CN102749609B - 一种电能表检定系统及其电能表检定机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电能表检定机器人，包括：底盘；设置于所述底盘上，用于取放电能表周转箱的电能表周转箱取放机构；用于取放并检定电能表的机械手；设置于所述底盘上，用于控制所述机械手位置的机械臂，所述机械手设置于所述机械臂远离所述底盘的一端。通过电能表周转箱取放机构将电能表周转箱放置于底盘上，再通过机械臂控制机械手，将电能表由电能表周转箱取出并放置于电能表检定工位进行检定，检定完成后再将电能表放回电能表周转箱内。本发明实施例提供的电能表检定机器人，通过自动取放电能表并对其进行检定，有效提高了电能表检定速度，降低了人工劳动强度，从而提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及电能表检定设备技术领域，特别涉及一种电能表检定系统及其电能表检定机器人。
背景技术
随着智能电网的建设，以及一户一表的改造，电能表需求量急剧上升，根据国家计量法律规定，为了保证电能表的准确性，需要定期对电能表进行检定。
目前，无论是电能表的生产企业还是电能表检定机构，电能表的检定过程均采用人工方式完成，电能表检定大多都是靠人工操作，完成表箱拆分、重组、挂表、取表和检定的操作，这种人工操作的方法需要大量劳动力，且工作效率低，检定质量不一致，难以满足社会对电能表检定的需求，也难以适应检定工厂化、规模化生产的需要。
因此，如何提高电能表检定速度，降低人工劳动强度，提高工作效率，是本领域人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种电能表检定机器人，以提高电能表检定速度，降低人工劳动强度，进而提高工作效率。本发明还提供了一种具有上述电能表检定机器人的电能表检定系统。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供了一种电能表检定机器人，包括：
底盘；
设置于所述底盘上，用于取放电能表周转箱的电能表周转箱取放机构；
用于取放并检定电能表的机械手；
设置于所述底盘上，用于控制所述机械手位置的机械臂，所述机械手设置于所述机械臂远离所述底盘的一端。
优选地，还包括与所述底盘、所述电能表周转箱取放机构、所述机械手及所述机械臂通信连接的控制柜。
优选地，所述控制柜具有用于发送控制信号的控制部件和用于提供电能的供能装置，且所述控制部件与所述供能装置均与所述底盘、所述电能表周转箱取放机构、所述机械手及所述机械臂通过线缆连接。
优选地，所述控制柜具有用于发送控制信号的控制部件，所述控制部件与所述底盘、所述电能表周转箱取放机构、所述机械手及所述机械臂无线通信连接；所述底盘内设置有用于提供电能的供电装置。
优选地，所述供电装置为蓄电池，所述控制柜上设置有用于向所述蓄电池充电的充电装置。
优选地，所述电能表周转箱取放机构包括：
用于夹持电能表周转箱的伸缩夹持单元；
与所述伸缩夹持单元连接，用于对所述伸缩夹持单元进行升降的升降单元。
优选地，所述伸缩夹持单元包括：
分别用于夹持电能表周转箱两侧的两个夹持组件，两个所述夹持组件的夹持方向相向布置；
与所述升降单元连接，用于驱动所述夹持组件伸缩运动的伸缩承载组件。
优选地，所述伸缩承载组件包括两个承载臂和固定连接两个所述承载臂同侧端的支撑架；两个所述夹持组件可同步滑动的分别设置于两个所述承载臂上。
优选地，所述承载臂包括：
与所述夹持组件滑动配合的壳体，所述壳体与所述支撑架滑动连接；
用于抻拉所述夹持组件相对于所述壳体滑动的抻拉绳；
所述抻拉绳的两端与所述支撑架固定连接；
驱动所述壳体与所述支撑架相对滑动的驱动单元。
优选地，所述驱动单元包括：
设置于所述壳体上的齿条；
设置于所述支撑架上，与所述齿条啮合的传动齿轮；
用于驱动所述传动齿轮转动的滑动第一驱动装置。
优选地，所述支撑架的顶端设置有固定滑块，所述固定滑块与所述壳体下端设置的滑动轨道配合滑动。
优选地，所述夹持组件包括：
设置于所述承载臂上的箱夹座；
设置于所述箱夹座内，分别夹持所述电能表周转箱前后面的两个卡紧单元。
优选地，所述卡紧单元包括：
设置于所述箱夹座内的第一驱动装置；
设置于所述箱夹座内，通过所述第一驱动装置的驱动作用沿所述箱夹座内部滑动的滑块；
一端与所述滑块铰接的铰接杆；
所述铰接杆的另一端与用于抵住电能表周转箱的卡爪铰接；
所述箱夹座上设置有用于收纳所述卡爪的收纳槽。
优选地，所述升降单元包括：
支座；
设置于所述支座上的丝杆，所述伸缩夹持单元上设置有与所述丝杆螺纹配合的升降螺母；
设置于所述丝杆顶端，用于与所述底盘固定连接的固定基座；
所述固定基座与所述伸缩夹持单元沿所述丝杆延伸方向滑动配合；
设置于所述支座上，用于驱动所述丝杆转动的驱动部件。
优选地，所述固定基座上固定有升降滑块，所述伸缩夹持单元上设置有与所述升降滑块配合的升降滑道。
优选地，所述机械手包括：
基座；
设置于所述基座上，用于夹持IC卡和电能表的一体爪；
设置于所述基座上，用于开关电能表编程盖的翻盖装置；
设置于所述基座上，用于拧钉及按压编程按钮的拧钉装置。
优选地，所述一体爪包括：
分别用于夹持IC卡和电能表两侧的第一夹持手指和第二夹持手指；
与所述基座固定连接，用于驱动所述第一夹持手指和所述第二夹持手指夹持运动的第二驱动装置。
优选地，所述第一夹持手指的一端设置有第一IC卡夹持端，另一端设置有第一电能表夹持端；
