CN116277046A - 一种变压器运维取油机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种变压器运维取油机器人，其包括：移动底盘、机械臂以及取油装置；其中，移动底盘用于在作业环境下自主运动；取油装置设置在机械臂的末端，取油装置用于与变压器的取油阀相对接以进行旋拧和取油操作；机械臂设置在移动底盘上，用于对取油装置的位置和姿态进行控制；取油装置包括基座、阀盖旋拧机构以及阀芯旋拧机构，阀盖旋拧机构和阀芯旋拧机构均转动设置于基座上，阀盖旋拧机构与驱动机构相连接，阀芯旋拧机构与阀盖旋拧机构同步传动连接。该变压器运维取油机器人能够降低人工作业强度，同时能够提高取油效率和取油作业时的安全性；其取油装置结构紧凑，可实现取油装置整体结构的小型化，以方便在狭小空间内使用。

Description

一种变压器运维取油机器人

技术领域

本发明涉及变压器运维技术领域，更具体地，涉及一种变压器运维取油机器人。

背景技术

传统人工不停电取油方式劳动强度大、安全风险高、工作环境恶劣，易受气象环境干扰影响，且属于高空、高危、高强度作业。带电取油进入绝缘斗臂车时代后，作业人员的触电、高处跌落等不安全因素虽有所降低，但是作业人员仍需通过绝缘工器具直接或间接接触高压带电体，工具性能、作业环境等还对人身和设备安全有较大影响。

目前，变压器巡检机器人运用到变压器运维工作中，但是变压器巡检机器人仅提供巡检功能，对变压器进行拍照和录像，仅进行检查工作，本身不对变压器等设备进行操作，无操作性方面的功能，对变压器进行不停电取油工作时，还是要借助机械臂和取油装置。

但是，现有的取油装置多采用三爪或六爪的形式，体积重量较大，不方便在狭小空间使用，且取油装置较为笨重，相关运动平台如机械臂等配套设备载重要求较高，导致设备本身复杂程度、成本大幅度攀升。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种变压器运维取油机器人，旨在解决现有技术中存在的问题。

根据本发明，提供一种变压器运维取油机器人，其包括：移动底盘、机械臂以及取油装置；其中，

所述移动底盘用于在作业环境下自主运动；

所述取油装置设置在所述机械臂的末端，所述取油装置用于与变压器的取油阀相对接以进行旋拧和取油操作；

所述机械臂设置在所述移动底盘上，用于对所述取油装置的位置和姿态进行控制；

所述取油装置包括基座、阀盖旋拧机构以及阀芯旋拧机构，所述阀盖旋拧机构和所述阀芯旋拧机构均转动设置于所述基座上，所述阀盖旋拧机构与驱动机构相连接，所述阀芯旋拧机构与所述阀盖旋拧机构同步传动连接。

优选地，所述移动底盘为履带式移动底盘。

优选地，所述移动底盘的顶部设置有回转支承台，所述机械臂连接在所述回转支承台上。

优选地，所述机械臂为液压机械臂，包括多个转臂和多个液压油缸，多个所述转臂之间转动连接，相邻的转臂之间通过所述液压油缸驱动连接。

优选地，还包括图像识别模块，所述图像识别模块用于获取并分析变压器的取油阀的位置。

优选地，所述阀盖旋拧机构包括阀盖旋拧转轴和阀盖旋拧套筒，所述阀盖旋拧转轴转动连接于所述基座上，所述阀盖旋拧套筒固设于所述阀盖旋拧转轴的前端，所述阀盖旋拧转轴的后端与所述驱动机构相连接；

所述阀芯旋拧机构包括阀芯旋拧转轴和阀芯旋拧套筒，所述阀芯旋拧转轴转动连接于所述基座上，所述阀芯旋拧套筒固设于所述阀芯旋拧转轴的前端；

所述阀盖旋拧转轴与所述阀芯旋拧转轴间隔设置，且所述阀盖旋拧转轴的轴线平行于所述阀芯旋拧转轴的轴线，所述阀芯旋拧转轴通过同步传动组件与所述阀盖旋拧转轴传动连接。

优选地，所述阀盖旋拧套筒上设有与阀盖上的卡接头相匹配的第一卡接槽，所述阀芯旋拧套筒上设有与阀芯上的卡接头相匹配的第二卡接槽；

所述阀芯旋拧转轴的中心开设有取油通道，所述取油通道贯穿所述阀芯旋拧转轴后端面和所述第二卡接槽。

优选地，所述取油装置还包括油道盖旋拧机构和对接油道；

所述油道盖旋拧机构转动设置于所述基座上，所述油道盖旋拧机构与所述阀盖旋拧机构同步传动连接；

所述基座上向外延伸设置有水平滑轨，所述水平滑轨位于所述阀芯旋拧机构下方预设距离处，所述水平滑轨的延伸方向平行于所述阀芯旋拧机构的轴线，所述对接油道滑动设置于所述水平滑轨上。

