CN109176506A - 一种机器人对变压器的智能接线方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及一种机器人对变压器的智能接线方法及装置，该方法包括：S100：获取变压器的专用夹具的位置坐标；S200：根据所得到的专用夹具的位置坐标，在机器人的电脑控制端编写驱动机器人的机械臂运动的程序，控制机器人的机器臂对所述专用夹具进行抓取；S300：获取变压器高压侧螺母的位置坐标和变压器负载侧螺母的位置坐标。S400：根据所得到的变压器高压侧和负载侧螺母的位置坐标，在机器人的电脑控制端编写驱动机器人的机械臂运动的程序，控制机器人的机械臂抓取专用夹具后分别对变压器高压侧和负载侧的螺母进行接线。所述方法提高了变压器接线的效率，保证了接线的准确率，并且避免了人为手工接线的危险性。
Description
技术领域
本公开属于图像处理、自然交互和机器人技术领域，特别涉及一种机器人对变压器的智能接线方法及装置。
背景技术
自然和谐的人机交互方式是人类对操控机器的理想目标，使机器能读懂人在自然状态所传递的命令。利用图像处理技术获取深度信息进行三维图像的实时识别及动作捕捉，可以为机器人工作提供一双智能的眼睛。机器人可代替或协助人类完成各种工作，凡是枯燥的、危险的、有毒的、有害的工作，都可由机器人大显身手。机器人除了广泛应用于制造业领域外，还应用于资源勘探开发、救灾排险、医疗服务、家庭娱乐、军事和航天等其他领域。机器人是工业及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
机器人在变压器智能接线的过程中通过结构光三维深度感知相机的主动视觉模式可以较为准确的获取到图像的深度信息，这样机器人可以准确的捕捉到被操作物体的位置信息，通过上位机编程可以较为准确的控制机械臂对变压器的高压侧以及负载侧的接线端子进行准确的接线。通过机器人对工业变压器的主动接线模式，具有精度高，操作简单，安全可靠，效率高等优势。
发明内容
鉴于此，本公开提供了一种机器人对变压器的智能接线方法，包括：
S100：获取变压器的专用夹具的位置坐标；
S200：根据所得到的专用夹具的位置坐标，在机器人的电脑控制端编写驱动机器人的机械臂运动的程序，控制机器人的机器臂对所述专用夹具进行抓取；
S300：获取变压器高压侧螺母的位置坐标和变压器负载侧螺母的位置坐标；
S400：根据所得到的变压器高压侧和负载侧螺母的位置坐标，在机器人的电脑控制端编写驱动机器人的机械臂运动的程序，控制机器人的机械臂抓取专用夹具后分别对变压器高压侧和负载侧的螺母进行接线。
本公开还提供了一种机器人对变压器的智能接线装置，包括：
专用夹具位置获取模块：用于获取变压器的专用夹具的位置坐标；
专用夹具抓取模块：用于根据所得到的专用夹具的位置坐标，在机器人的电脑控制端编写驱动机器人的机械臂运动的程序，控制机器人的机器臂对所述专用夹具进行抓取；
变压器螺母位置获取模块：用于获取变压器高压侧螺母的位置坐标和变压器负载侧螺母的位置坐标；
机器人智能接线模块：用于根据所得到的变压器高压侧和负载侧螺母的位置坐标，在机器人的电脑控制端编写驱动机器人的机械臂运动的程序，控制机器人的机械臂抓取专用夹具后分别对变压器高压侧和负载侧的螺母进行接线。
通过上述技术方案，本公开在通过3D深度相机对物体进行精确的识别后，将识别到的坐标信息送给机器人电脑控制端，机器人得到物体的位置坐标后，通过编程控制机器人对变压器的高压侧及负载侧智能的接线，该技术方案不仅提高了工业变压器接线的效率，保证了接线的准确率，以及避免了人为手工接线的危险性。
附图说明
图1是本公开一个实施例中所提供的一种机器人对变压器的智能接线方法的流程示意图；
图2是本公开另一个实施例中所提供的一种机器人对变压器的智能接线方法的流程示意图；
图3是本公开另一个实施例中所提供的一种机器人对变压器的智能接线方法的流程示意图；