所述第二夹持手指一端设置有与所述第一IC卡夹持端配合夹持IC卡的第二IC卡夹持端，另一端设置有与所述第一电能表夹持端配合夹持电能表的第二电能表夹持端。
优选地，所述拧钉装置包括：
与所述电能表编程盖上的螺钉相适配的螺丝刀；
固定设置于所述基座上，用于驱动所述螺丝刀旋转的驱动元件；
与所述一体爪卡扣连接，用于支撑所述螺丝刀的支撑部件。
优选地，所述翻盖装置包括：
用于吸附电能表编程盖的吸盘；
与所述基座连接的固定臂；
一端与所述固定臂铰接的旋转臂；
与所述旋转臂另一端铰接的连接臂，所述吸盘固设于所述连接臂远离所述旋转臂的一端。
优选地，所述机械手还包括：
设置于所述基座上，用于检定电能表红外通信功能的红外通讯装置；
设置于所述基座上，用于采集电能表信息的视频采集器。
优选地，所述机械手还包括设置于所述基座上的保护盖，所述保护盖上设置有用于与机械臂连接的连接端。
优选地，所述机械臂包括：
与所述底盘转动连接的第一连接端；
一端与所述第一连接端铰接的第一连接臂；
与所述第一连接臂的另一端铰接的第二连接端；
与所述第二连接端转动连接的第二连接臂；
与所述第二连接臂铰接的第三连接端，所述第三连接端与所述机械手转动连接。
优选地，还包括与所述底盘滑动配合，用于使所述底盘定向移动的轨道。
本发明还提供了一种电能表检定系统，包括具有电能表检定工位的电能表检定台，还包括如上述任一项所述的电能表检定机器人，所述电能表检定机器人与所述电能表检定台相配合。
从上述的技术方案可以看出，本发明提供的电能表检定机器人，包括：底盘；设置于所述底盘上，用于取放电能表周转箱的电能表周转箱取放机构；设置于所述底盘上的机械臂；设置于所述机械臂远离所述底盘的一端，用于取放并检定电能表的机械手。通过电能表周转箱取放机构将电能表周转箱放置于底盘上，再通过机械臂控制机械手，将电能表由电能表周转箱取出并放置于电能表检定工位进行检定，检定完后再将电能表放回电能表周转箱内。通过本发明实施例提供的电能表检定机器人，通过自动取放电能表并对其进行检定，有效提高了电能表检定速度，降低了人工劳动强度，从而提高了工作效率。
本发明提供的电能表检定系统，由于具有上述电能表检定机器人，使得上述电能表检定系统具有与上述电能表检定机器人同样的技术效果，在此不再一一介绍。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的电能表检定机器人的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的电能表检定机器人的爆炸示意图；
图3为本发明实施例提供的电能表检定机器人夹取电能表周转箱的工作示意图；
图4为本发明实施例提供的电能表检定机器人夹取电能表周转箱内的电能表的工作示意图；
图5为本发明实施例提供的电能表检定机器人检定电能表的工作示意图；
图6为本发明实施例提供的电能表周转箱取放机构的工作示意图；
图7为本发明实施例提供的电能表周转箱取放机构的零点示意图；
图8为本发明实施例提供的伸缩夹持单元的结构示意图；
图9为本发明实施例提供的伸缩夹持单元的爆炸图；
图10为本发明实施例提供的伸缩夹持单元的收缩结构示意图；
图11为本发明实施例提供的伸缩夹持单元的伸出结构示意图；
图12为本发明实施例提供的承载臂的爆炸图；
图13为本发明实施例提供的驱动单元及支撑架的爆炸图；
图14为本发明实施例提供的卡紧单元的分解示意图；
图15为本发明实施例提供的卡紧单元的收缩剖视图；
图16为本发明实施例提供的卡紧单元的工作剖视图；
图17为本发明实施例提供的升降单元的爆炸图；
图18为本发明实施例提供的升降单元的结构示意图；
图19为本发明实施例提供的机械手的结构示意图；
图20为本发明实施例提供的机械手的爆炸示意图；
图21为本发明实施例提供的一体爪的结构示意图；
图22为本发明实施例提供的机械手夹取电能表的工作示意图；
图23为本发明实施例提供的机械手夹取IC卡的工作示意图；
图24为本发明实施例提供的机械手拧钉的工作示意图；
图25为本发明实施例提供的翻盖装置的结构示意图；
图26为本发明实施例提供的机械手翻盖及按压编程按钮的工作示意图；
其中，A-底盘，B-电能表周转箱取放机构，B1-夹持组件，B11-箱夹座，B12-卡紧单元，B121-第一驱动装置，B122-滑块，B123-铰接杆，B124-卡爪，B13-导向滑块，B14-第一检测传感器，B2-承载臂，B21-壳体，B22-抻拉绳，B23-驱动单元，B231-齿条，B232-传动齿轮，B233-滑动驱动装置，B24-固定滑块，B25-滑动轨道，B26-导向轨，B27-第一滑轮，B28-第二滑轮，B3-支撑架，B31-升降滑道，B32-第二检测传感器，B4-第三检测传感器，B5-支座，B6-丝杆，B7-升降螺母，B8-固定基座，B81-升降滑块，B9-驱动部件，B 10-第四检测传感器，C-机械臂，D-机械手，D1-基座，D2-一体爪，D21-第一夹持手指，D22-第二夹持手指，D23-第二驱动装置，D3-翻盖装置，D31-吸盘，D32-固定臂，D33-旋转臂，D34-连接臂，D4-拧钉装置，D5-红外通讯装置，D6-视频采集器，D7-保护盖，E-控制柜，F-轨道，G-电能表周转箱，K-电能表，L-IC卡。
具体实施方式
本发明公开了一种电能表检定机器人，以提高电能表检定速度，降低人工劳动强度，进而提高工作效率。本发明还提供了一种具有上述电能表检定机器人的电能表检定系统。