优选地，所述阀盖旋拧机构和所述阀芯旋拧机构均转动设置于所述基座的上部，所述阀盖旋拧机构和所述阀芯旋拧机构沿水平方向间隔设置，所述阀芯旋拧机构的轴线平行于所述阀盖旋拧机构的轴线；

所述油道盖旋拧机构转动设置于所述基座的前部，所述油道盖旋拧机构的轴线垂直于所述阀盖旋拧机构的轴线；

所述阀芯旋拧机构通过第一传动组件与所述阀盖旋拧机构同步传动连接；所述油道盖旋拧机构通过第二传动组件与所述阀盖旋拧机构同步传动连接。

优选地，所述阀盖旋拧机构包括主轴和阀盖卡接件，所述主轴转动连接于所述基座上，所述阀盖卡接件固设于所述主轴的前端，所述主轴的后端用于与旋转驱动件相连接；

所述阀芯旋拧机构包括阀芯旋拧转轴和阀芯卡接件，所述阀芯旋拧转轴转动连接于所述基座上，所述阀芯卡接件固设于所述阀芯旋拧转轴的前端；

所述油道盖旋拧机构包括油道盖旋拧转轴和油道盖卡接件，所述油道盖旋拧转轴转动连接于所述基座上，所述油道盖卡接件固设于所述油道盖旋拧转轴的上端；

所述第一传动组件包括两个第一同步带轮和一个第一同步带，两个所述第一同步带轮分别固设在所述主轴和所述阀芯旋拧转轴上，两个所述第一同步带轮之间通过所述第一同步带连接传动；

所述第二传动组件包括两个第二同步带轮、第二同步带、传动转轴以及两个锥齿轮；所述传动转轴转动连接于所述基座的下部，两个所述第二同步带轮分别固设在所述主轴和所述传动转轴上，两个所述锥齿轮分别固设在所述传动转轴的前端和所述油道盖旋拧转轴的下端，两个所述第二同步带轮之间通过所述第二同步带连接传动，两个所述锥齿轮啮合传动。

本发明提供的变压器运维取油机器人，通过移动底盘可移动至作业区域，通过机械臂末端的取油装置对变压器进行取油操作，代替人工取油，能够降低人工作业强度，同时能够提高取油效率和取油作业时的安全性；其中，机械臂末端的取油装置可通过驱动机构同时带动阀盖旋拧机构和阀芯旋拧机构同步转动，使得取油装置结构紧凑，可实现取油装置整体结构的小型化，以方便在狭小空间内使用。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。

图1示出了根据本发明实施例的变压器运维取油机器人的立体结构示意图。

图2示出了本发明实施例一的取油装置的立体结构示意图。

图3示出了本发明实施例一的取油装置中阀芯旋拧机构的结构示意图。

图4示出了本发明实施例一的取油装置所针对的变压器取油阀的结构示意图。

图5示出了本发明实施例一的取油装置旋拧阀盖时的状态图。

图6示出了本发明实施例一的取油装置旋拧阀芯时的状态图。

图7和图8示出了本发明实施例二的取油装置在不同方向观察时的立体结构示意图。

图9示出了本发明实施例二的取油装置中油道盖旋拧机构的结构示意图。

图10为图9的油道盖旋拧机构中的棘齿在外壳内的布置图。

图11示出了本发明实施例二的取油装置所针对的变压器取油阀的结构示意图。

图12示出了本发明实施例二的取油装置旋拧阀盖时的状态图。

图13示出了本发明实施例二的取油装置旋拧油道盖时的状态图。

图14示出了本发明实施例二的取油装置中对接油道与取油阀的油道管连接时的状态图。

图15示出了本发明实施例二的取油装置旋拧阀芯时的状态图。

图中附图标号说明：

01、移动底盘；02、机械臂；03、取油装置；

11、基座；111、第一轴承座；112、第二轴承座；12、阀盖旋拧机构；121、阀盖旋拧套筒；1211、第一卡接槽；13、阀芯旋拧机构；131、阀芯旋拧套筒；1311、第二卡接槽；132、阀芯旋拧转轴；133、取油通道；1331、油管连接槽；134、宝塔接头；14、驱动机构；15、同步传动组件；151、同步带轮；152、同步带；16、取油阀；161、阀盖；162、阀芯；1621、出油管；163、阀体；

