CN112917491B - 用于实现将开关柜自动传输到检测中心的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电气开关柜检测的技术领域，公开一种用于实现将开关柜自动传输到检测中心的系统和方法。系统包括用于扫描开关柜表面二维码的识别装置、三维扫描检测机器人、旋转定位装置、三维空间跟踪定位器和控制中心。方法包括：该方法通过扫描二维码获取开关柜类型、型号、尺寸以及检测流程信息，三维扫描仪获取4个三维扫描标靶杆与开关柜之间的位置信息，以及三维空间跟踪定位器的信息，并将上述信息发送到控制中心；控制中心计算出开关柜相对于检测平台所在的位置；控制中心控制检测平台的动力滚筒组件，输送开关柜至检测中心；控制中心控制驱动齿轮回转支承，实现开关柜不同角度的调整。实现快速、精确的将开关柜自动传输到检测中心。

Description

用于实现将开关柜自动传输到检测中心的系统和方法

技术领域

本发明涉及电气开关柜检测的技术领域，具体的，涉及用于实现将开关柜自动传输到检测中心的系统和方法。

背景技术

在电力系统中高低压开关柜是必不可少的装置，高低压开关柜对整个电力系统的正常运行以及电力分配都有非常重要的影响。高低压开关柜的主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护用电设备，广泛适用于发电厂、变电站、石油化工、冶金轧钢、轻工纺织、厂矿企业和住宅小区、高层建筑等各种不同场所。

然而，开关柜在厂家生产的过程中由于设备、环境、人为等因素影响不可避免会产生某些缺陷。这些缺陷除了不能很好发挥开关柜隔离保护等作用，还可能会对电网产生负面影响，进而造成事故。

为确保工作的安全性，需要对开关柜进行产品检测，检测车辆的使用实现了随检随走，使检测过程更加灵活便捷。

但开关柜的产品类型繁多，不同产品的尺寸外观都存在差异，需要制定不同的检测方案。此外开关柜外观、材质等检测装置需要在已知开关柜的位置信息的情况才可进行位置、姿态调整。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的问题，提供一种用于实现将开关柜自动传输到检测中心的系统。

本发明的另一目的，提供一种用于实现将开关柜自动传输到检测中心的方法。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

用于实现将开关柜自动传输到检测中心的系统，包括用于扫描开关柜表面二维码的识别装置、三维扫描检测机器人、输送开关柜的旋转定位装置、用于实时地检测开关柜位置的三维空间跟踪定位器以及用于控制和分析的控制中心；

所述三维扫描检测机器人包括三维扫描仪、工业机器人、三维扫描标靶杆和四自由度移动平台；所述三维扫描仪安装在工业机器人的操作端上，工业机器人通过所述四自由度移动平台实现沿水平、垂直和水平旋转移动；

所述旋转定位装置包括齿轮回转支承、驱动齿轮回转支承的伺服电机和减速机、检测平台，以及定位传感器；所述检测平台安装于齿轮回转支承上，由伺服电机和减速机驱动齿轮回转支承，带动检测平台转动；

