超高電壓帶電清掃機(jī)器人關(guān)鍵問(wèn)題及試驗(yàn)研究.pdf

1、絕緣子的污穢閃絡(luò)是電網(wǎng)安全運(yùn)行的主要威脅之一，定期地對(duì)絕緣子進(jìn)行帶電清掃是減少污閃最有效的辦法。帶電清掃機(jī)器人是一種危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)機(jī)器人，用于帶電清掃220/330kV變電所高電壓設(shè)備的外絕緣瓷瓶。在國(guó)家“863”計(jì)劃的資助下，本課題從2002年開(kāi)始研制帶電清掃機(jī)器人，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的努力，機(jī)器人系統(tǒng)的研制己取得初步成效，解決了很多技術(shù)難題，己制作出樣機(jī)并成功地在蘭州某220/330kV變電所進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)帶電清掃試驗(yàn)。在己取得成效的基礎(chǔ)上，本課題

2、繼續(xù)努力，不斷創(chuàng)新，提出一種單間隙絕緣雙層升降式帶電清掃機(jī)器人系統(tǒng)。本論文詳細(xì)闡述機(jī)器人絕緣性能的設(shè)計(jì)方法和過(guò)程，提出一種基于單間隙絕緣的絕緣方式，并對(duì)包括接力式驅(qū)動(dòng)絕緣升降平臺(tái)、可變半徑清掃手爪和可自行的全方位移動(dòng)全掛車等關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了研究。
　　 文中首先介紹了超高電壓帶電清掃機(jī)器人的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成，然后在分析帶電清掃作業(yè)位置的作用電壓情況和機(jī)器人帶電作業(yè)方式的基礎(chǔ)上，提出了帶電清掃機(jī)器人絕緣性能的設(shè)計(jì)方法，并給出詳細(xì)的設(shè)計(jì)流

3、程。
　　 根據(jù)這種設(shè)計(jì)流程，本文提出一種單間隙絕緣雙層升級(jí)機(jī)構(gòu)，其中絕緣升降平臺(tái)不僅是超高壓帶電清掃機(jī)器人清掃手爪的一級(jí)垂直舉升機(jī)構(gòu)，也是機(jī)器人帶電作業(yè)時(shí)對(duì)地電位的主絕緣長(zhǎng)度。絕緣升降平臺(tái)采用傳統(tǒng)的剪叉式結(jié)構(gòu)，絕緣主從楔塊驅(qū)動(dòng)和水平軀動(dòng)相互接力作用的驅(qū)動(dòng)方式，極大地減小了平臺(tái)起升時(shí)水平油缸的推力。試驗(yàn)證明，用金屬油缸水平固定的方式，不僅克服了由設(shè)計(jì)制造絕緣油缸帶來(lái)的高費(fèi)用和低可靠性，而且提高了升降平臺(tái)的整體絕緣性能。
　

4、　 清掃手爪是機(jī)器人作業(yè)的工具，本文研究了一種環(huán)抱半徑可連續(xù)變化的清掃手爪，用于清掃變電站形狀及尺寸各異的高電壓設(shè)備外絕緣瓷瓶。該清掃手爪為具有一個(gè)自由度的8桿機(jī)構(gòu)，由三個(gè)交叉四連桿及末端臂節(jié)串連而成。手爪在清掃錐形絕緣子時(shí)可連續(xù)改變清掃半徑：并且在整個(gè)動(dòng)作過(guò)程中，清掃手爪上的各鉸接點(diǎn)在整個(gè)開(kāi)合過(guò)程中位置偏差均不大于2mm，使超高壓帶電清掃機(jī)器人可將錐形絕緣子一次完全清掃，提高了現(xiàn)場(chǎng)清掃效率和質(zhì)量。
　　 另外，在分析變電站作

5、業(yè)區(qū)的設(shè)備分布和地形情況的基礎(chǔ)上，研究了一種可自行的全方位移動(dòng)全掛車( Self-propelled Omni-direetionalTrailer-SODT)，采用金屬摩擦輪直接驅(qū)動(dòng)輪胎的方式，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能靈活地與輪胎進(jìn)行離合動(dòng)作。在不同變電所間長(zhǎng)途運(yùn)輸時(shí)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與輪胎分離，SODT作為全掛車在拖車的牽引下高速行駛；在變電所擁擠的作業(yè)區(qū)內(nèi)時(shí)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與輪胎擠壓接觸，通過(guò)摩擦驅(qū)動(dòng)，以直行、斜行、差動(dòng)轉(zhuǎn)向等多種運(yùn)動(dòng)模式的組合自如行走。文中