21、基座；210、主基座；211、第一基座；212、第二基座；213第三基座；214、第四基座；215、水平滑轨；216、滑块；217、弹簧；22、阀盖旋拧机构；221、阀盖卡接件；222、主轴；23、阀芯旋拧机构；231、阀芯卡接件；232、阀芯旋拧转轴；24、油道盖旋拧机构；241、油道盖卡接件；2411、外壳；2412、盖板；2413、棘齿；242、油道盖旋拧转轴；25、对接油道；251、油道接头；252、管道接头；261、第一同步带轮；262、第一同步带；271、第二同步带轮；272、第二同步带；273传动转轴、；274、锥齿轮；28、取油阀；281、阀盖；282、阀芯；283、油道盖；284、油道管；285、阀体。

具体实施方式

以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。

实施例一：

本发明提供一种变压器运维取油机器人，参见图1，该变压器运维取油机器人包括：移动底盘01、机械臂02以及取油装置03。所述移动底盘01用于在作业环境下自主运动；所述取油装置03设置在机械臂02的末端，所述取油装置03用于与变压器的取油阀相对接以进行旋拧和取油操作；所述机械臂02设置在移动底盘01上，用于对取油装置03的位置和姿态进行控制；所述取油装置03包括基座、阀盖旋拧机构以及阀芯旋拧机构，阀盖旋拧机构和阀芯旋拧机构均转动设置于基座上，阀盖旋拧机构与驱动机构相连接，阀芯旋拧机构与阀盖旋拧机构同步传动连接。

具体地，所述移动底盘01为履带式移动底盘，履带式移动底盘通过性能好，具有较好的越障能力、较强的地形适应能力、转弯性能好，能够在各种复杂地形条件下进行运动。所述移动底盘01的顶部设置有回转支承台，所述机械臂02连接在所述回转支承台上；所述机械臂02为液压机械臂，其包括多个转臂和多个液压油缸，多个转臂之间转动连接，相邻的转臂之间通过液压油缸驱动连接。通过移动底盘01的移动，可以移动至变压器取油作业区域位置；通过回转支承台的旋转，可以使机械臂02在水平面内进行水平转动，以控制机械臂02末端的取油装置03在水平方向的位置；通过液压油缸的伸缩可以使机械臂02在竖直方向和前后方向进行运动，以控制机械臂02末端的取油装置03在竖直方向和前后方向的位置。

该变压器运维取油机器人还包括图像识别模块，具体实施时，图像识别模块可设置在移动底盘01或机械臂02上，所述图像识别模块用于获取并分析变压器的取油阀的位置，通过图像识别变压器取油阀的位置，实施取油工作。图像识别模块采用现有技术中基于AI的图像识别技术即可，本发明并不限于某种图像识别技术，只要能够完成识别取油阀位置即可。在进行取油工作时，机械臂02末端的取油装置03由机械臂02的运动控制其位置与姿态，以执行旋拧取油阀的阀盖和阀芯，抽取变压器油液的工作；具体地，机械臂02末端的取油装置03在机器视觉的引导下运动至取油阀附近，同时在卡尔曼滤波校准频率下，取油装置03的运动模式与变压器上的取油阀所在位置的三维震动模式相匹配，从而顺利执行取油操作。

该变压器运维取油机器人还包括控制模块，所述控制模块与移动底盘01、回转支承台、机械臂02、取油装置03的驱动机构、以及图像识别模块电连接，用以根据所述图像识别模块分析的位置信息控制移动底盘01、回转支承台、机械臂02动作，以使取油装置03对准变压器取油阀，并控制取油装置03动作以打开取油阀，对变压器进行取油采样工作。

该变压器运维取油机器人中，设置在机械臂02末端的取油装置03，其阀盖旋拧机构和阀芯旋拧机构分别用于对变压器取油阀的阀盖和阀芯的旋拧，阀芯旋拧机构与阀盖旋拧机构同步传动连接，阀盖旋拧机构与驱动机构连接，通过驱动机构带动阀盖旋拧机构旋转的同时，可同时带动阀芯选定机构旋转，因此，仅需设置一套驱动机构即可完成阀盖旋拧机构和阀芯旋拧机构同时实现旋拧操作，从而使取油装置的结构紧凑，能够实现取油装置整体结构的小型化，减轻体积和重量，减轻机械臂的载荷，并且能够在空间狭小的环境中使用，增强了其适用性。

如图2所示，为本实施例中的取油装置的结构示意图。本实施例中，所述取油装置中的阀盖旋拧机构12和阀芯旋拧机构13均转动设置在所述基座11的上部，所述阀盖旋拧机构12与阀芯旋拧机构13之间通过同步传动组件15传动连接。

