控制器内，实现对作业距离的闭环控制；及压力传感器，其用于实时检测变电站设备带电水冲洗机器人的喷水压力并反馈至主控制器内，实现对喷水压力的控制，进而保证变电站设备带电水冲洗机器人的绝缘性能，起到安全防护的作用。

3.如权利要求2所述的一种自动识别绝缘子的变电站设备带电水冲洗机器人，其特征在于，所述安全防护系统还包括超声波检测模块，所述超声波检测模块用设置于变电站设备带电水冲洗机器人本体上，用于实时检测变电站设备带电水冲洗机器人本体行进方向的障碍物信息并传送至主控制器进行相应避障。

4.如权利要求1所述的一种自动识别绝缘子的变电站设备带电水冲洗机器人，其特征在于，所述水枪为圆锥带圆柱出口段型喷嘴的水枪。

5.如权利要求4所述的一种自动识别绝缘子的变电站设备带电水冲洗机器人，其特征在于，圆锥带圆柱出口段型喷嘴的圆锥段的收缩角的取值为13°～14°之间；圆柱段的长度和水枪出口的直径比值在2.5～3之间。

6.如权利要求4所述的一种自动识别绝缘子的变电站设备带电水冲洗机器人，其特征在于，圆锥带圆柱出口段型喷嘴通过螺纹连接与水枪连接，便于拆装。

7.一种如权利要求1-6中任一项所述的自动识别绝缘子的变电站设备带电水冲洗机器人的工作方法，其特征在于，包括：

主控制器驱动绝缘臂升降机构进行垂直升降，进而由绝缘臂带动水枪上升至预设高度；

倾斜角传感器实时检测变电站设备带电水冲洗机器人本体的倾斜角度并传送至主控制器；

激光传感器对绝缘子进行标定并将标定结果传送至主控制器；

主控制器根据接收到的标定结果以及变电站设备带电水冲洗机器人的倾斜角度来判断绝缘子的位置和状态，并输出包含水枪水平角度以及俯仰角度信息的水冲洗策略。

8.如权利要求7所述的工作方法，其特征在于，该方法还包括：

水平角度传感器和俯仰角度传感器分别实时检测水枪当前的水平角度和俯仰角度信息并传送至主控制器，由主控制器输出相应水冲洗策略至水平驱动器和俯仰驱动器来调整水枪的水平角度和俯仰角度，保证水柱时刻打在绝缘上。

9.如权利要求7所述的工作方法，其特征在于，该方法还包括：

首先，在线式水阻率检测仪和泄露电流检测仪分别实时检测变电站设备带电水冲洗机器人冲洗过程中冲洗水的水阻率变化及变电站设备带电水冲洗机器人本体的泄露电流变化并均传送至主控制器；

再由主控制器根据接收到的信息及预设的专家库，得到变电站设备带电水冲洗机器人的理想作业距离和喷水压力信息；其中，专家库内存储有水阻率及泄露电流分别与作业距离和喷水压力信息的对应关系；

最后再有激光测距仪实时检测变电站设备带电水冲洗机器人的作业距离并反馈至主控制器内，实现对作业距离的闭环控制；以及压力传感器实时检测变电站设备带电水冲洗机器人的喷水压力并反馈至主控制器内，实现对喷水压力的控制，进而保证变电站设备带电水冲洗机器人的绝缘性能，起到安全防护的作用。