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，所描述的实施例仅仅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做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。
请参考图1和图2，图1为本发明实施例提供的电能表检定机器人的结构示意图；图2为本发明实施例提供的电能表检定机器人的爆炸示意图。
本发明实施例提供了一种电能表检定机器人，包括：底盘A；设置于底盘A上，用于取放电能表周转箱的电能表周转箱取放机构B；用于取放并检定电能表的机械手D；设置于底盘A上，用于控制机械手D位置的机械臂C，机械手D设置于机械臂C远离底盘A的一端。
本发明实施例提供的电能表检定机器人，通过电能表周转箱取放机构B将电能表周转箱放置于底盘A上，再通过机械臂C控制机械手D，将电能表由电能表周转箱取出并放置于电能表检定工位进行检定，检定完成后再将电能表放回电能表周转箱内。通过本发明实施例提供的电能表检定机器人，通过自动取放电能表并对其进行检定，有效提高了电能表检定速度，降低了人工劳动强度，从而提高了工作效率。
为了实现自动化检定电能表的目的，本发明实施例提供的电能表检定机器人还可包括与底盘A、电能表周转箱取放机构B、机械手D及机械臂C通信连接的控制柜E。
优选地，控制柜E具有用于发送控制信号的控制部件和用于提供电能的供能装置，且控制部件与供能装置均与底盘A、电能表周转箱取放机构B、机械手D及机械臂C通过线缆连接。
在本发明实施例提供的电能表检定机器人工作过程中，通过控制柜E的控制部件与底盘A、电能表周转箱取放机构B、机械手D及机械臂C通过线缆达到通信连接并发送控制信号的作用，进而完成控制底盘A、电能表周转箱取放机构B、机械手D及机械臂C对电能表及电能表周转箱进行相应的操作，而控制柜E的供能装置则向底盘A、电能表周转箱取放机构B、机械手D及机械臂C提供运动能源。即通过线缆与控制柜E的连接，完成了向底盘A、电能表周转箱取放机构B、机械手D及机械臂C功能及发送控制信号的作用。
请参考图3、图4和图5，图3为本发明实施例提供的电能表检定机器人夹取电能表周转箱的工作示意图；图4为本发明实施例提供的电能表检定机器人夹取电能表周转箱内的电能表的工作示意图；图5为本发明实施例提供的电能表检定机器人检定电能表的工作示意图。
优选将底盘A设置为一个自主移动平台，底盘A通过线缆与控制柜E相连从而实现了对底盘A的供电及通信，通过底盘A的移动完成将本发明实施例提供的电能表检定机器人靠近电能表周转箱放置位置及电能表检定工位的动作；在底盘A靠近电能表周转箱放置位置后，控制柜E通过线缆与电能表周转箱取放机构B建立通信连接，使得电能表周转箱取放机构B在控制柜E的控制下对电能表周转箱进箱夹取；控制柜E通过线缆与机械手D及机械臂C建立通信连接，可以通过控制机械臂C使机械手D靠近电能表周转箱进箱中的电能表，并控制机械手D对其进行夹取；通过控制柜E控底盘A的移动，使本发明实施例提供的电能表检定机器人靠近电能表检定工位，并通过控制机械手D及机械臂C共同作用完成将电能表放置于检定工位的动作，并对电能表进行检定。
由上可知，控制柜E控制机械手D及机械臂C共同作用将检定后的电能表放回电能表周转箱，再通过电能表周转箱取放机构B将电能表周转箱放回指定的电能表周转箱放置位置，在此不再详细介绍。
也可以使控制柜E具有用于发送控制信号的控制部件，控制部件与底盘A、电能表周转箱取放机构B、机械手D及机械臂C无线通信连接；底盘A内设置有用于提供电能的供电装置。具体的供电装置可以为蓄电池，并通过内部布置电线使供电装置向底盘A、电能表周转箱取放机构B、机械手D及机械臂C提供电能。需要说明的使，为了使装置简化，本实施例提供的供电装置设置于底板A内，也可设置多个供能装置，分别向底盘A、电能表周转箱取放机构B、机械手D及机械臂C供能。
优选地，供电装置选用蓄电池，控制柜E上设置有用于向蓄电池充电的充电装置。在蓄电池需要充电时，使电能表检定机器人移动到控制柜E附近并时蓄电池与充电装置连接进行充电。
还可以使控制柜E具有用于发送控制信号的控制部件和用于提供电能的供能装置，控制部件与底盘A、电能表周转箱取放机构B、机械手D及机械臂C无线通信连接，供能装置与底盘A、电能表周转箱取放机构B、机械手D及机械臂C通过线缆连接供能；或者使控制柜E具有用于发送控制信号的控制部件并在底盘A上设置供能装置，控制部件与底盘A、电能表周转箱取放机构B、机械手D及机械臂C通过线缆达到通信连接并发送控制信号的作用，且均在保护范围之内。
本发明实施例提供的电能表周转箱取放机构B包括：用于夹持电能表周转箱的伸缩夹持单元；与伸缩夹持单元连接，用于对伸缩夹持单元进行升降的升降单元。
如图3所示，在夹持过程中，通过伸缩动作使夹持端伸入电能表周转箱放置位置对电能表周转箱G进行夹持，再通过收缩动作使电能表周转箱G水平运动；在对电能表周转箱G进行水平取放后，通过升降单元的升降运动完成对电能表周转箱G的竖直运动，进而将电能表周转箱G放入指定工位。通过升降单元与伸缩夹持单元的配合动作，完成电能表周转箱G的取放动作，避免了人工手动操作，极大的降低了人工劳动力，提高了工作效率。
