[发明专利]一种变电站绝缘子带电清扫机器人系统及方法

权利要求书

1.一种变电站绝缘子带电清扫机器人系统，其特征在于，包括：

清扫部，其通过半圆环抱装置与机械臂相连；所述清扫部用于在半圆环抱装置的中心与绝缘子轴线重合时启动并对绝缘子进行带电清扫；

绝缘子定位部，其包括至少两路图像采集装置，图像采集装置均匀设置在半圆环抱装置内，用于采集半圆环抱装置半圆范围内的图像并同时传送至处理器；

所述处理器被配置为：基于笛卡尔空间阈值分割算法对图像进行图像分割，根据多尺度绝缘子样本库，实时判断同时接收的所有路图像是否均包含绝缘子；若均包含绝缘子，则根据各路图像中的绝缘子与对应整幅图像占比的比较，确定绝缘子轴线是否位于半圆环抱装置中心位置；否则，输出调整半圆环抱装置的命令，直至绝缘子轴线位于半圆环抱装置中心位置；

所述清扫部包括清扫毛刷结构和驱动电机；

所述清扫毛刷结构包括中空清扫毛刷、绝缘剂海绵及离心电机，以实现离心式柔性环保清扫；

所述驱动电机与中空清扫毛刷相连，离心电机输出轴与绝缘剂离心机构相连，绝缘剂海绵位于中空清扫毛刷和绝缘剂离心机构之间；

当驱动电机和离心电机使其输出轴旋转方向相反时，中空清扫毛刷与绝缘剂离心机构逆向旋转，绝缘剂离心机构旋转挤压绝缘剂海绵，绝缘剂流向中空清扫毛刷，从而实现对绝缘子的流固耦合清洗。

2.如权利要求1所述的一种变电站绝缘子带电清扫机器人系统，其特征在于，所述清扫毛刷结构还包括绝缘剂海绵固定板、离心电机安装板；

所述绝缘剂海绵固定板安装于中空清扫毛刷上，中空清扫毛刷上表面与离心电机安装板连接，离心电机连接安装于离心电机安装板上。

3.如权利要求2所述的一种变电站绝缘子带电清扫机器人系统，其特征在于，所述清扫毛刷结构还包括离心电机轴承，所述离心电机轴承外径过渡配合连接安装于绝缘剂海绵固定板内部，内径与离心电机输出轴过渡配合连接。

4.如权利要求1所述的一种变电站绝缘子带电清扫机器人系统，其特征在于，所述绝缘剂海绵与中空清扫毛刷和绝缘剂离心机构过盈配合连接；所述中空清扫毛刷上的毛刷固定于中空部件上并与其内部相通，与绝缘剂海绵过渡连接配合。

5.如权利要求2所述的一种变电站绝缘子带电清扫机器人系统，其特征在于，所述清扫毛刷结构位于由上防护罩与下防护罩配合构成的腔体内，上防护罩与下防护罩采用开口结构，绝缘剂在所述开口结构处进行清扫作业，在其余部分绝缘剂通过回收海绵的吸附实现回收。

6.如权利要求5所述的一种变电站绝缘子带电清扫机器人系统，其特征在于，所述驱动电机固定在上防护罩上，上防护罩内装有毛刷上轴承，毛刷上轴承内径与驱动电机输出轴过渡配合连接，外径与上防护罩过渡配合连接；下防护罩内装有毛刷下轴承，毛刷下轴承外径与下防护罩过渡配合连接，内径与绝缘剂海绵固定板外侧轴过渡配合连接。

7.一种如权利要求1-6中任一所述的变电站绝缘子带电清扫机器人系统的工作方法，其特征在于，包括：

采集半圆环抱装置半圆范围内的图像；

基于笛卡尔空间阈值分割算法对图像进行图像分割，根据多尺度绝缘子样本库，实时判断同时接收的所有路图像是否均包含绝缘子；若均包含绝缘子，则根据各路图像中的绝缘子与对应整幅图像占比的比较，确定绝缘子轴线是否位于半圆环抱装置中心位置；否则，输出调整半圆环抱装置的命令，直至绝缘子轴线位于半圆环抱装置中心位置；

在半圆环抱装置的中心与绝缘子轴线重合时启动清扫部，对绝缘子进行带电清扫。

8.如权利要求7所述的变电站绝缘子带电清扫机器人系统的工作方法，其特征在于，求取各路图像中的绝缘子与对应整幅图像占比的过程为：

对各路图像中检测到的绝缘子区域分别提取绝缘子连通域，并求取连通域的中心点和连通域所占像素点总数；

通过连通域所占像素点总数来确定连通域所占对应整幅图像的比例，得到各路图像中的绝缘子与对应整幅图像占比。