图4是本公开一个实施例中所提供的一种机器人对变压器的智能接线装置结构示意图；
图5是本公开另一个实施例中所提供的一种机器人对变压器的智能接线装置结构示意图；
图6是本公开另一个实施例中所提供的一种机器人对变压器的智能接线装置结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图1至附图6对本发明进行进一步的详细说明。
在一个实施例中，参见图1，其公开了一种机器人对变压器的智能接线方法，包括：
S100：获取变压器的专用夹具的位置坐标；
S200：根据所得到的专用夹具的位置坐标，在机器人的电脑控制端编写驱动机器人的机械臂运动的程序，控制机器人的机器臂对所述专用夹具进行抓取；
S300：获取变压器高压侧螺母的位置坐标和变压器负载侧螺母的位置坐标；
S400：根据所得到的变压器高压侧和负载侧螺母的位置坐标，在机器人的电脑控制端编写驱动机器人的机械臂运动的程序，控制机器人的机械臂抓取专用夹具后分别对变压器高压侧和负载侧的螺母进行接线。
其中，在接线过程中需要先识别专用夹具。专用夹具分为两种，高压侧的接线的专用夹具和低压侧接线的专用夹具，专用夹具的组成结构包括夹紧块，滑块，球头柱塞，螺柱，转轴，压缩弹簧等物体，专用夹具的工作方式如下：首先，专用夹具中间滑块在机械臂抓手的作用下，向下滑动在球头柱塞作用下，锁住滑块使夹具夹紧变压器接线端子，完成接线。试验完成后，专用机械臂抓手抓取专用夹具的滑块上移，在压缩弹簧的作用下使抓手打开，然后机械臂抓手去掉专用夹具，将其放置在专用平台上完成操作。
在另一个实施例中，参见图2，步骤S100进一步包括：
S101：接通在所述专用夹具上方的3D深度相机的电源；
S102：该3D深度相机的红外散斑编码投射器投射出红外编码散斑，该红外编码散斑投射到所述专用夹具上，形成红外散斑图；
S103：该3D深度相机的红外摄像头接收所述红外散斑图，所述红外散斑图经过图像的预处理，块匹配，和深度计算，得到所述专用夹具的深度图；
S104：再结合该3D深度相机的内外标定参数得到所述专用夹具的点云图；
S105：该3D深度相机的彩色摄像头得到所述专用夹具的RGB图；
S106：结合所述专用夹具的点云图和所述专用夹具的RGB图对该专用夹具进行精准的定位和识别，得到该专用夹具的位置坐标。
在另一个实施例中，参见图3，步骤S300进一步包括：
S301：接通在所述变压器上方的3D深度相机的电源；
S302：该3D深度相机的红外散斑编码投射器投射出红外编码散斑，该红外编码散斑投射到所述变压器高压侧螺母上和所述变压器负载侧的螺母上，形成红外散斑图；
S303：该3D深度相机的红外摄像头接收所述红外散斑图，所述红外散斑图经过图像的预处理，块匹配，和深度计算，得到所述变压器高压侧和负载侧螺母的深度图；
S304：再结合该3D深度相机的内外标定参数得到所述变压器高压侧和负载侧螺母的点云图；
S305：该3D深度相机的彩色摄像头得到所述变压器高压侧和负载侧螺母的RGB图；
S306：结合所述变压器高压侧和负载侧螺母的点云图和所述变压器高压侧和负载侧螺母的RGB图对该变压器高压侧和负载侧螺母进行精准的定位和识别，得到所述变压器高压侧和负载侧螺母的位置坐标。
在另一个实施例中，所述专用夹具对变压器高压侧和负载侧的螺母进行接线是指将所述专用夹具夹在变压器高压侧和负载侧的螺母上即可。
在另一个实施例中，优选的，所述的变压器是工业变压器。
在一个实施例中，参见图4，其公开了一种机器人对变压器的智能接线装置，包括：
专用夹具位置获取模块：用于获取变压器的专用夹具的位置坐标；
专用夹具抓取模块：用于根据所得到的专用夹具的位置坐标，在机器人的电脑控制端编写驱动机器人的机械臂运动的程序，控制机器人的机器臂对所述专用夹具进行抓取；
变压器螺母位置获取模块：用于获取变压器高压侧螺母的位置坐标和变压器负载侧螺母的位置坐标；
