一种悬挂式绝缘子串清洗喷涂装置、系统及控制方法

技术领域

本发明涉及绝缘子清洗设备领域，具体地，涉及一种悬挂式绝缘子串清洗喷涂装置、系统及控制方法。

背景技术

清洗绝缘子是减少闪络风险最常用方法，最典型的方法是通过卡车或直升机喷洒高压水柱来清除绝缘子表面的污染物。通常情况下，在清洗过程中要求水枪只能从一个方向对着绝缘子。如果在水压、喷管和绝缘子之间的距离以及喷管的直径这些条件不是最佳的情况下，清洗就可能达不到效果。如果污染物被水冲到绝缘子的另一面，会造成重污染面积比清洗前更大，这样就会更加容易发生闪络。

定期对变电站设备进行清扫及防污闪涂料喷涂，是保持设备原有绝缘水平、防止污闪事故发生、保证电网可靠运行的有效手段。变电站支柱绝缘子防污闪涂料喷涂是通过对变电站支柱绝缘子表面喷涂防污闪涂料，来提高绝缘子表面憎水性的一种方法，是一种有效而必要的防污闪手段，经济与社会效益显著。目前，对支柱绝缘子喷涂防污闪涂料主要通过工人手工喷涂实现，能够灵活喷涂绝缘瓷件的不同位置，但是存在以下不足：(1)有大量涂料没有喷到瓷件上而是喷到空气中，造成浪费比较严重和对周围环境的污染；(2)施工质量主要依赖施工人员的经验高低，为施工队偷工减料创造了条件，涂层的质量难以保证；(3)施工过程中施工人员需要脚踩瓷瓶表面、安全绳吊在瓷瓶柱上、易损坏瓷伞裙且不安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种悬挂式绝缘子串清洗喷涂装置，该装置在保证清洗和喷涂效率的基础上实现了均匀喷涂和高效清洗，且无需大型机械作为支撑，以实现山区等不适合大型机械进场的地区进行作业。

为了实现上述目的，在一方面，本发明提供了一种悬挂式绝缘子串清洗喷涂装置，包括：

悬挂组件，所述悬挂组件悬挂于所述绝缘子串的构架或杆塔的横杆上；

Y轴导轨，所述Y轴轨道竖直穿过悬挂组件；

Y轴移动机构，所述Y轴移动机构设置于悬挂组件的内部，且与Y轴导轨传动连接，用于传动Y轴导轨上下移动；

X轴移动机构，所述X轴移动机构设置于Y轴导轨的底部；

X轴导轨，所述X轴导轨与X轴移动机构传动连接，所述X轴移动机构用于传动X轴导轨在水平方向平移；

清洗喷涂组件，所述清洗喷涂组件设置于X轴导轨的一端，用于清洗绝缘子串；

角度调节组件，所述角度调节组件设置于清洗喷涂组件与X轴导轨之间，用于调节清洗喷涂组件的清洗角度；

移动组件，所述移动组件设置于地面上，所述移动组件上设置有储料箱，所述储料箱通过连接管与清洗喷涂组件连通。

优选地，所述悬挂组件包括：

吊装部；

绞盘，所述绞盘设置有两个，两个绞盘沿Y轴导轨对称设置于吊装部的内部，两个绞盘上均卷绕有钢丝绳，所述钢丝绳远离绞盘的一端均设置有挂具，所述挂具挂接于所述绝缘子串的构架或杆塔的横杆上；

绞盘锁止机构，所述绞盘锁止机构设置于绞盘上，用于锁止绞盘。

优选地，所述清洗喷涂组件包括相对设置的两个可开合的半圆盘、设置于半圆盘上的多组喷头，所述喷头包括喷水喷头、空气喷头以及防污闪涂料喷头，两个半圆盘合闭时包裹所述绝缘子串中的一个绝缘子片。

优选地，所述半圆盘与绝缘子接触的边缘设置有凹槽，所述凹槽的上下两侧均设置有喷头。

优选地，所述喷头沿半圆盘的圆周等间距分布，且与绝缘子的倾角为°。

优选地，所述储料箱包括储水箱、储防污闪涂料箱，所述喷水喷头与储水箱之间、储防污闪涂料箱与防污闪涂料喷头之间均通过对应的连接管连接，并通过高压水泵或增压泵提供动力，所述空气喷头通过对应的连接管与高压气泵连接，所述高压气泵设置于移动组件上。