参见图4，图4为本实施例中的取油装置所要针对的变压器取油阀的结构示意图。该变压器取油阀16包括阀体163、阀芯162和阀盖161，所述阀体163用于连接在变压器上，阀体163上螺接有阀芯162和阀盖161，阀盖161盖设在阀芯162的外部，用于对阀芯162进行防护。所述阀芯162上设有出油管1621，通过旋松阀芯162可使变压器中的油液经出油管1621流出。使用该取油装置对变压器进行取油时，先通过阀盖旋拧机构12取下阀盖161，再通过阀芯旋拧机构13对阀芯162进行旋拧，当阀芯162向外旋拧一定距离后，变压器内部的油液即可沿出油管1621流出。

继续参阅图2，该取油装置中，所述阀盖旋拧机构12包括阀盖旋拧转轴和阀盖旋拧套筒121，所述阀盖旋拧转轴转动连接于基座11上，所述阀盖旋拧套筒121固设于阀盖旋拧转轴的前端，阀盖旋拧转轴的后端与驱动机构14相连接。所述阀芯旋拧机构13包括阀芯旋拧转轴132和阀芯旋拧套筒131，所述阀芯旋拧转轴132转动连接于基座11上，所述阀芯旋拧套筒131固设于阀芯旋拧转轴132的前端。所述阀盖旋拧转轴与阀芯旋拧转轴132间隔设置，且阀盖旋拧转轴的轴线平行于阀芯旋拧转轴132的轴线，所述阀芯旋拧转轴132通过同步传动组件15与阀盖旋拧转轴传动连接。具体地，阀盖旋拧转轴和阀芯旋拧转轴132均穿过基座11，阀盖旋拧转轴的前端和阀芯旋拧转轴132的前端均位于基座11的前侧，阀盖旋拧转轴的后端和阀芯旋拧转轴132的后端均位于基座11的后侧。

进一步地，所述同步传动组件15包括两个同步带轮151和一个同步带152，两个同步带轮151分别固设在阀盖旋拧转轴和阀芯旋拧转轴132上，两个同步带轮151之间通过同步带152连接传动。本实施例中，两个同步带轮151分别固定连接在阀盖旋拧转轴和阀芯旋拧转轴132的后端，且均位于基座11的后侧，同步带152绕设在两个同步带轮151上，同步带152与两个同步带轮151啮合传动，从而使阀芯旋拧转轴132与阀盖旋拧转轴具有同样的转速。通过设置同步传动组件15，可通过驱动机构14同步驱动阀盖旋拧机构12和阀芯旋拧机构13，方便控制阀盖旋拧机构12和阀芯旋拧机构13的旋拧速度。

进一步地，所述基座11上间隔设置有第一轴承座111和第二轴承座112，所述阀盖旋拧转轴转动设置在第一轴承座111上，所述阀芯旋拧转轴132转动设置在第二轴承座112上。通过在基座11上设置第一轴承座111和第二轴承座112，可以使阀盖旋拧机构12和阀芯旋拧机构13能够在基座11上转动顺畅。

所述阀盖旋拧套筒121上设有与阀盖上的卡接头相匹配的第一卡接槽1211，所述阀芯旋拧套筒131上设有与阀芯上的卡接头相匹配的第二卡接槽1311。该实施例中，阀盖上的卡接头和阀芯上的卡接头均为外六角型结构，相对应地，所述第一卡接槽1211和第二卡接槽1311均为内六角凹槽。

进一步地，如图3所示，所述阀芯旋拧转轴132的中心开设有取油通道133，所述取油通道133贯穿阀芯旋拧转轴132后端面和第二卡接槽1311。通过在阀芯旋拧转轴132的中心开设取油通道133，当阀芯旋拧机构13将取油阀的阀芯旋松后，从取油阀的出油管流出的油液可经阀芯旋拧转轴132上的取油通道133流出，阀芯旋拧转轴132的后端可连接取油软管，通过取油软管将油液引入取油容器中。该实施例中，所述阀芯旋拧转轴132的后端设有宝塔接头134，取油软管可连接于阀芯旋拧转轴132后端的宝塔接头134上，宝塔接头134能够更牢固地与取油软管连接，防止松脱。进一步地，所述阀芯旋拧机构13中，所述取油通道133靠近第二卡接槽1311的一端开设有油管连接槽1331，所述油管连接槽1331用于与阀芯的出油管相连接。所述油管连接槽1331的内周壁上设有密封圈(图中为示出)，通过在油管连接槽1331的内周壁上设置密封圈，可以保证取油阀阀芯上的出油管与阀芯旋拧机构13连接时实现可靠密封，防止油液在两者连接处泄漏。

该实施例中，取油装置中与阀盖旋拧机构12相连接的驱动机构14为电机。可以理解的是，所述驱动机构14还可以为气动马达或液压马达，本发明对此不作任何限定。该取油装置安装于变压器运维取油机器人的机械臂末端时，可将基座11和驱动机构14分别固定连接在机械臂上，也可将驱动机构14固定连接在基座11上，再将基座11固定连接在机械臂上。