机器人智能接线模块：用于根据所得到的变压器高压侧和负载侧螺母的位置坐标，在机器人的电脑控制端编写驱动机器人的机械臂运动的程序，控制机器人的机械臂抓取专用夹具后分别对变压器高压侧和负载侧的螺母进行接线。
在另一个实施例中，参见图5，专用夹具位置获取模块进一步包括：
第一电源接通模块：用于接通在所述专用夹具上方的3D深度相机的电源；
第一红外散斑图生成模块：用于该3D深度相机的红外散斑编码投射器投射出红外编码散斑，该红外编码散斑投射到所述专用夹具上，形成红外散斑图；
第一深度图生成模块：用于该3D深度相机的红外摄像头接收所述红外散斑图，所述红外散斑图经过图像的预处理，块匹配，和深度计算，得到所述专用夹具的深度图；
第一点云图生成模块：用于再结合该3D深度相机的内外标定参数得到所述专用夹具的点云图；
第一RGB图生成模块：用于该3D深度相机的彩色摄像头得到所述专用夹具的RGB图；
专用夹具的位置坐标生成模块：用于结合所述专用夹具的点云图和所述专用夹具的RGB图对该专用夹具进行精准的定位和识别，得到该专用夹具的位置坐标。
在另一个实施例中，参见图6，变压器螺母位置获取模块进一步包括：
第二电源接通模块：用于接通在所述变压器上方的3D深度相机的电源；
第二红外散斑图生成模块：用于该3D深度相机的红外散斑编码投射器投射出红外编码散斑，该红外编码散斑投射到所述变压器高压侧螺母上和所述变压器负载侧的螺母上，形成红外散斑图；
第二深度图生成模块：用于该3D深度相机的红外摄像头接收所述红外散斑图，所述红外散斑图经过图像的预处理，块匹配，和深度计算，得到所述变压器高压侧和负载侧螺母的深度图；
第二点云图生成模块：用于再结合该3D深度相机的内外标定参数得到所述变压器高压侧和负载侧螺母的点云图；
第二RGB图生成模块：用于该3D深度相机的彩色摄像头得到所述变压器高压侧和负载侧螺母的RGB图；
变压器螺母的位置坐标生成模块：用于结合所述变压器高压侧和负载侧螺母的点云图和所述变压器高压侧和负载侧螺母的RGB图对该变压器高压侧和负载侧螺母进行精准的定位和识别，得到所述变压器高压侧和负载侧螺母的位置坐标。
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。
Claims (10)
1.一种机器人对变压器的智能接线方法，包括：
S100：获取变压器的专用夹具的位置坐标；
S200：根据所得到的专用夹具的位置坐标，在机器人的电脑控制端编写驱动机器人的机械臂运动的程序，控制机器人的机器臂对所述专用夹具进行抓取；
S300：获取变压器高压侧螺母的位置坐标和变压器负载侧螺母的位置坐标；
S400：根据所得到的变压器高压侧和负载侧螺母的位置坐标，在机器人的电脑控制端编写驱动机器人的机械臂运动的程序，控制机器人的机械臂抓取专用夹具后分别对变压器高压侧和负载侧的螺母进行接线。
2.根据权利要求1所述的智能接线方法，其中，优选的，步骤S100包括：
S101：接通在所述专用夹具上方的3D深度相机的电源；
S102：该3D深度相机的红外散斑编码投射器投射出红外编码散斑，该红外编码散斑投射到所述专用夹具上，形成红外散斑图；
S103：该3D深度相机的红外摄像头接收所述红外散斑图，所述红外散斑图经过图像的预处理，块匹配，和深度计算，得到所述专用夹具的深度图；
S104：再结合该3D深度相机的内外标定参数得到所述专用夹具的点云图；
S105：该3D深度相机的彩色摄像头得到所述专用夹具的RGB图；
S106：结合所述专用夹具的点云图和所述专用夹具的RGB图对该专用夹具进行精准的定位和识别，得到该专用夹具的位置坐标。
3.根据权利要求1所述的智能接线方法，其中，优选的，步骤S300包括：
S301：接通在所述变压器上方的3D深度相机的电源；
S302：该3D深度相机的红外散斑编码投射器投射出红外编码散斑，该红外编码散斑投射到所述变压器高压侧螺母上和所述变压器负载侧的螺母上，形成红外散斑图；
