复合绝缘子广泛应用于轨道交通领域,其性能的好坏对于列车安全运行具有重要的影响。目前,轨道交通线路接触网及列车用绝缘子大都通过人工进行清洗,这种离线清洗方式需要投入大量的人力,劳动强度大,耗时长,清洗质量无法保证。此外,在整备作业现场,用于复合绝缘子性能等级测定的设备也很少,没有明确的复合绝缘子更换标准。基于此,本文旨在设计一套能够用于复合绝缘子自动清洗并实现复合绝缘子憎水性等级检测的装备,主要内容包括:(1)完成了复合绝缘子自动清洗装备总体设计。该系统主要由监控系统、复合绝缘子存放托盘系统、搬运机械手系统、清洗系统组成,各分系统均采用西门子S7-200PLC进行控制。开发了基于组态王的监控系统,确定了系统总体的控制时序;(2)完成了复合绝缘子存放转盘系统的设计。本文中转盘的设计目的是存放绝缘子和实现机械手臂定点搬运,机械手的物料搬运需要转盘的精确配合。由于机械误差及外来因素的影响,转盘需要实现一种闭环控制,转盘的闭环控制是通过PLC、步进电机、旋转编码器构建的,步进电机的输出通过旋转编码器进行采集,再将反馈信息上传到PLC的PID模块中进行误差的校正,实现精确的闭环控制。(3)完成了清洗机构的设计。清洗机构是系统的主体部分,清洗机构的设计主要包括清洗刷、升降机、上下限位机构、自动门、喷水系统、传动系统等部分,其目的是机械手臂将搬运过来的绝缘子放在升降机上,升降机在与上下限位的配合下将绝缘子固定在清洗工位上,通过各辅助机构的配合,最终完成绝缘子的清洗工作。(4)完成了搬运机械手系统的设计。机械手臂的设计目的是机器代人,实现自动清洗。本文所选用的机械手臂是圆柱坐标型3自由度机械手臂,其运动形式是分步式的先后动作,并计算了各个关节的轨迹函数,完成了机械手臂的路径规划工作。(5)设计了基于图像处理的复合绝缘子憎水性等级检测系统。复合绝缘子憎水性检测是判断绝缘子好坏的重要手段,该方法受环境的干扰很大,本文所设计的清洗装置是一个相对封闭的空间,受外界环境的干扰较小,所以可以将检测系统集成到清洗系统中去,完善了系统的功能。本文采用了喷水分级法和改进的形状因子法相结合的憎水性检测方法,并设计了检测系统的上位机界面。