该取油安装于变压器运维取油机器人的机械臂末端，通过机械臂操控取油装置对变压器进行自动取油，利用该取油装置对变压器进行自动取油的方法包括如下步骤：

将阀盖旋拧机构12的阀盖旋拧套筒121对准取油阀16的阀盖161，将阀盖旋拧套筒121套在阀盖161的外部，并通过驱动机构14带动阀盖旋拧机构12旋转进而对阀盖161进行旋拧，如图5所示。

阀盖旋拧套筒121旋转将阀盖161旋拧至脱离阀体163，机械臂操控取油装置后退，暴露出阀芯162；然后机械臂操控取油装置移动使阀芯旋拧机构13的阀芯旋拧套筒131对准取油阀16的阀芯162，将阀芯旋拧套筒131套在阀芯162的外部，并通过驱动机构14带动阀芯旋拧机构13旋转进而对阀芯162进行旋拧，如图6所示。将阀芯162旋松至一定程度，变压器中的油液即可沿阀芯162上的出油管1621流出，进而经阀芯旋拧机构13上的取油通道133流出，阀芯旋拧机构13后端连接取油软管可将油液引入取油容器中。

完成取油后，旋紧阀芯162，并将阀盖161重新盖回阀芯162的外部，完成取油工作。

实施例二：

本实施例中的变压器运维取油装置与实施例一所不同的是，仅在于取油装置的结构形式的不同。

具体地，参见图7和图8，本实施例中，所述取油装置除包括基座21、阀盖旋拧机构22和阀芯旋拧机构23外，还包括油道盖旋拧机构24和对接油道25。所述阀盖旋拧机构22、阀芯旋拧机构23以及油道盖旋拧机构24均转动设置于所述基座21上，且所述阀芯旋拧机构23和油道盖旋拧机构24均与所述阀盖旋拧机构22同步传动连接；阀盖旋拧机构22用于与旋转驱动件相连接，通过旋转驱动件提供旋转驱动力，旋转驱动件为电机或液压马达；所述基座21上向外延伸设置有水平滑轨215，所述水平滑轨215位于所述阀芯旋拧机构23下方预设距离处，所述水平滑轨215的延伸方向平行于所述阀芯旋拧机构23的轴线，所述对接油道25滑动设置于所述水平滑轨215上。

如图11所示，为本实施例中的取油装置所针对的变压器取油阀的结构示意图。该变压器取油阀28包括阀体285、阀盖281、阀芯282、油道管284和油道盖283，所述阀体285水平方向的一侧螺接有阀芯282和阀盖281，阀盖281盖设在阀芯282的外部，所述阀体285的下方竖向设置有油道管284，所述油道管284上螺接有油道盖283。使用该取油装置对变压器进行取油时，先通过阀盖旋拧机构22取下阀盖281，再通过油道盖旋拧机构24取下油道盖283，将对接油道25与阀体285上的油道管284相连接后，通过阀芯旋拧机构23向外旋拧阀芯282，阀芯282向外旋拧一定距离后，变压器内部的油液即可沿油道管284经对接油道25流出。

该取油装置中，所述阀芯旋拧机构23和所述油道盖旋拧机构24均与所述阀盖旋拧机构22同步传动连接，因此，仅需设置一套旋转驱动件与阀盖旋拧机构22相连接，即可通过旋转驱动件驱动阀盖旋拧机构22、阀芯旋拧机构23以及油道盖旋拧机构24同步转动，从而使取油装置结构紧凑，实现整体结构的小型化，方便在空间狭小的工作环境中使用。该取油装置可通过基座21安装于机械臂上，由机械臂对取油装置的位置与姿态进行控制，以实现对变压器自动取油，能够降低人工作业强度，提高取油效率，以及提高作业时的安全性。

具体地，所述阀盖旋拧机构22和阀芯旋拧机构23均转动设置于基座21的上部，所述阀盖旋拧机构22和阀芯旋拧机构23沿水平方向间隔设置，所述阀芯旋拧机构23的轴线平行于阀盖旋拧机构22的轴线；所述油道盖旋拧机构24转动设置于基座21的前部，所述油道盖旋拧机构24的轴线垂直于阀盖旋拧机构22的轴线。所述阀芯旋拧机构23通过第一传动组件与阀盖旋拧机构22同步传动连接；所述油道盖旋拧机构24通过第二传动组件与阀盖旋拧机构22同步传动连接。该实施例中，所述基座21包括主基座210、第一基座211、第二基座212、第三基座213和第四基座214，所述第一基座211和第二基座212分别设置在所述主基座210的顶部和底部，所述主基座210设有向前侧延伸的延伸段，所述第三基座213设置在所述延伸段的前侧，所述第四基座214设置在主基座210的顶部，且所述第四基座214与第一基座211水平间隔设置；所述阀盖旋拧机构22转动设置在第一基座211上，所述阀芯旋拧机构23转动设置在第四基座214上，所述油道盖旋拧机构24转动设置在第三基座213上。