S303：该3D深度相机的红外摄像头接收所述红外散斑图，所述红外散斑图经过图像的预处理，块匹配，和深度计算，得到所述变压器高压侧和负载侧螺母的深度图；
S304：再结合该3D深度相机的内外标定参数得到所述变压器高压侧和负载侧螺母的点云图；
S305：该3D深度相机的彩色摄像头得到所述变压器高压侧和负载侧螺母的RGB图；
S306：结合所述变压器高压侧和负载侧螺母的点云图和所述变压器高压侧和负载侧螺母的RGB图对该变压器高压侧和负载侧螺母进行精准的定位和识别，得到所述变压器高压侧和负载侧螺母的位置坐标。
4.根据权利要求1所述的智能接线方法，其中，所述专用夹具对变压器高压侧和负载侧的螺母进行接线是指将所述专用夹具夹在变压器高压侧和负载侧的螺母上即可。
5.根据权利要求1所述的智能接线方法，优选的，所述的变压器是工业变压器。
6.一种机器人对变压器的智能接线装置，包括：
专用夹具位置获取模块：用于获取变压器的专用夹具的位置坐标；
专用夹具抓取模块：用于根据所得到的专用夹具的位置坐标，在机器人的电脑控制端编写驱动机器人的机械臂运动的程序，控制机器人的机器臂对所述专用夹具进行抓取；
变压器螺母位置获取模块：用于获取变压器高压侧螺母的位置坐标和变压器负载侧螺母的位置坐标；
机器人智能接线模块：用于根据所得到的变压器高压侧和负载侧螺母的位置坐标，在机器人的电脑控制端编写驱动机器人的机械臂运动的程序，控制机器人的机械臂抓取专用夹具后分别对变压器高压侧和负载侧的螺母进行接线。
7.根据权利要求6所述的智能接线装置，其中，专用夹具位置获取模块包括：
第一电源接通模块：用于接通在所述专用夹具上方的3D深度相机的电源；
第一红外散斑图生成模块：用于该3D深度相机的红外散斑编码投射器投射出红外编码散斑，该红外编码散斑投射到所述专用夹具上，形成红外散斑图；
第一深度图生成模块：用于该3D深度相机的红外摄像头接收所述红外散斑图，所述红外散斑图经过图像的预处理，块匹配，和深度计算，得到所述专用夹具的深度图；
第一点云图生成模块：用于再结合该3D深度相机的内外标定参数得到所述专用夹具的点云图；
第一RGB图生成模块：用于该3D深度相机的彩色摄像头得到所述专用夹具的RGB图；
专用夹具的位置坐标生成模块：用于结合所述专用夹具的点云图和所述专用夹具的RGB图对该专用夹具进行精准的定位和识别，得到该专用夹具的位置坐标。
8.根据权利要求6所述的智能接线装置，其中，变压器螺母位置获取模块包括：
第二电源接通模块：用于接通在所述变压器上方的3D深度相机的电源；
第二红外散斑图生成模块：用于该3D深度相机的红外散斑编码投射器投射出红外编码散斑，该红外编码散斑投射到所述变压器高压侧螺母上和所述变压器负载侧的螺母上，形成红外散斑图；
第二深度图生成模块：用于该3D深度相机的红外摄像头接收所述红外散斑图，所述红外散斑图经过图像的预处理，块匹配，和深度计算，得到所述变压器高压侧和负载侧螺母的深度图；
第二点云图生成模块：用于再结合该3D深度相机的内外标定参数得到所述变压器高压侧和负载侧螺母的点云图；
第二RGB图生成模块：用于该3D深度相机的彩色摄像头得到所述变压器高压侧和负载侧螺母的RGB图；
变压器螺母的位置坐标生成模块：用于结合所述变压器高压侧和负载侧螺母的点云图和所述变压器高压侧和负载侧螺母的RGB图对该变压器高压侧和负载侧螺母进行精准的定位和识别，得到所述变压器高压侧和负载侧螺母的位置坐标。
9.根据权利要求6所述的智能接线装置，其中，所述专用夹具对变压器高压侧和负载侧的螺母进行接线是指将所述专用夹具夹在变压器高压侧和负载侧的螺母上即可。
10.根据权利要求6所述的智能接线装置，其中，所述的变压器是工业变压器。
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