[發(fā)明專利]一種水下機械臂供配電及用電安全監(jiān)控保護系統(tǒng)和監(jiān)控保護方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010337259.0
• 申請日: 2020-04-26
• 公開（公告）號: CN111504375B
• 公開（公告）日: 2022-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊永常;韓亮亮;王苑;施飛舟;王治易;楊健;方智毅;孫海林;程芳華;張文奇
• 申請（專利權(quán)）人: 上海宇航系統(tǒng)工程研究所
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;H02J13/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31236
• 代理人: 黃超宇;胡晶

本發(fā)明公開了一種水下機械臂供配電及用電安全監(jiān)控保護系統(tǒng)和監(jiān)控保護方法，包括總電源、RCD、AC/DC、電壓監(jiān)控模塊、電流監(jiān)控模塊、漏水監(jiān)測模塊、電纜絕緣檢測模塊、總控模塊、急停按鈕、涉水電纜和若干子電系統(tǒng)。可通過RCD對水下機械臂電系統(tǒng)進(jìn)行漏電保護；可通過AC/DC將外部輸入的220V高電壓隔離變換成低電壓；可通過電壓、電流監(jiān)控模塊實時監(jiān)控電系統(tǒng)是否出現(xiàn)過壓、過流、欠壓、欠流等情況；可通過漏水檢測傳感器實時監(jiān)控水下帶電模塊所在的密閉空間的密封措施是否有效；可通過熔斷保護模塊，在出現(xiàn)故障時，對各子電系統(tǒng)進(jìn)行自我熔斷和故障隔離；可通過電纜絕緣檢測模塊檢查涉水電纜是否存在因絕緣層老化、磨損等原因造成絕緣性能下降的情況。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水下機器人用電安全領(lǐng)域，特別涉及一種水下機械臂供配電及用電安全監(jiān)控保護系統(tǒng)和監(jiān)控保護方法。

背景技術(shù)

水下機械臂等水下機器人在水下工作時，面臨用電安全的問題。特別是當(dāng)水下機械臂用來輔助或訓(xùn)練人員，從而需要接觸人體時，用電安全尤為重要。

現(xiàn)有水下機械臂的用電安全主要是通過對結(jié)構(gòu)體采取防水、密封等措施，來隔絕水和帶電設(shè)備的直接接觸，從而間接保證系統(tǒng)用電安全。但由于老化、磨損或固有缺陷等原因，導(dǎo)致密封、防水等措施失效時，仍然存在人員觸電及系統(tǒng)燒毀的風(fēng)險。目前，也有較先進(jìn)的系統(tǒng)增加了漏水檢測措施——向密封艙內(nèi)充氣增壓，通過檢測艙內(nèi)氣壓變化來判斷艙體防水、密封措施是否有效。但壓力檢測系統(tǒng)復(fù)雜，對艙體結(jié)構(gòu)要求非常高，且難以適用于電系統(tǒng)中的電纜、接插件以及較為零散的部件。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明提供一種水下機械臂供配電及用電安全監(jiān)控保護系統(tǒng)和監(jiān)控保護方法，解決水下機械臂用電安全問題。

為了達(dá)到上述發(fā)明目的，解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明公開了一種水下機械臂供配電及用電安全監(jiān)控保護系統(tǒng)，包括總電源、RCD、AC/DC、電壓監(jiān)控模塊、電流監(jiān)控模塊、漏水監(jiān)測模塊、電纜絕緣檢測模塊、總控模塊、急停按鈕、涉水電纜和若干子電系統(tǒng)，其中：

所述總電源連接外部供電接口，用于為水下機械臂提供供電以及保護地；

所述RCD連接所述總電源和AC/DC，用于通過檢測機械臂電系統(tǒng)的剩余電流進(jìn)而對機械臂電系統(tǒng)進(jìn)行漏電斷路保護；

所述AC/DC連接所述RCD和電壓監(jiān)控模塊，用于將外部輸入電壓轉(zhuǎn)換為機械臂電系統(tǒng)所需電壓；

所述電壓監(jiān)控模塊連接所述AC/DC和電流監(jiān)控模塊，用于監(jiān)測機械臂電系統(tǒng)水下部分的電壓；

所述電流監(jiān)控模塊連接所述電壓監(jiān)控模塊和若干子電系統(tǒng)，用于監(jiān)測若干所述子電系統(tǒng)的電流；

所述漏水監(jiān)測模塊連接所述總控模塊和若干子電系統(tǒng)，用于監(jiān)測水下機械臂水下密閉空間的漏水情況；

所述電纜絕緣檢測模塊連接所述總控模塊和涉水電纜，用于檢測所述涉水電纜的絕緣性能；

所述急停按鈕連接所述總控模塊，用于實現(xiàn)監(jiān)控人員對機械臂電系統(tǒng)進(jìn)行緊急斷電操作；

所述總控模塊連接所述急停按鈕，用于對機械臂電系統(tǒng)進(jìn)行緊急斷電；

所述總控模塊連接所述電壓監(jiān)控模塊、電流監(jiān)控模塊、電纜絕緣檢測模塊和漏水監(jiān)測模塊，用于采集上述各模塊的監(jiān)控/監(jiān)測信息并向相應(yīng)模塊發(fā)送監(jiān)控/監(jiān)測指令；

所述總控模塊連接水下機械臂的中央控制系統(tǒng)，用于接收所述中央控制系統(tǒng)指令并向所述中央控制系統(tǒng)發(fā)送狀態(tài)信息；

所述總控模塊通過通信總線連接若干所述子電系統(tǒng)，用于對若干所述子電系統(tǒng)進(jìn)行控制指令的發(fā)送以及驅(qū)動、控制、傳感器信息采集；