绝缘子水冲洗机器人结构研究.pdf

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1、·62·机器人技术耱2014年第9期总第41卷绝缘子水冲洗机器人结构研究聂星，于兰英，刘桓龙，王国志(西南交通大学机械工程学院，四川成都610031)摘要：通过分析目前变电站所冲洗设备存在的问题，设计了一种基于PLC控制，可自动实现路线规划及避障、安全绝缘电阻感应以及绝缘子识别与定位的智能水冲洗机器人，解决了现有冲洗设备冲洗不便，存在较大安全隐患等问题。简要介绍了绝缘子水冲洗机器人设计基本参数，重点对机器人的底盘结构设计和水炮系统结构设计进行了研究，并分析了机器人冲洗稳定性。关键词：绝缘子；水冲洗；PLC中图分类号：TP24文献标志码：Adoi：10

2、．3969~．issn．1006—0316．2014．09．016文章编号：1006—0316(2014)09—0062—03ResearchofthewashinsulatorscleaningrobotofthestructureNIEXing，YULan-ying，LIUHuan-long，WANGGuo-zhi(SchoolofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Byanalyzingtheproblemsofthesub

3、stationrinseequipment，designedbasedonPLCcontrol，canautomaticallyrouteplanningandobstacleavoidance，safetyandinsulationresistanceinducedinsulatorintelligentidentificationandlocationofwaterwashingrobottosolvetheexistingwashingequipmentwashinginconvenience，thereisabigsecurityriskan

4、dotherissues．Brieflydescribethebasicdesignparametersofthewaterwashingrobot，focusingonchassisdesignandwatercannonsystemarchitecturedesignrobotswereintroduced，andanalyzetherobotrolloverproblem．Keywords：insulator；waterrinse；PLC牵引变电所很多电气高压设备在长期的运外)的某一合适位置，由工人手持水枪、并拖行中，因大气中很多污染物通过物理

5、的吸附作曳水管进入变电所内进行冲洗。工作人员工作用沉积在各种电力设备的外绝缘表面上，会降劳动强度仍较大，冲洗质量对工作人员依赖性低设备绝缘性能，极易造成污闪事故。目前我大，工作环境也较差。国铁路牵引变电所一般采用人T--T-~简易工具为此本文在现有轮式带电水冲洗车的基础冲洗或擦洗设备(主要是绝缘子)来防止污闪，上，设计一种绝缘子冲洗机器人，当车辆停靠这种方式越来越不能满足铁路技术发展的需在某一位置后，通过远程控制机器人代替原人要，现在发开了一种变电站所冲洗车辆，该冲工手持水枪的冲洗作业。而本文的设计重点主洗车辆是一种中型轮式车辆，由于变电所内道要集中

6、在机器人机械主体结构上即走行部分和路空间的限制，需要将车辆停靠在变电站内(或安装在其上水炮部分。收稿日期：2014—03—27作者简介：聂星(1988一)，男，湖北云梦人，硕士研究生，主要研究方向为机电液一体化；于兰英(1963一)，女，四川成都人，硕士副教授，主要研究方向为机电液—体化。2014年第9期总第41卷机器人技术·63·传动效率高．节能效果好等优点。1机器人总体方案根据冲洗作业的工况特点分析，冲洗机器人应该包括自动行走、水炮的旋转和俯仰来实1．车架2．蓄电池箱3．同步带轮现对绝缘子的冲洗。总体设计时，充分考虑水图1机器人底盘结构冲洗机器人

7、的使用工况和铁路变电所内的路1．2工作装置结构设计况，保证机器人行走装置能在变电所内通道上能够方便地行走，并能够稳定地停在工作位置水炮机构由壳体、旋转机构、俯仰机构和提供作业反力，水炮的旋转和俯仰有足够的精水管等构成。旋转机构主要是实现水炮可以绕度，易于瞄准绝缘子，实现绝缘子的有效冲洗。铅垂轴360。旋转。水炮的旋转是通过上壳体与下壳体之间的旋转来实现的，上下壳体间通过1．1行走部分结构设计旋转轴承连接，内齿轮固定在上壳体内，电机机器人底盘采用轮式底盘(图1)，与履带动齿轮减速器通过离合器带动小齿轮，小齿带式相比，主要特点是运行速度快、机动性好、轮与

8、内齿轮的啮合带动上壳体转动。俯仰机构行走时对路面的破坏小、造价相对较低等。转主要是实现炮杆绕水平轴30。一9