进一步地，所述阀盖旋拧机构22包括主轴222和阀盖卡接件221，所述主轴222转动连接于基座21上，阀盖卡接件221固设于主轴222的前端，主轴222的后端用于与旋转驱动件相连接；所述阀芯旋拧机构23包括阀芯旋拧转轴232和阀芯卡接件231，阀芯旋拧转轴232转动连接于基座21上，阀芯卡接件231固设于阀芯旋拧转轴232的前端；所述油道盖旋拧机构24包括油道盖旋拧转轴242和油道盖卡接件241，油道盖旋拧转轴242转动连接于基座21上，油道盖卡接件241固设于油道盖旋拧转轴242的上端。具体地，在该实施例中，所述主轴222转动连接于第一基座211上，主轴222与第一基座211之间设置有铜套或轴承，主轴222的前后两端分别位于第一基座211的前后两侧；所述阀芯旋拧转轴232转动连接于第四基座214上，阀芯旋拧转轴232与第四基座214之间设置有铜套或轴承，阀芯旋拧转轴232的前后两端分别位于第四基座214的前后两侧；所述油道盖旋拧转轴242转动连接于第三基座213上，油道盖旋拧转轴242与第三基座213之间设置有铜套或轴承，油道盖旋拧转轴242的上下两端分别位于第三基座213的上下两侧。该实施例中，阀盖卡接件221为一端开口的筒状结构，阀盖281的外圆周面上均布有多个沿其轴向延伸的凸棱，阀盖卡接件221的内圆周面上均布有多个沿其轴向延伸的凹槽，阀盖卡接件221上的多个凹槽与阀盖281上的多个凸棱相吻合，从而使阀盖卡接件221套设在阀盖281上后能够在两个方向上对阀盖281进行旋拧；所述阀芯282上开设有一字槽，所述阀芯卡接件231为与所述一字槽相匹配的一字型板状结构，阀芯卡接件231可插入到阀芯282的一字槽中，从而能够在两个方向上对阀芯282进行旋拧。

参见图7和图8，所述第一传动组件包括两个第一同步带轮261和一个第一同步带262，两个所述第一同步带轮261分别固设在所述主轴222和所述阀芯旋拧转轴232上，两个所述第一同步带轮261之间通过所述第一同步带262连接传动。该实施例中，两个第一同步带轮261分别固定连接在主轴222和阀芯旋拧转轴232的后端，第一同步带262绕设在两个第一同步带轮261上，第一同步带262与两个第一同步带轮261啮合传动，从而使阀芯旋拧转轴232与主轴222具有同样的转速。

参见图7和图8，所述第二传动组件包括两个第二同步带轮271、第二同步带272、传动转轴273以及两个锥齿轮274；其中，所述传动转轴273转动连接于所述基座21的下部，两个所述第二同步带轮271分别固设在所述主轴222和所述传动转轴273上，两个所述锥齿轮274分别固设在所述传动转轴273的前端和所述油道盖旋拧转轴242的下端，两个所述第二同步带轮271之间通过所述第二同步带272连接传动，两个所述锥齿轮274啮合传动。具体地，在该实施例中，传动转轴273转动连接在第二基座212上，传动转轴273与第二基座212之间设置有铜套或轴承，传动转轴273的前后两端分别位于第二基座212的前后两侧，两个第二同步带轮271分别固定连接在主轴222和传动转轴273的后端，主轴222上的第二同步带轮271和第一同步带轮261并列设置，第二同步带272绕设在两个第二同步带轮271上，第二同步带272与两个第二同步带轮271啮合传动，从而使传动转轴273与主轴222具有同样的转速；油道盖旋拧转轴242与传动转轴273之间通过两个啮合的锥齿轮274进行传动，从而使油道盖旋拧转轴242与传动转轴273具有同样的转速。

进一步地，所述油道盖卡接件241包括外壳2411和盖板2412；其中，所述外壳2411为一端开口另一端封闭的圆筒状结构，外壳2411的封闭端固设在油道盖旋拧转轴242的上端；所述盖板2412的中心开设有供油道盖283通过的通孔，盖板2412固设在外壳2411的封闭端；所述外壳2411的内周壁上设有两组棘齿，每组棘齿分别包括沿外壳2411周向均匀分布的多个棘齿2413，两组棘齿的止动方向相反。参见图9和图10，该实施例中，所述外壳2411的内周壁上开设有两组凹槽，每组凹槽分别包括沿外壳2411周向均匀分布的多个凹槽，凹槽沿外壳2411的轴向方向延伸设置，两组凹槽的开口方向相反，两组棘齿对应设置在两组凹槽中，当油道盖卡接件241向某一个方向旋转时，总有一组棘齿在摩擦力的作用下向内收缩，与内部的油道盖283咬紧，在此结构下，能够确保油道盖卡接件241既可旋松也可拧紧油道盖283。具体实施时，各个凹槽中可分别固设一个沿外壳2411轴向方向设置的支撑杆，棘齿2413转动设置在支撑杆上，且棘齿2413的一端延伸至凹槽外部，棘齿2413能够在凹槽中小角度偏转，从而使外壳2411中的两组棘齿能够对油道盖283在两个方向上进行旋拧。