上述指定工位是指设置于底盘A上，用于放置电能表周转箱G的操作平台。由于机械臂C设置于底盘A上且机械臂C同时与机械手D连接，将电能表周转箱G上放置于底盘A上，便于机械手D取放设置于电能表周转箱G内的电能表。
需要说明的是，电能表周转箱取放机构B可以一次取放一个电能表周转箱G，也可一次取放多个电能表周转箱G，以取放两个电能表周转箱G为例，电能表周转箱取放机构B的伸缩夹持单元夹持由上至下摆放的电能表周转箱堆放处的第二个电能表周转箱G，即取放过程中堆放于第二个电能表周转箱G上的第一个电能表周转箱G也一起完成取放操作。
请参考图6和图7，伸缩夹持单元包括：分别用于夹持电能表周转箱两侧的两个夹持组件B1，两个夹持组件B1的夹持方向相向布置；与升降单元连接，用于驱动夹持组件B1伸缩运动的伸缩承载组件。在夹持过程中，通过伸缩承载组件的伸出动作将两个夹持组件B1伸到电能表周转箱两侧，通过两个夹持方向相向布置的夹持组件B1，将电能表周转箱夹持在两个夹持组件B1中间，通过伸缩承载组件的收缩动作完成电能表周转箱的水平位置的取放。通过设置分别用于夹持电能表周转箱两侧的两个夹持组件B1，使得伸缩夹持单元在夹持电能表周转箱的过程中对电能表周转箱的夹持平稳性提高。
也可以只设置一个夹持组件B1，对应该夹持组件B1的夹持方向设置延伸臂，通过夹持组件B1的夹持动作，使电能表周转箱夹持在夹持组件B1与延伸臂之间，同样达到对电能表周转箱的夹持效果。
如图8所示，伸缩承载组件包括两个承载臂B2和固定连接两个承载臂B2同侧端的支撑架B3；两个夹持组件B1可同步滑动的分别设置于两个承载臂B2上。通过两个夹持组件B1的同步滑动，可以达到同时夹持住电能表周转箱两侧的效果，避免在夹持过程中电能表周转箱的位置偏移。
也可以只设置B1个承载臂B2，将两个夹持组件1通过第三部件连接，并使第三部件与承载臂2可滑动的连接，以达到同样的效果。
如图9所示，承载臂B2包括：与夹持组件B1滑动配合的壳体B21，壳体B21与支撑架B3滑动连接；用于抻拉夹持组件B1相对于壳体B21滑动的抻拉绳B22；抻拉绳B22的两端与支撑架B3固定连接；驱动壳体B21与支撑架B3相对滑动的驱动单元B23。
请参考图10和图11，图10为本发明实施例提供的伸缩夹持单元的收缩结构示意图；图11为本发明实施例提供的伸缩夹持单元的伸出结构示意图。
抻拉绳B22与夹持组件B1的尾端固定连接，其两端与支撑件B3固定，形成一个环绕夹持组件B1的环状结构，当驱动单元B23驱动壳体B21相对于支撑架B3滑动时，由于抻拉绳B22的两端与支撑架B3固定不动，使得由抻拉绳B22构成的环状结构向壳体B21移动方向滚动，进而带动夹持组件B1的尾端在壳体B21内滑动，完成夹持组件B1的伸缩动作。
本发明实施例中，驱动单元B23包括：设置于壳体B21上的齿条B231；设置于支撑架B3上，与齿条B231啮合的传动齿轮B232；用于驱动传动齿轮B232转动的滑动第一驱动装置B233。如图12和图13所示，滑动第一驱动装置B233带动传动齿轮B232转动，由于传动齿轮B232与壳体B21上的齿条B231啮合，进而带动壳体B21相对于传动齿轮B232运动，由于传动齿轮B232设置于支撑架B3上，使得壳体B21相对于支撑架B3水平滑动。
在本实施例中，滑动第一驱动装置B233由电动机和齿轮传动杆组成。为了达到伸缩承载组件的两个承载臂B2的伸缩同步，采用同一个电动机对两个承载臂B2进行驱动。如图13所示，电动机驱动与之相连的横向布置的驱动杆转动，驱动杆两端分别设置有两个第一斜齿轮，两个第一斜齿轮分别与与其对应的竖直设置的传动杆底端的第二斜齿轮啮合传动，从而带动传动杆转动，而传动杆顶端设置的齿轮与传动齿轮B232啮合，从而达到驱动作用。
为了使壳体B21与支撑架B3的滑动稳定性提高，支撑架B3的顶端设置有固定滑块B 24，固定滑块B24与壳体B21下端设置的滑动轨道B25配合滑动。
如图12和图14所示，为了提高夹持组件B1与壳体B21的相对滑动性，夹持组件B1上设置有导向滑块B13，壳体B21内设置有与导向滑块B13配合滑动的导向轨B26。
优选地，还包括两个分别设置于壳体B21两端，与抻拉绳B22配合接触的滑轮。为了使夹持组件B1相对于壳体B21的伸缩动作更为顺畅，壳体B21两端分别固定直径较小的第一滑轮B27和直径较大的第二滑轮B28，第一滑轮B27设置于壳体B21的靠近夹持组件B1的前端，另一端设置第二滑轮B28，这种设置方式使得架设在第一滑轮B27和第二滑轮B28之间的抻拉绳B22倾斜设置，更有利于夹持组件B1相对于壳体B21的伸出动作，使夹取过程快速完成。
如图14所示，夹持组件B1包括：设置于承载臂B2上的箱夹座B11；设置于箱夹座B11内，分别夹持电能表周转箱前后面的两个卡紧单元B12。通过两个卡紧单元B12分别夹持电能表周转箱前后面，提高了夹持电能表周转箱的自由度，便于夹持过程的进行。
请参考图15和图16，图15为本发明实施例提供的卡紧单元的收缩剖视图；图16为本发明实施例提供的卡紧单元的工作剖视图。
