一种自动分合闸机器人及其分合闸方法与流程

本发明涉及高压电设备控制技术领域，特别是涉及一种自动分合闸机器人及其分合闸方法。

背景技术：

变电站内有大量高压设备。当高压设备出现故障，主控室无法断开开关时，若断开高压设备的上级开关影响范围过大。而人工现场操作存在诸如开关爆炸，电弧烧伤等重大事故风险。同时，变电站内设备众多，维护工作量大，人员投入多，机械重复性巡检工作多。因此，行业内急需研发一种可在远程控制下对高压设备进行自动分合闸操作的机器人。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述问题，本发明提供一种自动分合闸机器人及其分合闸方法。

本申请的具体方案如下：

一种自动分合闸机器人，包括：行进车、360度旋转架、图像采集设备、行迹线数据采集设备、机械摇杆、适配操作头和处理器；行进车内部设置有处理器，360度旋转架设置在行进车的上表面，图像采集设备、机械摇杆和适配操作头均设置在360度旋转架上，行迹线数据采集设备设置行进车的前表面，图像采集设备、行迹线数据采集设备、机械摇杆、360度旋转架、适配操作头均和处理器连接。

优选地，所述360度旋转架包括：升降圆柱、升降台、立体块、纵向滑轨和横向滑轨；升降圆柱的下端固定在行进车上，升降台固定在升降圆柱的上端，立体块滑动连接在纵向滑轨内，纵向滑轨垂直滑动连接在横向滑轨上，横向滑轨固定在横向滑轨升降台的上表面。

优选地，图像采集设备、机械摇杆和适配操作头均设置在立体块上。

优选地，行进车的底部设置有滑轮。

优选地，图像采集设备为摄像头，行迹线数据采集设备为红外光电发射接收装置。

一种自动分合闸机器人的分合闸方法，包括：

s1，处理器的wifi接口接收用户的行进至目标机柜的指令；处理器获取行迹线数据采集设备采集的行迹线数据；所述行进至目标机柜的指令包括目标机柜的编号和位置信息；

s2，处理器根据行迹线数据定位，并结合目标机柜的位置信息判断行进路径，生成驱动指令后控制行进车行进；

s3，行进车行进到目标机柜的前方后，处理器通过图像采集设备获取机柜面板的图像数据，根据所述图像数据确定对准位置；

s4，处理器根据对准位置控制360度旋转架进行位置调整，直到适配操作头对准机柜的高压闸开关；处理器控制适配操作头对机柜的高压闸开关进行自动的开合闸操作。

优选地，步骤s3之后还包括：处理器根据对准位置控制360度旋转架进行位置调整，直到机械摇杆对准机柜上的摇杆孔；处理器控制机械摇杆插入摇杆孔，从而将高压小车摇入安装或者将高压小车摇出分离。

优选地，还包括：处理器的wifi接口接收用户的遥控指令，并根据遥控指令控制行进车行进，所述遥控指令包括：前进、后退、左转、右转中的至少一种。

优选地，还包括：处理器的wifi接口接收用户的自动巡检指令，处理器获取行迹线数据采集设备采集的行迹线数据，根据行迹线数据进行定位，结合预设路线判断行进路径，处理器控制行进车按预设路线进行逐站巡检。

优选地，还包括：巡检过程中，图像采集设备采集机柜上的仪器数据、仪表数据、指示灯和环境数据，并发送到处理器，处理器对仪器数据、仪表数据、指示灯、环境数据进行处理并判断，若超过预设报警门限，则通过wifi接口上报巡检异常至用户。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本方案提供一种自动分合闸机器人，该机器人通过处理器的wifi接口接收用户的行进至目标机柜的指令，处理器获取行迹线数据采集设备采集的行迹线数据，能自动行进到目标机柜的前方，处理器通过图像采集设备获取机柜面板的图像数据进行位置精确调整，进而能实现远程控制适配操作头对机柜的高压闸开关的自动开合闸操作，或者远程控制机械摇杆插入摇杆孔，从而将高压小车摇入机柜内或者将高压小车分离出机柜，可适应不同型号的高压设备，避免了高压设备故障时，人工现场操作的事故风险。此外，采用适配操作头设计，可通过替换操作头适配各种不同的设备，提高机器人的通用性。最后采用高清摄像机自动巡检，可对变电站各设备长时间巡检，解决设备多、维护工作量大、人员投入多的问题。

附图说明

图1为本发明的自动分合闸机器人的示意性结构图。

图2为本发明的自动分合闸机器人分合闸方法的示意性流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1、一种自动分合闸机器人，包括：行进车1、360度旋转架、图像采集设备6、行迹线数据采集设备11、机械摇杆4、适配操作头5和处理器10；行进车1内部设置有处理器10，360度旋转架设置在行进车1上，图像采集设备6、机械摇杆4和适配操作头5均设置在360度旋转架上，行迹线数据采集设备11设置行进车1的前表面，图像采集设备6、行迹线数据采集设备11、机械摇杆4、360度旋转架、适配操作头5均和处理器10连接。

需要说明的是，所述自动分合闸机器人还包括供电电池。供电电池和行进车1、360度旋转架、图像采集设备6、行迹线数据采集设备11、机械摇杆4、适配操作头5、处理器10均连接，用于对其供电。

