[發明專利]一種基于多傳感器融合的變電站設備帶電水沖洗機器人絕緣防護系統

有效

• 申請號: 201710432671.9
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107962589B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 李超英;蘇建軍;李振杰;王彥良;許瑋;慕世友;韓克存;李華東;陳曉紅;李建祥;李健;王振利;陳強;張巖;趙金龍;許磊;劉宗杰
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國網智能科技股份有限公司;國網山東省電力公司濟寧供電公司;國家電網有限公司
• 主分類號: B25J19/00
• 分類號: B25J19/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

1.一種基于多傳感器融合的變電站設備帶電水沖洗機器人絕緣防護系統，其特征是：包括控制系統和傳感器組，所述傳感器組采集帶電變電站設備帶電水沖洗機器人的傾斜角度、風速、水槍的旋轉和俯仰角度，控制系統融合傳感器組中各個傳感器采集的工作參數，對絕緣子進行標定，沖洗作業前激光傳感器在理想環境下對絕緣子進行標定，作業開始后傾斜角傳感器檢測機器人本體的傾斜角度，根據標定結果和激光傳感器檢測到的實時狀態，控制器判斷絕緣子的位置和狀態，制定合理的水沖洗策略；同時旋轉角度傳感器和俯仰角度傳感器檢測二垂直自由度機構的旋轉和俯仰角度，以此作為水槍沖洗位置的反饋依據，直線位移傳感器檢測升降裝置的狀態；與此同時，風速傳感器檢測風速的情況，控制器判斷對水柱造成的影響，并在水槍的控制上對水槍狀態進行補償，結合機器人本身的傾斜角度，對標定結果進行修正，確定帶電變電站設備帶電水沖洗機器人相對于絕緣子的位置和狀態，對帶電變電站設備帶電水沖洗機器人進行高度和位移調節控制，使得機器人在保證絕緣防護的基礎上自主完成沖洗作業；

所述控制系統以激光傳感器數據為主，視覺傳感器數據為輔，利用激光傳感器采集作業現場的實際位置信息，利用該信息作為主要伺服定位數據，驅動水槍兩個關節的運動，利用視覺傳感器采集的數據，作為遠程遙控的視頻展示，與激光數據進行融合，作為伺服定位的輔助手段，實現水槍關節的準確伺服定位。

2.如權利要求1所述的一種基于多傳感器融合的變電站設備帶電水沖洗機器人絕緣防護系統，其特征是：所述傳感器組包括激光傳感器、傾斜角度傳感器、水電阻率傳感器、風速傳感器、超聲波傳感器、旋轉角度傳感器、俯仰角度傳感器和直線位移傳感器，所述直線位移傳感器和傾斜角度 傳感器位于帶電變電站設備帶電水沖洗機器人底部，激光傳感器位于帶電變電站設備帶電水沖洗機器人上，旋轉角度傳感器、俯仰角度傳感器位于水槍上，風速傳感器位于帶電變電站設備帶電水沖洗機器人上方，壓力傳感器位于水箱的出口壓力處，水電阻率傳感器位于水箱的出口處，超聲波傳感器設置于帶電變電站設備帶電水沖洗機器人前端，帶電變電站設備帶電水沖洗機器人上還設置有泄露電流檢測儀。

3.如權利要求1所述的一種基于多傳感器融合的變電站設備帶電水沖洗機器人絕緣防護系統，其特征是：所述控制系統包括主控系統和智能沖洗系統，主控系統包括信息采集模塊、運動控制模塊和無線遙控模塊；智能沖洗系統包括激光定位模塊、安全防護模塊和雙機協同模塊，其中：

信息采集模塊被配置為完成對傳感器組信號的采集，所述運動控制模塊被配置為完成機器人本體的運動控制，無線遙控模塊被配置為輔助控制系統和主控制中心的無線遠程通訊以實現遠程控制；

激光定位模塊被配置為對絕緣子位置進行檢測，以保持沖洗過程的絕緣安全，安全防護模塊被配置為對控制系統的安全保護，雙機協同模塊被配置為與其他輔助沖洗機器人通信，以進行協同作業。

4.如權利要求1所述的一種基于多傳感器融合的變電站設備帶電水沖洗機器人絕緣防護系統，其特征是：所述傳感器組還包括視覺傳感器和圖像傳感器，設置于帶電變電站設備帶電水沖洗機器人上端。

5.如權利要求1所述的一種基于多傳感器融合的變電站設備帶電水沖洗機器人絕緣防護系統，其特征是：還包括超聲波檢測模塊，所述超聲波檢測模塊用設置于帶電變電站設備帶電水沖洗機器人本體上，用于實時檢測帶電變電站設備帶電水沖洗機器人本體行進方向的障礙物信息并傳送至控制系統進行相應避障。