进一步地，所述水平滑轨215上滑动设置有滑块216，所述对接油道25固设于所述滑块216上。参见图8，该实施例中，所述水平滑轨215设于主基座210的前侧，所述水平滑轨215的数量为两个，两个水平滑轨215平行且间隔设置，所述滑块216的两侧开设有与水平滑轨215相匹配的滑槽，所述滑块216通过其两侧的滑槽滑动连接于两个水平滑轨215上。

进一步地，所述对接油道25竖向穿过滑块216，对接油道25的上端设有用于与取油阀的油道管284相连接的油道接头251，所述油道接头251内设有密封圈，所述对接油道25的下端设有管道接头252。取油时，油道接头251与取油阀的油道管284相连接，油道接头251内的密封圈对两者连接处进行密封，防止油液泄漏；管道接头252可连接软管，从而将取出的油液引入取样容器中。

进一步地，所述滑块216与基座21之间还设置有弹簧217，所述弹簧217的两端分别连接在所述基座21和所述滑块216上。本实施例中，所述弹簧217为圆柱螺旋压缩弹簧，所述弹簧217的数量为两个，两个弹簧217分别对称地设置在水平滑轨215的上下两侧。通过在滑块216与基座21之间弹簧217，可以使对接油道25在弹簧217的作用下与阀芯旋拧机构23的阀芯卡接件231间隔预设距离，可使对接油道25与油道管284连接时，阀芯卡接件231与阀芯282之间能够间隔一定距离，避免发生干涉。

该取油装置通过基座21安装于变压器运维取油机器人机械臂的末端，通过机械臂操控取油装置对变压器进行自动取油，利用该取油装置对变压器进行自动取油的方法包括如下步骤：

将阀盖卡接件221对准取油阀的阀盖281，将阀盖卡接件221套在阀盖281的外部，并对阀盖281进行旋拧，如图12所示。

阀盖卡接件221旋转将阀盖281旋拧至脱离阀体285，机械臂操控取油装置后退，使油道盖卡接件241对准取油阀的油道盖283，将油道盖卡接件241套在油道盖283的外部，并对油道盖283进行旋拧，如图13所示。

油道盖卡接件241旋转将油道盖283旋拧至脱离阀体285，机械臂操控取油装置位置发生运动，使对接油道25上端的油道接头251对准取油阀的油道管284，将油道接头251套在油道管284上，形成密封，如图14所示。

机械臂操控取油装置前进，使阀芯卡接件231与阀芯282卡接，阀芯卡接件231靠近阀芯282的过程中，对接油道25在水平滑轨215上滑动；阀芯卡接件231对阀芯282旋拧，将阀芯282旋松至一定程度，变压器中的油液即可沿油道管284和对接油道25流出，如图15所示。

完成取油后，旋紧阀芯282，对接油道25脱离，并依次对接、旋紧油道盖283和阀盖281，完成取油工作。

综上所述，本发明提供的变压器运维取油机器人，通过移动底盘可移动至作业区域，通过机械臂末端的取油装置对变压器进行取油操作，代替人工取油，能够降低人工作业强度，同时能够提高取油效率和取油作业时的安全性；其中，机械臂末端的取油装置可通过驱动机构同时带动阀盖旋拧机构和阀芯旋拧机构同步转动，使得取油装置结构紧凑，可实现取油装置整体结构的小型化，以方便在狭小空间内使用。

应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种变压器运维取油机器人，其特征在于，包括：移动底盘、机械臂以及取油装置；其中，

所述移动底盘用于在作业环境下自主运动；

所述取油装置设置在所述机械臂的末端，所述取油装置用于与变压器的取油阀相对接以进行旋拧和取油操作；

所述机械臂设置在所述移动底盘上，用于对所述取油装置的位置和姿态进行控制；

所述取油装置包括基座、阀盖旋拧机构以及阀芯旋拧机构，所述阀盖旋拧机构和所述阀芯旋拧机构均转动设置于所述基座上，所述阀盖旋拧机构与驱动机构相连接，所述阀芯旋拧机构与所述阀盖旋拧机构同步传动连接。