所述检测平台包括用于输送开关柜的动力滚筒组件。

进一步地，所述三维扫描标靶杆为四个，分别在旋转定位装置的检测平台四个直角处呈矩形安装。

进一步地，所述识别装置包括摄像头，所述摄像头安装于固定立柱上。

进一步地，所述定位传感器分别检测平台的四个方位，通过分析所述的定位传感器间的相对坐标关系，实现检测平台的定位。

进一步地，所述动力滚筒组件包括两台相对设置在边框上的伺服电机、以及一排两端活动设置在边框上的滚筒；

所述滚筒的两个端部设有齿轮，所述滚筒之间的齿轮相互啮合，滚筒的齿轮与伺服电机的齿轮啮合，由伺服电机驱动；

相邻滚筒之间的齿轮分别为与滚筒刚性连接和活动连接，实现所有滚筒有相同的转动方向。

进一步地，所述检测平台通过底板安装于齿轮回转支承上，所述底板与齿轮回转支承的内圈固定连接。

所述用于实现将开关柜自动传输到检测中心的方法，包括以下步骤：

(1)将开关柜移送到检测平台上，识别装置的摄像头扫描开关柜上的二维码，获取开关柜类型、型号、尺寸以及检测流程信息，并将上述信息发送到控制中心；

(2)三维扫描仪获取4个三维扫描标靶杆与开关柜之间的位置信息，以及三维空间跟踪定位器的信息，并将上述信息发送到控制中心；

(3)控制中心结合开关柜的类型、型号、尺寸信息和位置信息，计算出开关柜相对于检测平台所在的位置；

(4)控制中心控制检测平台的动力滚筒组件，输送开关柜至检测中心；

(5)控制中心控制驱动齿轮回转支承，实现开关柜不同角度的调整。

进一步地，控制中心依据检测方案实现控制四自由度移动平台、三维扫描仪和识别装置工作。

与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：

本发明通过开关柜的类型尺寸检测方案等信息可以通过二维码获取，同时三维扫描检测的机器人系统结合二维码中的开关柜尺寸信息快速的进行开关柜的定位。并通过所述旋转定位装置的齿轮回转支承，以及检测平台上的动力滚筒组件，能够快速、精确的将开关柜自动传输到检测中心。

附图说明

图1为开关柜型号识别和定位装置示意图；

图2为四自由度移动平台的示意图；

图3为水平移动导轨的示意图；

图4为检测旋转定位装置的示意图；

图5为检测旋转定位装置的结构示意图；

图6为图5中D部分的局部放大图；

图7为开关柜检测过程示意图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

如附图1～7所示，用于实现将开关柜自动传输到检测中心的系统，包括用于扫描开关柜表面二维码400的识别装置、三维扫描检测机器人、输送开关柜的旋转定位装置、用于实时地检测开关柜位置的三维空间跟踪定位器500以及用于控制和分析的控制中心；

三维扫描检测机器人包括三维扫描仪403、工业机器人4、三维扫描标靶杆404和四自由度移动平台。三维扫描仪403安装在工业机器人4的操作端上，工业机器人4通过四自由度移动平台实现沿水平、垂直和水平旋转移动；

旋转定位装置包括齿轮回转支承300、驱动齿轮回转支承300的伺服电机8122和减速机305、检测平台302，以及定位传感器303；检测平台303安装于齿轮回转支承300上，由伺服电机8122和减速机305驱动齿轮回转支承300，带动检测平台转动；

检测平台302包括用于输送开关柜的动力滚筒组件。

识别装置包括摄像头401，摄像头401安装于固定立柱402上；

三维扫描标靶杆404为四个，分别在检测平台302的四个直角处呈矩形安装。

工业机器人4为包括四轴机器人、五轴机器人或六轴机器人。

四自由度移动平台包括平行设置的第三水平移动导轨24和第四水平移动导轨25构成纵向水平直线导轨；

第三水平移动导轨24和第四水平移动导轨25上的滑块设有横向水平移动导轨26；

垂直立柱导轨3通过旋转气缸32与横向水平移动导轨26上的水平移动滑块21连接；

工业机器人4安装在垂直立柱导轨3的垂直移动滑块31上；

水平移动导轨2和垂直立柱导轨3上设有驱动滑块运动的伺服电机。

工业机器人4通过螺栓连接固定在垂直移动滑块31上，以限制机器人底座的垂直方向的运动。

水平移动滑块21设置有滑块座、止动块、限位装置、斜撑梢。

定位传感器303分别检测平台的四个方位，通过分析的定位传感器303之间的相对坐标关系，实现检测平台302的定位；

检测平台302包括动力滚筒组件812；动力滚筒组件812包括两台相对设置在边框上的伺服电机8122、以及一排两端活动设置在边框上的滚筒8123；

滚筒8123的两个端部设有齿轮，滚筒8123之间的齿轮相互啮合，滚筒8123的齿轮与伺服电机8122的齿轮啮合，由伺服电机8122驱动；相邻滚筒8123之间的齿轮分别为与滚筒刚性连接307和活动连接308，实现所有滚筒8123有相同的转动方向。活动连接308为齿轮通过轴承设置在滚筒8123上。

齿轮回转支承300、伺服电机8122和减速机305设置于底座304上，底座304固定设置在车辆的车厢底板。

伺服电机8122驱动减速机305，减速机305连接齿轮，齿轮与齿轮回转支承300的齿轮啮合。

检测平台302通过底板306安装于齿轮回转支承300上，底板与齿轮回转支承300的内圈固定连接。

滚筒8123的两端通过轴承平行设置与侧板上。

伺服电机8122设置在边框的同一端部，并实现相同的转动方向。

检测平台302具有4×90°四个旋转姿态，实现开关柜四个面的连续检测。

本基于伺服驱动的车载开关柜检测机器人系统旋转定位装置使用时，其原理是：检测平台302下的齿轮回转支承300在伺服电机8122的带动下实现检测平台302的转动，检测平台302具有4×90°的转动姿态，依靠四个定位传感器303的相对坐标关系进行检测平台302的定位，从而确保检测平台302每个位置姿态的准确性。

