[发明专利]一种基于双机协同控制的变电站设备带电水冲洗机器人系统及方法

权利要求书

1.一种基于双机协同控制的变电站设备带电水冲洗机器人系统，其特征是：包括实时通讯的自主冲洗机器人和辅助冲洗装置，所述自主冲洗机器人和辅助冲洗装置均包括冲洗水枪，所述冲洗水枪与垂直升降机构和水平运动机构相连，通过协同控制两个冲洗水枪的俯仰及旋转角度，保持自主冲洗机器人和辅助冲洗装置在绝缘子两侧进行同步清洗；

所述自主冲洗机器人包括升降冲洗机构、移动机构和控制系统，所述升降冲洗机构包括绝缘支撑、设置于绝缘支撑上端的水枪、以及带动水枪进行竖直和水平方向上运动的垂直摆动油缸与水平摆动油缸；

所述移动机构具有行走机构，承载升降冲洗机构移动；

所述控制系统包括控制器和传感器组，所述控制系统融合传感器组采集的工作参数，对升降冲洗机构和移动机构进行相应控制，使得机器人在保证绝缘防护的基础上自主完成一冲两回或一冲多回的冲洗作业。

2.如权利要求1所述的一种基于双机协同控制的变电站设备带电水冲洗机器人系统，其特征是：所述传感器组包括激光传感器、倾角传感器、水电阻率传感器、风速传感器、超声波传感器、旋转角度传感器、俯仰角度传感器和直线位移传感器，所述直线位移传感器和倾角传感器位于绝缘支撑底部，激光传感器位于绝缘支撑上，旋转角度传感器、俯仰角度传感器位于水枪上，风速传感器位于绝缘支撑上方，压力传感器位于水箱的出口压力处，水电阻率传感器位于水箱的出口处，超声波传感器设置于行走机构前端。

3.如权利要求1所述的一种基于双机协同控制的变电站设备带电水冲洗机器人系统，其特征是：所述控制系统包括主控系统和智能冲洗系统，主控系统包括信息采集模块、运动控制模块和无线遥控模块；智能冲洗系统包括激光定位模块、安全防护模块和双机协同模块，其中：

信息采集模块被配置为完成对传感器组信号的采集，所述运动控制模块被配置为完成机器人本体的运动控制，无线遥控模块被配置为辅助控制器和主控制中心的无线远程通讯以实现远程控制；

激光定位模块被配置为对绝缘子位置进行检测，以保持冲洗过程的绝缘安全，安全防护模块被配置为对控制系统的安全保护，双机协同模块被配置为与辅助冲洗装置的协同作业控制。

4.如权利要求1所述的一种基于双机协同控制的变电站设备带电水冲洗机器人系统，其特征是：所述辅助冲洗装置，包括可拆卸的上下两部，其中上部为绝缘冲洗机构，下部为移动机构；所述移动机构包括移动支架，所述移动支架上安装有控制器及与其相连的驱动单元；所述绝缘冲洗机构包括绝缘杆件，所述绝缘杆件的下端安装在移动机构上，绝缘杆件的上端安装有水枪，所述水枪还分别与垂直升降机构和水平运动机构相连，所述垂直升降机构和水平运动机构分别与驱动单元相连，分别用于调整支座式辅助冲洗装置上水枪的俯仰及旋转角度，使其对准作业对象，来辅助水冲机器人进行冲洗作业。

5.一种基于双机协同控制的变电站带电水冲洗方法，其特征是：包括以下步骤：

(1)自主冲洗机器人和辅助冲洗装置实时通讯，保证接收的信号和发出的命令有相同的时间基点；

(2)自主冲洗机器人和辅助冲洗装置的俯仰驱动装置为伺服电机，对俯仰角速度进行实时准确的调节，以保证两者的协调配合；

(3)设定好冲洗模式，自主冲洗机器人和辅助冲洗装置分别根据距离绝缘子的距离和自身的倾斜角度计算出俯仰量程，根据冲洗模式确定站点数量，以及每两个站点之间需要俯仰的角度；

(4)每到达一个站点，自主冲洗机器人和辅助冲洗装置之间相互等待，通过设置等待时段避免作业过程中的累积误差。

6.如权利要求5所述的一种基于双机协同控制的变电站带电水冲洗方法，其特征是：自主冲洗机器人完成主冲洗作业，辅助冲洗装置完成跟随作业，辅助冲洗装置位于自主冲洗机器人的下方一定距离处，以切断自主冲洗机器人冲洗作业产生的水流，达到绝缘的目的；

或，在冲洗作业过程中，存在对绝缘子冲洗的模式选择即一冲一回或一冲N回，N为大于1的整数，根据N的取值确定站点数量，以及每两个站点之间需要俯仰的角度。