2.根据权利要求1所述的变压器运维取油机器人，其特征在于，所述移动底盘为履带式移动底盘。

3.根据权利要求1所述的变压器运维取油机器人，其特征在于，所述移动底盘的顶部设置有回转支承台，所述机械臂连接在所述回转支承台上。

4.根据权利要求3所述的变压器运维取油机器人，其特征在于，所述机械臂为液压机械臂，包括多个转臂和多个液压油缸，多个所述转臂之间转动连接，相邻的转臂之间通过所述液压油缸驱动连接。

5.根据权利要求1所述的变压器运维取油机器人，其特征在于，还包括图像识别模块，所述图像识别模块用于获取并分析变压器的取油阀的位置。

6.根据权利要求1-5任一项所述的变压器运维取油机器人，其特征在于，所述阀盖旋拧机构包括阀盖旋拧转轴和阀盖旋拧套筒，所述阀盖旋拧转轴转动连接于所述基座上，所述阀盖旋拧套筒固设于所述阀盖旋拧转轴的前端，所述阀盖旋拧转轴的后端与所述驱动机构相连接；

所述阀芯旋拧机构包括阀芯旋拧转轴和阀芯旋拧套筒，所述阀芯旋拧转轴转动连接于所述基座上，所述阀芯旋拧套筒固设于所述阀芯旋拧转轴的前端；

所述阀盖旋拧转轴与所述阀芯旋拧转轴间隔设置，且所述阀盖旋拧转轴的轴线平行于所述阀芯旋拧转轴的轴线，所述阀芯旋拧转轴通过同步传动组件与所述阀盖旋拧转轴传动连接。

7.根据权利要求6所述的变压器运维取油机器人，其特征在于，所述阀盖旋拧套筒上设有与阀盖上的卡接头相匹配的第一卡接槽，所述阀芯旋拧套筒上设有与阀芯上的卡接头相匹配的第二卡接槽；

所述阀芯旋拧转轴的中心开设有取油通道，所述取油通道贯穿所述阀芯旋拧转轴后端面和所述第二卡接槽。

8.根据权利要求1-5任一项所述的变压器运维取油机器人，其特征在于，所述取油装置还包括油道盖旋拧机构和对接油道；

所述油道盖旋拧机构转动设置于所述基座上，所述油道盖旋拧机构与所述阀盖旋拧机构同步传动连接；

所述基座上向外延伸设置有水平滑轨，所述水平滑轨位于所述阀芯旋拧机构下方预设距离处，所述水平滑轨的延伸方向平行于所述阀芯旋拧机构的轴线，所述对接油道滑动设置于所述水平滑轨上。

9.根据权利要求8所述的变压器运维取油机器人，其特征在于，所述阀盖旋拧机构和所述阀芯旋拧机构均转动设置于所述基座的上部，所述阀盖旋拧机构和所述阀芯旋拧机构沿水平方向间隔设置，所述阀芯旋拧机构的轴线平行于所述阀盖旋拧机构的轴线；

所述油道盖旋拧机构转动设置于所述基座的前部，所述油道盖旋拧机构的轴线垂直于所述阀盖旋拧机构的轴线；

所述阀芯旋拧机构通过第一传动组件与所述阀盖旋拧机构同步传动连接；所述油道盖旋拧机构通过第二传动组件与所述阀盖旋拧机构同步传动连接。

10.根据权利要求9所述的变压器运维取油机器人，其特征在于，所述阀盖旋拧机构包括主轴和阀盖卡接件，所述主轴转动连接于所述基座上，所述阀盖卡接件固设于所述主轴的前端，所述主轴的后端用于与旋转驱动件相连接；

所述阀芯旋拧机构包括阀芯旋拧转轴和阀芯卡接件，所述阀芯旋拧转轴转动连接于所述基座上，所述阀芯卡接件固设于所述阀芯旋拧转轴的前端；

所述油道盖旋拧机构包括油道盖旋拧转轴和油道盖卡接件，所述油道盖旋拧转轴转动连接于所述基座上，所述油道盖卡接件固设于所述油道盖旋拧转轴的上端；

所述第一传动组件包括两个第一同步带轮和一个第一同步带，两个所述第一同步带轮分别固设在所述主轴和所述阀芯旋拧转轴上，两个所述第一同步带轮之间通过所述第一同步带连接传动；

所述第二传动组件包括两个第二同步带轮、第二同步带、传动转轴以及两个锥齿轮；所述传动转轴转动连接于所述基座的下部，两个所述第二同步带轮分别固设在所述主轴和所述传动转轴上，两个所述锥齿轮分别固设在所述传动转轴的前端和所述油道盖旋拧转轴的下端，两个所述第二同步带轮之间通过所述第二同步带连接传动，两个所述锥齿轮啮合传动。

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