为了进一步便于夹持过程的进行，本发明实施例提供的卡紧单元B12包括独立的第一驱动装置B121，第一驱动装置B121设置于箱夹座B11内；设置于箱夹座B11内，通过第一驱动装置B121的驱动作用沿箱夹座B11内部滑动的滑块B122；一端与滑块B122铰接的铰接杆B123；铰接杆B123的另一端与用于抵住电能表周转箱的卡爪B124铰接；箱夹座B11上设置有用于收纳卡爪B124的收纳槽。通过第一驱动装置B121的驱动作用，使滑块B122沿箱夹座B11内部滑动。由于滑块B122与铰接杆B123的一端铰接，铰接杆B123的另一端与卡爪B124铰接，通过滑块B122滑动带动铰接杆B123运动，使得卡爪B124与铰接杆B123的连接端移动，由于箱夹座B11上设置有收纳卡爪B124的收纳槽，在卡爪B124与铰接杆B123的连接端移动时，由于收纳槽的端壁阻挡卡爪B124沿滑块B122滑动方向移动，使得卡爪B124的自由端伸出收纳槽，抵住电能表周转箱，完成对电能表周转箱的夹持动作；当第一驱动装置B121带动滑块B122反方向滑动，通过铰接杆B123的铰接性能使卡爪B124收缩回箱夹座B11的收纳槽，完成对电能表周转箱的放置动作。
上述实施例中优选气缸作为第一驱动装置B121。
本发明实施例提供的伸缩夹持单元还包括设置于夹持组件B1上，用于检测电能表周转箱位置的第一检测传感器B14。由于电能表周转箱的安装位置均已被电能表检定装置记录下来，通过第一检测传感器B14作用，使检测到的信息与记录值进行对比，检测电能表周转箱是否存在，从而决定夹持过程是否进行，节省了工作时间，避免夹取过程中不必要的操作造成的工作时间的浪费。
如图13所示，支撑架B3上还设置有用于检测电能表周转箱的高低的第二检测传感器B32，由于电能表周转箱在电能表检定装置上的放置位置均已被电能表检定装置记录下来，通过第二检测传感器B32作用，使检测到的信息与记录值进行对比，确定电能表周转箱在电能表检测装置上的放置情况，以提高夹持过程的操作精确性。
为了使伸缩夹持单元可以完全收缩到零点位置，还可包括设置于支撑架B3顶端的第三检测传感器B4，用于对伸缩夹持单元的伸缩程度进行检测，当伸缩夹持单元完全收缩到零点位置后发出零位信号，以确保伸缩夹持单元的完全收缩。
请参考图17和图18，图17为本发明实施例提供的升降单元的爆炸图；图18为本发明实施例提供的升降单元的结构示意图。
如图17和图18所示，升降单元包括：支座B5；设置于支座B5上的丝杆B6，伸缩夹持单元上设置有与丝杆B6螺纹配合的升降螺母B7；设置于丝杆B6顶端，用于与底盘A固定连接的固定基座B8；固定基座B8与伸缩夹持单元沿丝杆B6延伸方向滑动配合；设置于支座B5上，用于驱动丝杆B6转动的驱动部件B9。由于固定基座B8与伸缩夹持单元沿丝杆B6延伸方向滑动配合，且固定基座B8与底盘A固定连接，有效避免了伸缩夹持单元的转动，使得伸缩夹持单元仅能沿丝杆B6延伸方向做升降运动；驱动部件B9启动后，使得丝杆B6转动，与丝杆B6螺纹配合的升降螺母B7做升降运动，带动伸缩夹持单元沿丝杆B6做升降运动。
也可以选用电动升降杆作为升降单元，将伸缩夹持单元固定于电动升降杆的顶端，通过电动升降杆的内外杆的伸缩动作带动伸缩夹持单元完成升降动作。
本发明实施例提供的电能表检定机器人中的升降单元设置于底盘A内部，通过其升降运动带动伸缩夹持单元完成升降操作，使电能表检定机器人的结构紧凑，进一步缩小了其体积空间，从而提升了其灵活性。
如图17所示，驱动部件B9为电动机，其输出端设置有驱动小齿轮，丝杆B6低端同轴设置有与驱动小齿轮啮合的驱动轮，通过电动机启动，带动驱动小齿轮转动，带动与之啮合的驱动轮转动，进而带动丝杆B6转动。
为了提高伸缩夹持单元的升降稳定性，固定基座B8上固定有升降滑块B81，伸缩夹持单元上设置有与升降滑块B81配合的升降滑道B31。在本实施例中，升降滑道B31设置于支撑架B3的支撑臂内侧。
为了在夹持完成后使升降单元可以准确收缩到零点位置，还包括设置于支座B5顶端的第四检测传感器B10，用于检测伸缩夹持单元与支座B5顶端的距离，当伸缩夹持单元降低到零点位置后，第四检测传感器B10发出零位信号，以确保升降单元的完全收缩。
请参考图19和图20，图19为本发明实施例提供的机械手的结构示意图；图20为本发明实施例提供的机械手的爆炸示意图。
本发明实施例提供的机械手D，包括：基座D1；设置于基座D1上，用于夹持IC卡和电能表的一体爪D2；设置于基座D1上，用于开关电能表编程盖的翻盖装置D3；设置于基座D1上，用于拧钉及按压编程按钮的拧钉装置D4。
本发明实施例提供的机械手D，将用于夹持IC卡和电能表的一体爪D2、用于开关电能表编程盖的翻盖装置D3和用于拧钉及按压编程按钮的拧钉装置D4均设置于基座D1上，使得该机械手D可以完成夹取电能表和IC卡及对翻开电能表编程盖并按压设置于电能表编程盖后的编程按钮的操作，进而方便对电能表进行数据设置，有效避免了人工操作的繁琐，极大的节省了人工操作需要的时间，提高了工作效率。
如图21所示，本发明实施例提供的一体爪D2包括：分别用于夹持IC卡和电能表两侧的第一夹持手指D21和第二夹持手指D22；与基座D1固定连接，用于驱动第一夹持手指D21和第二夹持手指D22夹持运动的第二驱动装置D23。需要说明的是，上述夹持运动即第一夹持手指D21和第二夹持手指D22相向或相背运动，从而完成IC卡和电能表夹取或放开的动作。
请参考图22和图23，图22为本发明实施例提供的机械手夹取电能表的工作示意图；图23为本发明实施例提供的机械手夹取IC卡的工作示意图。
