变电站带电水冲洗机器人机构的制作方法

本发明属于自动化领域，涉及变电站带电水冲洗机器人机构。

背景技术：

在线运行的绝缘子，在自然环境中，受到so2、氮氧化物以及颗粒性尘埃等大气环境的影响，在其表面逐渐沉积了一层污秽物。在天气干燥的情况下，这些绝缘子可以保持着较高的绝缘水平，其放电电压和洁净、干燥状态时接近；当遇有雾、露、雨等潮湿天气，以及融冰、融雪时，绝缘子因表面污秽物吸收水分致使污秽层中的电解质溶解，造成绝缘子绝缘水平降低，泄漏电流增大，严重时发生闪络事故。因此，绝缘子串需要定期进行清洗。

现阶段，绝缘子串清洗的主要手段是通过变电站的专业人员进行清洗。在进行清洗时，存在劳动强度大，危险性高等问题。

作为一种先进的技术手段，绝缘子串带电水冲洗机器人可以代替人工进行绝缘子串冲洗任务。为完成绝缘子串全方位清洗，需要提出一种多自由度的机械臂，完成喷枪的夹持任务。同时为满足不同位置不同地形的绝缘子串清洗，机器人移动机构需具备较强的越障移动能力。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种变电站带电水冲洗机器人机构，变电站带电水冲洗机器人机构上部安装有多自由度机械臂，该机械臂末端安装有水枪，通过水枪向绝缘子串喷水，实现对变电站设备的带电情况下的水冲洗任务。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

变电站带电水冲洗机器人机构，包括轮履腿复合移动机构、多自由度水冲洗机械臂、喷枪、水箱和水管；

所述多自由度水冲洗机械臂和水箱固定安装在轮履腿复合移动机构的上部，喷枪固定安装在多自由度水冲洗机械臂的末端，水管的一端连接到喷枪，另一端连接到水箱；

所述轮履腿复合移动机构依据控制基站所规划的路线行走携带多自由度水冲洗机械臂、水箱和喷枪到达指定区域，多自由度水冲洗机械臂依据绝缘子串位置和污垢位置完成喷枪的定位，喷枪喷水完成绝缘子串电力金具污垢的清除工作；

所述多自由度水冲洗机械臂的两端安装有上法兰和下法兰；上法兰的一端安装在多自由度水冲洗机械臂，另一端安装在喷枪上，喷枪通过上法兰固定安装在多自由度水冲洗机械臂上；下法兰的一侧安装在多自由度水冲洗机械臂的下端，另一侧安装在轮履腿复合移动机构的上端，多自由度水冲洗机械臂通过下法兰固定安装到轮履复合移动机构的上部。

进一步，所述轮履腿复合移动机构包括左前摆腿、左前行走轮、右前摆腿、右前行走轮、左后摆腿、左后行走轮、右后摆腿、右后行走轮、控制箱、左主履带和右主履带；

所述左主履带和右主履带分别安装在控制箱的左右两侧，左前摆腿安装在左主履带的左前侧，右前摆腿安装在右主履带的右前侧，左后摆腿安装在左主履带的左后侧，右后摆腿安装在右主履带的右后侧；

通过控制摆腿的摆动，实现机器人轮式行走、履带行走和腿式行走之间的相互转换；在远距离平坦路面下，机器人采用轮式行走；当机器人通过松软、不平坦地形以及台阶、楼梯时，采用履带式行走；腿式行走辅助机器人跨越台阶、斜坡以及楼梯障碍，使机器人具有更好的环境适应能力。

进一步，所述左前摆腿包括左前行走轮、左前导轮、左前摆腿驱动轮、左前副履带和左前摆腿连杆；

所述左前导轮铰接安装在左前摆腿连杆的前侧，左前行走轮铰接安装在左前摆腿连杆的后侧，左前摆腿驱动轮转动带动左前摆腿连杆转动，左前摆腿连杆驱动左前导轮落地或左前行走轮落地，实现腿式行走或轮式行走；