优选地，所述移动组件为履带式小车。

优选地，所述角度调节组件包括步进电机以及设置于步进电机输出轴上的转动轴，所述转动轴的侧面与清洗喷涂组件连接。

另一方面，本发明还提供了一种控制方法，所述控制方法应用于上述的悬挂式绝缘子串清洗喷涂装置中，所述控制方法步骤如下：

获取绝缘子串的实际图像；

对所述实际图像进行处理，以获取各个绝缘子片在所述实际图像内的平面坐标；

使用深度学习网络对各个绝缘子片的平面坐标以及绝缘子片偏转角度进行处理，以获取所述悬挂式绝缘子串清洗喷涂装置作业时的调整参数(x，y，θ)；

根据所述调整参数，对X轴移动机构、Y轴移动机构、角度调节组件进行调节以适应不同绝缘子片进行清洗和喷涂作业；

其中，x代表X轴移动机构相对于基准位置数值，y代表Y轴移动机构相对于基准位置数值，θ代表角度调节组件相对于基准位置数值。

再一方面，本发明还提供了一种悬挂式绝缘子串清洗喷涂系统，包括：

图像获取模块，用于获取绝缘子串的实际图像；

图像处理模块，用于使用卷积神经网络对所述实际图像进行处理，以获取各个绝缘子片在图像内的平面坐标；

学习模块，用于使用深度学习网络对所述平面坐标以及绝缘子片偏转角度进行处理，以获取所述悬挂式绝缘子串清洗喷涂装置作业时的调整参数(x，y，θ)；

调节模块，用于根据所述调整参数，对X轴移动机构、Y轴移动机构、角度调节组件进行调节以适应不同绝缘子片进行清洗和喷涂作业。

通过上述技术方案，本发明提供了一种悬挂式绝缘子串清洗喷涂装置，实现了悬挂绝缘子串在不拆卸的情况下对其外表面进行自动清洗、吹干、喷涂作业。本装置自动化程度高，无需人工操作，减少了因作业人员失误而导致的产品质量不合格问题，喷涂均匀，绝缘子质量提高，减少了绝缘子因表面喷涂质量低而导致防污闪涂层提前老化、报废、退役问题，增强了电网的安全运行，减少了使用中潜在的安全隐患。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了本发明的一实施方式的悬挂式绝缘子串清洗喷涂装置结构示意图；

图2示出了本发明的一实施方式的悬挂式绝缘子串清洗喷涂装置的清洗喷涂组件结构示意图；

图3示出了本发明的一实施方式的清洗喷涂组件与绝缘子结合示意图；

图4示出了本发明的一实施方式的角度调节组件结构示意图。

图中：

1、悬挂组件 11、吊装部

12、绞盘 13、钢丝绳

14、挂具 15、绞盘锁止机构

2、绝缘子串 3、横杆

4、Y轴导轨 5、Y轴移动机构

6、X轴移动机构 7、X轴导轨

8、清洗喷涂组件 81、半圆盘

82、喷头 821、喷水喷头

822、空气喷头 823、防污闪涂料喷头

9、角度调节组件 91、步进电机

92、转动轴 10、移动组件

101、储料箱

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1示出了本发明的一实施方式的悬挂式绝缘子串清洗喷涂装置结构示意图。请参照图1，本实施例提供了一种悬挂式绝缘子串清洗喷涂装置，包括悬挂组件1、Y轴导轨4、Y轴移动机构5、X轴移动机构6、X轴导轨7、清洗喷涂组件8、角度调节组件9、移动组件10。在实施时，工作人员首先将悬挂组件1悬挂于绝缘子串的构架或杆塔的横杆3上，然后悬挂组件1开始工作，将Y轴导轨4、Y轴移动机构5、X轴移动机构6、X轴导轨7、清洗喷涂组件8、角度调节组件9吊起，然后至绝缘子串的高度，然后通过Y轴移动机构5、X轴移动机构6、角度调节组件9调节清洗喷涂组件8相对绝缘子片的相对位置，然后对绝缘子片进行清洗喷涂工作即可。