本发明实施例中的第一夹持手指D21的一端设置有第一IC卡夹持端，另一端设置有第一电能表夹持端；第二夹持手指D22一端设置有与第一IC卡夹持端配合夹持IC卡L的第二IC卡夹持端，另一端设置有与第一电能表夹持端配合夹持电能表K的第二电能表夹持端。在电能表K取放过程中，第一夹持手指D21与第二夹持手指D22相向运动，使得第一夹持手指D21的第一电能表夹持端与第二夹持手指D22的第二电能表夹持端夹持电能表K从电能表周转箱中取出的动作，以便将电能表K放到指定位置上，然后通过第一夹持手指D21与第二夹持手指D22相背运动，完成第一电能表夹持端与第二电能表夹持端放开电能表K的动作，以便于对电能表K进行检定；在IC卡L取放过程中，同样使第一夹持手指D21与第二夹持手指D22相向运动，使得第一夹持手指D21的第一IC卡夹持端与第二夹持手指D22的第二IC卡夹持端夹持IC卡L从IC卡放置盒中取出，以便于对电能表K进行插卡检定，然后将IC卡L放回IC卡放置盒中，并通过第一夹持手指D21与第二夹持手指D22相背运动，使第一IC卡夹持端与第二IC卡夹持端放开IC卡L。
请参考图24，图24为本发明实施例提供的机械手拧钉的工作示意图。
拧钉装置D4包括：与电能表编程盖上的螺钉相适配的螺丝刀；固定设置于基座D1上，用于驱动螺丝刀旋转的驱动元件。在机械手进行拧钉操作时，机械手靠近电能表，使得螺丝刀与电能表编程盖D1上的螺钉配合接触，然后通过驱动元件驱动螺丝刀旋转，完成螺钉的拧松或拧紧。也可通过人工操作旋转螺丝刀。
优选电机作为本发明实施例中的驱动元件。
由于螺丝刀螺钉操作过程中，螺丝刀与驱动元件的连接端与其拧钉端有一段距离，在拧钉过程中容易产生晃动，以降低拧钉效果。为了减轻螺丝刀的晃动，拧钉装置D4还可包括与一体爪D2卡扣连接，用于支撑螺丝刀的支撑部件。优选将支撑部件与一体爪2的第二电能表夹持端卡扣连接。
请参考图25和图26，图25为本发明实施例提供的翻盖装置的结构示意图；图26为本发明实施例提供的机械手翻盖及按压编程按钮的工作示意图。
翻盖装置D3包括：用于吸附电能表编程盖K1的吸盘D31；与基座D1连接的固定臂D32；一端与固定臂D32铰接的旋转臂D33，旋转臂D33另一端与吸盘D31连接。优选销轴连接。在需要开启电能表编程盖K1时，使机械手移动到电能表K附近，控制D固定臂32与D旋转臂33发生相对转动，从而使与旋转臂D33连接的吸盘3D1与电能表编程盖K1贴合并相互挤压，由于吸盘D31受挤压后内部空气会减少，从而使得吸盘D31吸附于电能表编程盖K1上，再通过固定臂D32与旋转臂D33的相对转动带动吸盘D31远离电能表K，从而带动电能表编程盖K1翻开。
由于吸盘D31受挤压后内部空气会减少，从而使得吸盘D31吸附于电能表编程盖K1上，即吸盘D31的吸盘边缘需要与电能表编程盖K1贴合，避免外界空气由吸盘边缘进入吸盘D31而使吸盘D31与电能表编程盖K1吸附力消失。为了调整吸盘D31的吸盘边缘均与电能表编程盖K1的接触角度，以减少吸盘边缘与电能表编程盖K1产生缝隙而导致的相互脱落的情况发生，翻盖装置D3还可包括与旋转臂D33铰接的连接臂D34，吸盘D31设置于连接臂D34远离旋转臂D33的一端。通过连接臂D34与旋转臂D33的相对转动，可以通过进一步调整使吸盘D31的吸盘边缘与电能表编程盖K1相对平行的接触，减少了两者接触时产生的空隙，便于吸盘D31更好的吸附电能表编程盖K1。
如图26所示，为了进一步缩短操作时间，本发明实施例提供的机械手在翻开电能表编程盖K1时，即吸盘D31吸附住电能表编程盖K1的同时，使拧钉装置的螺丝刀对位于电能表编程盖K1覆盖部分的编程按钮进行按压操作，以便缩短操作时间，进一步提高了工作效率。
如图19和图20所示，本发明实施例提供的机械手还可包括设置于基座D1的红外通讯装置D5及设置于基座D1上的视频采集器D6。红外通讯装置D5用于检测电能表的红外通信功能；视频采集器D6用于采集电能表的信息，如电能表屏幕、铭牌、指示灯、电表轮廓等图像信息。
在本实施例中，还包括设置于基座D1上的保护盖D7，保护盖D7上设置有用于与机械臂C连接的连接端。
本发明实施例提供的机械臂C包括：与底盘A转动连接的第一连接端；一端与第一连接端铰接的第一连接臂；与第一连接臂的另一端铰接的第二连接端；与第二连接端转动连接的第二连接臂；与第二连接臂铰接的第三连接端，第三连接端与机械手D转动连接。通过这种设计，可以实现机械臂C在水平和竖直平面内均能实现360°调整，避免了控制机械手D运动时出现死角的情况发生，有效的提高了本发明实施例提供的电能表检定机器人的灵活性。
为了配合底盘A移动，还可包括与底盘A滑动配合，用于使底盘A定向移动的轨道F。底盘A底部还可以设置滚轮，通过人工推动或控制柜E控制完成移动位置的操作。
本发明实施例还提供了一种电能表检定系统，包括具有电能表检定工位的电能表检定台，还包括上述任一种的电能表检定机器人，该电能表检定机器人与电能表检定台相配合。由于具有上述电能表检定机器人，使得上述电能表检定系统具有与上述电能表检定机器人同样的技术效果，在此不再一一介绍。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (22)
1.一种电能表检定机器人，其特征在于，包括：
底盘(A)；
设置于所述底盘(A)上，用于取放电能表周转箱的电能表周转箱取放机构(B)，所述电能表周转箱取放机构(B)包括：用于夹持电能表周转箱的伸缩夹持单元；与所述伸缩夹持单元连接，用于对所述伸缩夹持单元进行升降的升降单元；
用于取放并检定电能表的机械手(D)；
设置于所述底盘(A)上，用于控制所述机械手(D)位置的机械臂(C)，所述机械手(D)设置于所述机械臂(C)远离所述底盘(A)的一端；
所述伸缩夹持单元包括：