所述左主履带包括左主履带驱动轮、左主履带从动轮和左履带；左主履带驱动轮和左主履带从动轮铰接安装在电气箱的左侧；左主履带驱动轮转动通过左履带带动左主履带从动轮转动，实现机器人的履带式行走；

所述右前摆腿、左后摆腿、右后摆腿和左前摆腿的结构和安装方式相同；所述右主履带结构和运动方式与左主履带相同。

进一步，所述轮履腿复合移动机构以轮式行走；所述左前摆腿的左前行走轮、右前摆腿的右前行走轮、左后摆腿的左后行走轮和右后摆腿的左后行走轮落地，左前行走轮、右前行走轮、左后行走轮和左后行走轮驱动机器人移动。

进一步，所述轮履腿复合移动机构履带式行走；左主履带和右主履带落地，左主履带和右主履带驱动机器人移动。

进一步，所述轮履腿复合移动机构以腿式行走；左前摆腿的左前行走轮、右前摆腿的右前行走轮、左后摆腿的左后行走轮和右后摆腿的左后行走轮远离地面，同时左主履带和右主履带脱离地面，左前摆腿的左前副履带四个副履带落地，左前摆腿、右前摆腿、左后摆腿和右后摆腿驱动移动。

进一步，所述多自由度水冲洗机械臂包括下法兰、基座、一关节、二关节、二连杆、三关节、三连杆、四关节、五关节、六关节和上法兰；

所述下法兰固定安装在基座的下端，一关节的一端通过法兰铰接安装在基座的上端，另一端通过法兰铰接安装在二关节的一端，二关节的另一端通过法兰固定安装在二连杆的一端，二连杆的另一端通过法兰铰接安装在三关节的一端，三关节的另一端通过法兰固定安装在三连杆的一端，三连杆的另一端通过法兰铰接安装在四关节的一端，四关节的另一端通过法兰铰接安装在五关节的一端，五关节的另一端通过法兰铰接连接在六关节的一端，上法兰铰接安装在六关节的另一端。

进一步，所述多自由度水冲洗机械臂有6个自由度，能够实现机械臂末端喷枪以任意姿态到达目标空间的任意位置；实现喷枪全方位对变电站金具污垢的喷水除垢。

本发明的有益效果在于：

1.本发明的移动机构采用轮履腿复合移动机构，提高的机器人的移动越障能力。

2.采用多自由度机械臂机构，作业面广，辐射范围大。

3.适用于输变电境下的机器人作业，应用范围广。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为轮履腿复合移动机构的俯视图；

图3为轮履腿复合移动机构的示意图；

图4为机器人的轮式移动示意图；

图5为机器人的履带式移动示意图；

图6为机器人的腿式移动示意图。

图7为多自由度水冲洗机械臂的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图1所示，本发明提供的一种变电站带电水冲洗机器人机构，包括轮履腿复合移动机构1、多自由度水冲洗机械臂2、喷枪3、水箱4和水管5。

其中多自由度水冲洗机械臂2和水箱4固定安装在轮履腿复合移动机构1的上部，喷枪3固定安装在多自由度水冲洗机械臂2的末端，水管5的一端连接到喷枪3，另一端连接到水箱4.轮履腿复合移动机构1依据控制基站所规划的路线行走携带多自由度水冲洗机械臂2、水箱4和喷枪3到达指定区域，多自由度水冲洗机械臂2依据绝缘子串位置和污垢位置完成喷枪3的定位，喷枪3喷水完成绝缘子串等电力金具污垢的清除工作。

所述多自由度水冲洗机械臂2的两端安装有上法兰7和下法兰6.上法兰7的一端安装在多自由度水冲洗机械臂2，另一端安装在喷枪3上，喷枪3通过上法兰7固定安装在多自由度水冲洗机械臂2上。下法兰7的一侧安装在多自由度水冲洗机械臂2的下端，另一侧安装在轮履腿复合移动机构1的上端，多自由度水冲洗机械臂2通过下法兰7固定安装到轮履复合移动机构1的上部。