请参照图1，悬挂组件1悬挂于绝缘子串2的构架或杆塔的横杆3上，具体地，悬挂组件1可以包括吊装部11、绞盘12以及绞盘锁止机构15。其中，绞盘12设置有两个，两个绞盘12沿Y轴导轨4对称设置于吊装部11的内部，两个绞盘12上均卷绕有钢丝绳13，钢丝绳13远离绞盘12的一端均设置有挂具14，挂具14挂接于绝缘子串2的构架或杆塔的横杆3上，绞盘锁止机构15设置于绞盘12上，用于锁止绞盘12。在工作时，首先将两个挂具14挂在横杆3上，然后绞盘12通过电机或旋转机构带动其旋转，旋转的同时带动钢丝绳13卷绕在绞盘12上，使得吊装部11逐渐向上移动，吊装部11向上移的同时带动Y轴导轨4、Y轴移动机构5、X轴移动机构6、X轴导轨7、清洗喷涂组件8、角度调节组件9向上移动，从而将Y轴导轨4、Y轴移动机构5、X轴移动机构6、X轴导轨7、清洗喷涂组件8、角度调节组件9吊起。设置绞盘锁止机构15用于固定两个绞盘12，使得绞盘12能够定位在指定高度，防止绞盘12松动导致整个装置坠落的情况，绞盘锁止机构15可以使用现有技术中常见的用于卡住绞盘12或卷线盘的机构。

Y轴轨道4竖直穿过悬挂组件1，Y轴移动机构5设置于悬挂组件1的内部，且与Y轴导轨4传动连接，用于传动Y轴导轨4上下移动，X轴移动机构6设置于Y轴导轨4的底部，X轴导轨7与X轴移动机构6传动连接，X轴移动机构6用于传动X轴导轨7在水平方向平移。Y轴导轨4与Y轴移动机构5和X轴导轨7与X轴移动机构之间的连接方式相同，移动机构均可以使用电机、齿轮、齿条的传动方式，带动导轨进行移动，但不仅仅限于此种传动方式，其他的能够传动导轨移动的结构也可以使用。其中，X轴导轨7跟Y轴导轨4均由铝合金材料制成。

请参照图2和图3，清洗喷涂组件8设置于X轴导轨7的一端，用于清洗和喷涂绝缘子串2。清洗喷涂组件8包括相对设置的两个可开合的半圆盘81、设置于半圆盘81上的多组喷头82，喷头82包括喷水喷头821、空气喷头822以及防污闪涂料喷头823，两个半圆盘81合闭时包裹绝缘子串2中的一个绝缘子片，因此在喷涂清洗时，不会出现涂料喷到空气中的情况，提高了材料利用率，并降低了对周围环境的污染。其中喷水喷头821用于喷水对绝缘子片进行清洗，空气喷头822则用于喷出空气对绝缘子片进行烘干，防污闪涂料喷头823用于对绝缘子片喷涂防污闪涂料，其中防污闪涂料可以RTV涂料。两个半圆盘81的开合控制方法及结构为常规控制。储料箱101包括储水箱、储防污闪涂料箱，喷水喷头821与储水箱之间、储防污闪涂料箱与防污闪涂料喷头823之间均通过对应的连接管连接，并通过高压水泵或增压泵提供动力，空气喷头822通过对应的连接管与高压气泵连接，高压气泵设置于移动组件10上。半圆盘81与绝缘子接触的边缘设置有凹槽，凹槽的上下两侧均设置有喷头82，喷头82沿半圆盘81的圆周等间距分布，且与绝缘子的倾角为90°，设置两个开合半圆盘81，分别对悬挂绝缘子串进行180°喷涂，两个开合半圆盘合起来即完成对绝缘子片360°的清洗、吹干、喷涂。集清洗、吹干、喷涂、散料回收四种功能于一体，实现了悬挂绝缘子串在不拆卸的情况下对其外表面进行自动清洗、吹干、RTV涂料喷涂作业，而且喷涂清洗更加均匀，具体的，两个开合半圆盘81的开合机构可以采用电动夹爪的原理将绝缘子片进行夹住。