分别用于夹持电能表周转箱两侧的两个夹持组件(B1)，两个所述夹持组件(B1)的夹持方向相向布置；
与所述升降单元连接，用于驱动所述夹持组件(B1)伸缩运动的伸缩承载组件；
所述伸缩承载组件包括两个承载臂(B2)和固定连接两个所述承载臂(B2)同侧端的支撑架(B3)；两个所述夹持组件(B1)可同步滑动的分别设置于两个所述承载臂(B2)上。
2.如权利要求1所述的电能表检定机器人，其特征在于，还包括与所述底盘(A)、所述电能表周转箱取放机构(B)、所述机械手(D)及所述机械臂(C)通信连接的控制柜(E)。
3.如权利要求2所述的电能表检定机器人，其特征在于，所述控制柜(E)具有用于发送控制信号的控制部件和用于提供电能的供能装置，且所述控制部件与所述供能装置均与所述底盘(A)、所述电能表周转箱取放机构(B)、所述机械手(D)及所述机械臂(C)通过线缆连接。
4.如权利要求2所述的电能表检定机器人，其特征在于，所述控制柜(E)具有用于发送控制信号的控制部件，所述控制部件与所述底盘(A)、所述电能表周转箱取放机构(B)、所述机械手(D)及所述机械臂(C)无线通信连接；所述底盘(A)内设置有用于提供电能的供电装置。
5.如权利要求4所述的电能表检定机器人，其特征在于，所述供电装置为蓄电池，所述控制柜(E)上设置有用于向所述蓄电池充电的充电装置。
6.如权利要求1所述的电能表检定机器人，其特征在于，所述承载臂(B2)包括：
与所述夹持组件(B1)滑动配合的壳体(B21)，所述壳体(B21)与所述支撑架(B3)滑动连接；
用于抻拉所述夹持组件(B1)相对于所述壳体(B21)滑动的抻拉绳(B22)；
所述抻拉绳(B22)的两端与所述支撑架(B3)固定连接；
驱动所述壳体(B21)与所述支撑架(B3)相对滑动的驱动单元(B23)。
7.如权利要求6所述的电能表检定机器人，其特征在于，所述驱动单元(B23)包括：
设置于所述壳体(B21)上的齿条(B231)；
设置于所述支撑架(B3)上，与所述齿条(B231)啮合的传动齿轮(B232)；
用于驱动所述传动齿轮(B232)转动的滑动第一驱动装置(B233)。
8.如权利要求6所述的电能表检定机器人，其特征在于，所述支撑架(B3)的顶端设置有固定滑块(B24)，所述固定滑块(B24)与所述壳体(B21)下端设置的滑动轨道(B25)配合滑动。
9.如权利要求1所述的电能表检定机器人，其特征在于，所述夹持组件(B1)包括：
设置于所述承载臂(B2)上的箱夹座(B11)；
设置于所述箱夹座(B11)内，分别夹持所述电能表周转箱前后面的两个卡紧单元(B12)。
10.如权利要求9所述的电能表检定机器人，其特征在于，所述卡紧单元(B12)包括：
设置于所述箱夹座(B11)内的第一驱动装置(B121)；
设置于所述箱夹座(B11)内，通过所述第一驱动装置(B121)的驱动作用沿所述箱夹座(B11)内部滑动的滑块(B122)；
一端与所述滑块(B122)铰接的铰接杆(B123)；
所述铰接杆(B123)的另一端与用于抵住电能表周转箱的卡爪(B124)铰接；
所述箱夹座(B11)上设置有用于收纳所述卡爪(B124)的收纳槽。
11.如权利要求1所述的电能表检定机器人，其特征在于，所述升降单元包括：
支座(B5)；
设置于所述支座(B5)上的丝杆(B6)，所述伸缩夹持单元上设置有与所述丝杆(B6)螺纹配合的升降螺母(B7)；
设置于所述丝杆(B6)顶端，用于与所述底盘(A)固定连接的固定基座(B8)；
所述固定基座(B8)与所述伸缩夹持单元沿所述丝杆(B6)延伸方向滑动配合；
设置于所述支座(B5)上，用于驱动所述丝杆(B6)转动的驱动部件(B9)。
12.如权利要求11所述的电能表检定机器人，其特征在于，所述固定基座(B8)上固定有升降滑块(B81)，所述伸缩夹持单元上设置有与所述升降滑块(B81)配合的升降滑道(B31)。
13.如权利要求1所述的电能表检定机器人，其特征在于，所述机械手包括：
基座(D1)；
设置于所述基座(D1)上，用于夹持IC卡和电能表的一体爪(D2)；
设置于所述基座(D1)上，用于开关电能表编程盖的翻盖装置(D3)；
设置于所述基座(D1)上，用于拧钉及按压编程按钮的拧钉装置(D4)。
14.如权利要求13所述的电能表检定机器人，其特征在于，所述一体爪(D2)包括：
分别用于夹持IC卡和电能表两侧的第一夹持手指(D21)和第二夹持手指(D22)；
与所述基座(D1)固定连接，用于驱动所述第一夹持手指(D21)和所述第二夹持手指(D22)夹持运动的第二驱动装置(D23)。
15.如权利要求14所述的电能表检定机器人，其特征在于，所述第一夹持手指(D21)的一端设置有第一IC卡夹持端，另一端设置有第一电能表夹持端；
所述第二夹持手指(D22)一端设置有与所述第一IC卡夹持端配合夹持IC卡的第二IC卡夹持端，另一端设置有与所述第一电能表夹持端配合夹持电能表的第二电能表夹持端。
16.如权利要求15所述的电能表检定机器人，其特征在于，所述拧钉装置(D4)包括：
与所述电能表编程盖上的螺钉相适配的螺丝刀；
固定设置于所述基座(D1)上，用于驱动所述螺丝刀旋转的驱动元件；
与所述一体爪(D2)卡扣连接，用于支撑所述螺丝刀的支撑部件。
17.如权利要求13所述的电能表检定机器人，其特征在于，所述翻盖装置(D3)包括：
用于吸附电能表编程盖的吸盘(D31)；
与所述基座(D1)连接的固定臂(D32)；
一端与所述固定臂(D32)铰接的旋转臂(D33)；