如图2所示，所述轮履腿复合移动机构包括左前摆腿101、左前行走轮102、右前摆腿103、右前行走轮104、左后摆腿105、左后行走轮106、右后摆腿107、右后行走轮108、控制箱100、左主履带109和右主履带110。左主履带109和右主履带110分别安装在控制箱100的左右两侧，左前摆腿101安装在左主履带109的左前侧，右前摆腿103安装在右主履带110的右前侧，左后摆腿103安装在左主履带109的左后侧，右后摆腿107安装在右主履带110的右后侧。通过控制摆腿的摆动，可以实现机器人轮式行走、履带行走和腿式行走之间的相互转换。在远距离平坦路面下，机器人采用轮式行走；当机器人通过松软、不平坦地形以及台阶、楼梯时，采用履带式行走；腿式行走辅助机器人跨越台阶、斜坡以及楼梯等障碍，使机器人具有更好的环境适应能力。

如图3所示，左前摆腿101包括左前行走轮102、左前导轮113、左前摆腿驱动轮114、左前副履带115和左前摆腿连杆119。左前导轮113铰接安装在左前摆腿连杆119的前侧，左前行走轮102铰接安装在左前摆腿连杆119的后侧，左前摆腿驱动轮114转动带动左前摆腿连杆119转动，左前摆腿连杆119驱动左前导轮113落地或左前行走轮114落地，实现腿式行走或轮式行走。左主履带109包括左主履带驱动轮116、左主履带从动轮117和左履带118。左主履带驱动轮116和左主履带从动轮117铰接安装在电气箱100的左侧。左主履带驱动轮116转动通过左履带118带动左主履带从动轮117转动，实现机器人的履带式行走。右前摆腿103、左后摆腿105、右后摆腿107和左前摆腿101的结构和安装方式相同。右主履带110结构和运动方式与左主履带109相同。

如图4所示，所述轮履腿复合移动机构2以轮式行走。左前摆腿101的左前行走轮102、右前摆腿103的右前行走轮104、左后摆腿105的左后行走轮106和右后摆腿107的左后行走轮108落地，左前行走轮102、右前行走轮104、左后行走轮106和左后行走轮108驱动机器人移动。

如图5所示，所述轮履腿复合移动机构2履带式行走。左主履带109和右主履带110落地，左主履带109和右主履带110驱动机器人移动。

如图6所示，所述轮履腿复合移动机构2以腿式行走。左前摆腿101的左前行走轮102、右前摆腿103的右前行走轮104、左后摆腿105的左后行走轮106和右后摆腿107的左后行走轮108远离地面，同时左主履带109和右主履带110脱离地面，左前摆腿101的左前副履带115等四个副履带落地，左前摆腿101、右前摆腿103、左后摆腿105和右后摆腿107驱动移动。

如图7所示，该实施例中的多自由度水冲洗机械臂2包括：下法兰6、基座200、一关节201、二关节202、二连杆203、三关节204、三连杆205、四关节206、五关节207、六关节208和上法兰7。下法兰6固定安装在基座200的下端，一关节201的一端通过法兰铰接安装在基座200的上端，另一端通过法兰铰接安装在二关节202的一端，二关节202的另一端通过法兰固定安装在二连杆203的一端，二连杆203的另一端通过法兰铰接安装在三关节204的一端，三关节204的另一端通过法兰固定安装在三连杆205的一端，三连杆205的另一端通过法兰铰接安装在四关节206的一端，四关节206的另一端通过法兰铰接安装在五关节207的一端，五关节207的另一端通过法兰铰接连接在六关节208的一端，上法兰7铰接安装在六关节208的另一端。多自由度水冲洗机械臂2有6个自由度，能够实现机械臂末端喷枪3以任意姿态到达目标空间的任意位置。实现喷枪3全方位对变电站金具污垢的喷水除垢。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。