请参照图4，角度调节组件9设置于清洗喷涂组件8与X轴导轨7之间，用于调节清洗喷涂组件8的清洗角度；角度调节组件9包括步进电机91以及设置于步进电机91输出轴上的转动轴92，转动轴92的侧面与清洗喷涂组件8连接。由于在实际工作过程中，绝缘子串2存在一定的弧度，在喷涂清洗时需要对清洗喷涂组件8进行角度调节，才能对绝缘子片进行充分的喷涂与清洗，本实施例中，通过步进电机91带动转动轴92转动来实现对清洗喷涂组件8的角度调节。具体实施时，可以设置两个角度调节组件9，两个角度调节组件9分别用于调节两个半圆盘81的角度，在安装时，两个角度调节组件9与X轴导轨之间可以设置一滚珠导轨副，用于调节两个角度调节组件9之间的相对距离，从而可以控制两个半圆盘81的开合，此设置仅仅为控制两个半圆盘81开合的一种设置方法。

移动组件10设置于地面上，移动组件10上设置有储料箱101，储料箱101通过连接管与清洗喷涂组件8连通。移动组件10可以带动整个装置移动，在不使用时可以将整个装置放置在移动组件10上，设备体积小巧，而且无需大型机械设备支撑，能够适应不同地区的绝缘子串的清洗。优选地，移动组件10为履带式小车，履带式小车可以适应不同的地形，提高了装置的适应性。

因不同电压等级，不同悬挂电气器件，所需悬挂绝缘子串中绝缘子片大小、数量、悬挂弧度都不相同，给整个机构调节带来了困难，延长了施工时间，提高了施工难度，因此，本发明还提供了一种控制方法，控制方法应用于上述的悬挂式绝缘子串清洗喷涂装置中，控制方法步骤如下：

获取绝缘子串的实际图像，图像的获取设备可采用摄像机、监控摄像头等装置进行获取。

使用卷积神经网络对实际图像进行处理，以获取各个绝缘子片在实际图像内的平面坐标；

使用深度学习网络对各个绝缘子片的平面坐标以及绝缘子片偏转角度进行处理，以获取悬挂式绝缘子串清洗喷涂装置作业时的调整参数(x，y，θ)；

根据调整参数，对X轴移动机构6、Y轴移动机构5、角度调节组件9进行调节以适应不同绝缘子片进行清洗和喷涂作业；

其中，x代表X轴移动机构6相对于基准位置数值，y代表Y轴移动机构5相对于基准位置数值，θ代表角度调节组件9相对于基准位置数值。

再一方面，本发明还提供了一种悬挂式绝缘子串清洗喷涂系统，包括：

图像获取模块，用于获取绝缘子串的实际图像；

图像处理模块，用于使用卷积神经网络对实际图像进行处理，以获取各个绝缘子片在图像内的平面坐标；

学习模块，用于使用深度学习网络对平面坐标以及绝缘子片偏转角度进行处理，以获取悬挂式绝缘子串清洗喷涂装置作业时的调整参数(x，y，θ)；

调节模块，用于根据调整参数，对X轴移动机构6、Y轴移动机构5、角度调节组件9进行调节以适应不同绝缘子片进行清洗和喷涂作业。

由于采用了卷积神经网络以及深度学习网络对绝缘子片在图像内的平面坐标以及作业时调整参数(x，y，θ)的映射关系进行了推理和转换，因此可快速、精确、平滑地调节清洗喷涂组件的相对位置进行作业。

通过上述技术方案，本发明提供了一种悬挂式绝缘子串清洗喷涂装置，实现了悬挂绝缘子串在不拆卸的情况下对其外表面进行自动清洗、吹干、喷涂作业。本装置自动化程度高，无需人工操作，减少了因作业人员失误而导致的产品质量不合格问题，喷涂均匀，绝缘子质量提高，减少了绝缘子因表面喷涂质量低而导致防污闪涂层提前老化、报废、退役问题，增强了电网的安全运行，减少了使用中潜在的安全隐患。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。