在本实施例，所述360度旋转架包括：升降圆柱2、升降台3、立体块7、纵向滑轨8和横向滑轨9；升降圆柱2的下端固定在行进车1上，升降台3固定在升降圆柱2的上端，立体块7滑动连接在纵向滑轨8内，纵向滑轨8垂直滑动连接在横向滑轨9上，横向滑轨9固定在横向滑轨9升降台3的上表面。图像采集设备6、机械摇杆4和适配操作头5均设置在立体块7上。升降圆柱2可升降和360度可旋转，升降圆柱2通过升降台3带动立体块7升降和360度可旋转，进而带动图像采集设备6、机械摇杆4和适配操作头5升降和360度可旋转。立体块7在纵向滑轨8内滑动实现纵向(前后)滑动。纵向滑轨8连同立体块7在横向滑轨9上滑动，实现横向(左右)滑动。

在本实施例，行进车1的底部设置有滑轮12。行进车1在处理器10的控制下滑动行进。

在本实施例，图像采集设备6为摄像头，行迹线数据采集设备11为红外光电发射接收装置。

在本实施例，所述处理器10为树莓派4代raspberrypi4b。

参见图2、上述自动分合闸机器人的分合闸方法，包括：

s1，处理器10的wifi接口接收用户的行进至目标机柜的指令；处理器10获取行迹线数据采集设备11采集的行迹线数据；所述行进至目标机柜的指令包括目标机柜的编号和位置信息；

s2，处理器10根据行迹线数据定位，并结合目标机柜的位置信息判断行进路径，生成驱动指令后控制行进车1行进；

步骤s1和s2实现了自动分合闸机器人自主行进功能，用户只需要发送行进指令，自动分合闸机器人就能行进到目标机柜。在本实施例，所述分合闸方法被动行进功能，具体地，被动行进的步骤为：处理器10的wifi接口接收用户的遥控指令，并根据遥控指令控制行进车1行进，所述遥控指令包括：前进、后退、左转、右转中的至少一种。

s3，行进车1行进到目标机柜的前方后，处理器10通过图像采集设备6获取机柜面板的图像数据，根据所述图像数据确定对准位置；

s4，处理器10根据对准位置控制360度旋转架进行位置调整，直到适配操作头5对准机柜的高压闸开关；处理器10控制适配操作头5对机柜的高压闸开关进行自动的开合闸操作；步骤s3之后还包括：

处理器10根据对准位置控制360度旋转架进行位置调整，直到机械摇杆4对准机柜上的摇杆孔；处理器10控制机械摇杆4插入摇杆孔，从而将高压小车摇入安装或者将高压小车摇出分离。

具体的，处理器10通过图像采集设备6获取机柜面板图像，根据机柜面板所粘贴的辅助定位标识确定对准位置，从而控制纵向滑轨8、升降圆柱2、横向滑轨9、进行滑动或升降旋转动作，并重复这一过程，直到适配操作头5对准机柜高压闸开关(分合闸操作时)或机械摇杆4对准机柜的摇杆孔。此外，用户还可以使用遥控手动操作360度旋转架，若打开设备辅助对准功能，当手动控制360度旋转架到达即将对准范围时，360度旋转架将进行自动辅助对准，提高对准精度，辅助对准完成后，对准完成指示灯亮。

其中，适配操作头5可根据不同的高压机柜闸开关更换对应的操作头，适配操作头5在处理器10的控制下对高压机柜闸开关进行分合闸操作；机械摇杆4可根据不同的机柜的摇杆孔直径更换对应的摇杆头，机械摇杆4在处理器10的控制下对高压小车进行摇入安装和摇出分离的操作，同时机械摇杆4具有操作阻停功能，碰到阻碍(或到行程顶端)可自动停止，防止对设备造成损坏。其中遇阻停是指，机械摇杆4在摇入摇杆孔时，如果遇到障碍转不动了，或者已经摇到头转不动了，会自动切断带阻停功能的电机的信号，停止继续加力旋转，造成设备损坏。可在处理器10上设置阻停门限，防止损坏设备。其中高压小车是高压机柜内部的一个部件，使用机械摇杆进行摇入安装和摇出分离。

在本实施例，所述分合闸方法还包括：处理器10的wifi接口接收用户的遥控指令，并根据遥控指令控制行进车1行进，所述遥控指令包括：前进、后退、左转、右转中的至少一种。

在本实施例，所述分合闸方法还包括：处理器10的wifi接口接收用户的自动巡检指令，处理器10获取行迹线数据采集设备11采集的行迹线数据，根据行迹线数据进行定位，结合预设路线判断行进路径，处理器10控制行进车1按预设路线进行逐站巡检。巡检过程中，图像采集设备6采集机柜上的仪器数据、仪表数据、指示灯和环境数据，并发送到处理器10，处理器10对仪器数据、仪表数据、指示灯、环境数据进行处理并判断，若超过预设报警门限，则通过wifi接口上报巡检异常至用户。

本实施例的wifi接口集成在处理器10内，用户可通过无线通信向处理器10发送控制命令或者任务。控制命令包括行进车1的前进、后退、左转向、右转向、横向滑轨9滑动、纵向滑轨8滑动、升降圆柱2升降及旋转、分合闸操作、机械摇杆4摇入摇入操出等；任务包括自动行进至目标机柜、面板自动定位、自动巡检等。同时用户可通过wifi接口从处理器10接收从图像采集设备6获取的图像数据及从红外光电传感器获取的行迹线数据等。

综上，本方案的自动分合闸机器人通过处理器10的wifi接口远程控制机器人进行摇入安装及摇出分离操作，对高压设备进行分合闸操作，可适应不同型号的高压设备，并且所有机械操作均具有阻停功能，同时该机器人具有自动巡检、采集环境数据的功能。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。