应用时：首先通过动力滚筒组件812自动调整将开关柜移动到待检测位置，供后期进行检测。

定位传感器303根据相对坐标关系发出检测平台302的定位信息，并进行开关柜1号侧面的检测，1号侧面检测完成后，伺服电机驱动检测平台302旋转90°，进行2号侧面检测，以此类推直到四个侧面全部完成检测。

用于实现将开关柜自动传输到检测中心的方法，包括以下步骤：

(1)将开关柜移送到检测平台302上，识别装置的摄像头401扫描开关柜上的二维码400，获取开关柜类型、型号、尺寸以及检测流程信息，并将上述信息发送到控制中心；

(2)三维扫描仪403获取4个三维扫描标靶杆404与开关柜之间的位置信息，以及三维空间跟踪定位器500的信息，并将上述信息发送到控制中心；

(3)控制中心结合开关柜的类型、型号、尺寸信息和位置信息，计算出开关柜相对于检测平台所在的位置；

(4)控制中心控制检测平台303的动力滚筒组件，输送开关柜至检测中心；

(5)控制中心控制驱动齿轮回转支承300，实现开关柜不同角度的调整。

控制中心依据检测方案实现控制四自由度移动平台、三维扫描仪403和识别装置工作。

以上对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.用于实现将开关柜自动传输到检测中心的方法，其特征在于，包括用于扫描开关柜表面二维码的识别装置、三维扫描检测机器人、输送开关柜的旋转定位装置、用于实时地检测开关柜位置的三维空间跟踪定位器以及用于控制和分析的控制中心；

所述三维扫描检测机器人包括三维扫描仪、工业机器人、三维扫描标靶杆和四自由度移动平台；所述三维扫描仪安装在工业机器人的操作端上，工业机器人通过所述四自由度移动平台实现沿水平、垂直和水平旋转移动；

所述旋转定位装置包括齿轮回转支承、驱动齿轮回转支承的伺服电机和减速机、检测平台，以及定位传感器；所述检测平台安装于齿轮回转支承上，由伺服电机和减速机驱动齿轮回转支承，带动检测平台转动；

所述检测平台包括用于输送开关柜的动力滚筒组件；

所述三维扫描标靶杆为四个，分别在旋转定位装置的检测平台四个直角处呈矩形安装；

所述识别装置包括摄像头，所述摄像头安装于固定立柱上；

所述方法包括以下步骤：

（1）将开关柜移送到检测平台上，识别装置的摄像头扫描开关柜上的二维码，获取开关柜类型、型号、尺寸以及检测流程信息，并将上述信息发送到控制中心；

（2）三维扫描仪获取4个三维扫描标靶杆与开关柜之间的位置信息，以及三维空间跟踪定位器的信息，并将上述信息发送到控制中心；

（3）控制中心结合开关柜的类型、型号、尺寸信息和位置信息，计算出开关柜相对于检测平台所在的位置；

（4）控制中心控制检测平台的动力滚筒组件，输送开关柜至检测中心；

（5）控制中心控制驱动齿轮回转支承，实现开关柜不同角度的调整。

2.根据权利要求1所述用于实现将开关柜自动传输到检测中心的方法，其特征在于，所述定位传感器分别检测平台的四个方位，通过分析所述的定位传感器间的相对坐标关系，实现检测平台的定位。

3.根据权利要求1所述用于实现将开关柜自动传输到检测中心的方法，其特征在于，所述动力滚筒组件包括两台相对设置在边框上的伺服电机、以及一排两端活动设置在边框上的滚筒；

所述滚筒的两个端部设有齿轮，所述滚筒之间的齿轮相互啮合，滚筒的齿轮与伺服电机的齿轮啮合，由伺服电机驱动；

相邻滚筒之间的齿轮分别为与滚筒刚性连接和活动连接，实现所有滚筒有相同的转动方向。

4.根据权利要求1所述用于实现将开关柜自动传输到检测中心的方法，其特征在于，所述检测平台通过底板安装于齿轮回转支承上，所述底板与齿轮回转支承的内圈固定连接。

5.根据权利要求1所述用于实现将开关柜自动传输到检测中心的方法，其特征在于，控制中心依据检测方案实现控制四自由度移动平台、三维扫描仪和识别装置工作。

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