与所述旋转臂(D33)另一端铰接的连接臂(D34)，所述吸盘(D31)固设于所述连接臂(D34)远离所述旋转臂(D33)的一端。
18.如权利要求13所述的电能表检定机器人，其特征在于，所述机械手还包括：
设置于所述基座(D1)上，用于检定电能表红外通信功能的红外通讯装置(D5)；
设置于所述基座(D1)上，用于采集电能表信息的视频采集器(D6)。
19.如权利要求13-18任一项所述的电能表检定机器人，其特征在于，所述机械手还包括设置于所述基座(D1)上的保护盖(D7)，所述保护盖(D7)上设置有用于与机械臂(C)连接的连接端。
20.如权利要求1所述的电能表检定机器人，其特征在于，所述机械臂(C)包括：
与所述底盘(A)转动连接的第一连接端；
一端与所述第一连接端铰接的第一连接臂；
与所述第一连接臂的另一端铰接的第二连接端；
与所述第二连接端转动连接的第二连接臂；
与所述第二连接臂铰接的第三连接端，所述第三连接端与所述机械手(D)转动连接。
21.如权利要求1所述的电能表检定机器人，其特征在于，还包括与所述底盘(A)滑动配合，用于使所述底盘(A)定向移动的轨道(F)。
22.一种电能表检定系统，包括具有电能表检定工位的电能表检定台，其特征在于，还包括如权利要求1～21任一项所述的电能表检定机器人，所述电能表检定机器人与所述电能表检定台相配合。
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Owner name: MIANYANG GUCHUANG SCIENCE + TECHNOLOGY CO., LTD. S Free format text: FORMER OWNER: MIANYANG GUCHUANG SCIENCE + TECHNOLOGY CO., LTD. Effective date: 20130204 |
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Effective date of registration: 20130204 Address after: 401123 No. 80, Mount Huangshan Avenue, Yubei District, Chongqing Applicant after: Chongqing Electric Power Corp., China Electric Power Research Institute Applicant after: Mianyang Guchuang Technology Co., Ltd. Applicant after: State Grid Corporation of China Address before: 401123 No. 80, Mount Huangshan Avenue, Yubei District, Chongqing Applicant before: Chongqing Electric Power Corp., China Electric Power Research Institute Applicant before: Mianyang Guchuang Technology Co., Ltd. |
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: JINYANG FUDE ROBOT CO., LTD. STATE ELECTRIC NET CR Free format text: FORMER OWNER: MIANYANG GUCHUANG SCIENCE + TECHNOLOGY CO., LTD. STATE ELECTRIC NET CROP. Effective date: 20130520 |
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20130520 Address after: 401123 No. 80, Mount Huangshan Avenue, Yubei District, Chongqing Applicant after: Chongqing Electric Power Corp., China Electric Power Research Institute Applicant after: Mianyang Fude Robot Co., Ltd. Applicant after: State Grid Corporation of China Address before: 401123 No. 80, Mount Huangshan Avenue, Yubei District, Chongqing Applicant before: Chongqing Electric Power Corp., China Electric Power Research Institute Applicant before: Mianyang Guchuang Technology Co., Ltd. Applicant before: State Grid Corporation of China |
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