CN118130169A - 一种自动油样采集机器人及其取油方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种自动油样采集机器人及其取油方法，可以自动定位导航到取油暂存设备或者变压站/器旁，自动油样采集机器人与取油暂存设备或者变压站/器完成自动对接，解决现有变压器油样采集效率低、采样人员安全存在隐患，油样完全暴露在了空气中的问题，包括：自动导航模块，用于使自动油样采集机器人通过所述自动导航模块自动导航定位到取油暂存设备或者变压站/器；机械臂对接模块，用于使自动油样采集机器人完成与取油暂存设备或者变压站/器的自动对接；油路模块，用于使自动油样采集机器人完成油样采集工作。

Description

一种自动油样采集机器人及其取油方法

技术领域

本申请涉及采油机器人技术领域，特别是涉及一种自动油样采集机器人及其自动油样采集机器人自动取油方法。

背景技术

绝缘油色谱检测技术能有效发现和诊断充油类设备内部是否发生放电、过热等异常故障。而变压器、油浸式电抗器作为一种大型充油设备，若其内部发生故障，存在一定燃爆风险。若此时在现场开展人工离线油样采集工作，存在高危作业风险，严重危及作业人员人身安全。

近年来，随着变压器产品安全性要求的不断提高，智能自动油色谱产品也在不断普及，但目前市面上的取油操作普遍需要人工在变压器上取油，在对于出现故障的变压器需进行油色谱异常诊断分析时，仍需要进行人工紧急取油，会对取油人员造成很大的安全隐患。

人工取油的方式使油样完全暴露在了空气中，导致油样污染，测试效果不理想，人工取油还有安全风险。

发明内容

本申请提供了一种自动油样采集机器人，可以自动定位导航到取油暂存设备或者变压站/器旁，自动油样采集机器人与取油暂存设备或者变压站/器完成自动对接，将油样在密封的前提下采集到自动油样采集机器人的容器内，自动油样采集机器人将油样送至安全区域，以便人员安全取拿，完成取样。解决现有变压器油样采集效率低、采样人员安全存在隐患，油样完全暴露在了空气中的问题。

为了实现上述目的，本申请提供了一种自动油样采集机器人，包括：

自动导航模块，用于使自动油样采集机器人通过所述自动导航定位到取油暂存设备或者变压站/器；

机械臂对接模块，用于使自动油样采集机器人完成与取油暂存设备或者变压站/器的自动对接；

油路模块，用于使自动油样采集机器人完成油样采集工作。

优选的，所述机械臂对接模块包括设在机械臂上的深度相机，所述取油暂存设备或者变压站/器上设有公对接模块，所述公对接模块包括识别码，所述深度相机通过识别所述识别码将所述机械臂对接模块与所述公对接模块完成初步定位。

优选的，所述机械臂对接模块包括初步定位销，所述公对接模块包括对接矫正圆环、初次对接光电，所述初步定位销插入所述对接矫正圆环并且所述初次对接光电感应到所述初步定位销时初次对接完成。

优选的，所述机械臂对接模块包括矫正对接板，所述矫正对接板和所述对接矫正圆环的端面均设有对接平面，所述机械臂对接模块和所述公对接模块对接后所述矫正对接板和所述对接矫正圆环的对接平面紧密贴合。

优选的，所述机械臂上设有利于所述矫正对接板和所述对接矫正圆环对接的3D浮动结构。

优选的，所述机械臂对接模块包括到位定位珠，所述公对接模块包括旋转到位光电，初次对接完成后，所述机械臂旋转至旋转到位光电感应到所述初步定位销和到位定位珠孔内，初次对接水平和旋转自锁完成。

优选的，所述机械臂对接模块还包括电机、梯形丝杆一、定位销孔，所述公对接模块包括定位销，初次对接水平和旋转自锁完成后，所述电机启动，所述梯形丝杆一向公对接模块水平移动，所述定位销插入到定位销孔，完成高精度定位。

优选的，所述机械臂对接模块还包括公接头、公接头接近光电、公接头固定板，所述公对接模块包括母接头接近光电、母接头、母接头浮动板，所述母接头接近光电感应到公接头固定板、公接头接近光电感应到母接头浮动板后，所述电机停止，所述公接头和母接头完全对接。

优选的，所述油路模块包括差压传感器、标压腔体，自动油样采集机器人在取油对接后，通过所述差压传感器完成机器人的密封性检测，通过标压腔体和对接头处的管路进行差压对比以确定是否为密封。

优选的，所述油路模块包括废油收集器、废油收集器液位传感器、油缸，控制油样通过油管进入到自动油样采集机器人，所述油缸开始进行油路和油样桶润洗，清润洗后的废油进入废油收集器，废油收集器上的液位传感器感应油位变化，当废油收集器剩余的空间不能满足下次润洗的时候，废油收集器上的液位传感器开始报警。

优选的，所述油路模块包括油样针筒一、油样电机，润洗完成后，油样电机带动油样针筒一工作使油样进入油样针筒一。

优选的，所述油路模块包括第二油路系统、第二油路控制模块、油样采样模块、以及第二气路监测模块，

所述第二油路控制模块用于控制第二油路系统工作，

所述第二气路监测模块与所述第二油路控制模块通信连接，用于判断气密性检测通过并反馈给所述第二油路控制模块。

优选的，所述第二油路系统包括第二主管路、第三油缸，所述第二油路控制模块包括第十三电磁阀、第七电机，所述第十三电磁阀设在所述第二主管路、第三油缸之间，所述第三油缸通过第七电机控制工作。

优选的，所述第二油路控制模块还包括第十电磁阀，所述第十电磁阀设在所述第二主管路、油样采样模块之间。

优选的，所述油样采样模块包括针筒，所述针筒通过第四电机控制工作。

优选的，所述第二油路控制模块还包括设在第二主管路上的第八电磁阀。

优选的，所述第二油路系统包括第三油室，所述第二油路控制模块包括设在所述第三油室和第二主管路之间的第九电磁阀。

优选的，所述第二气路监测模块包括设在第三油室和第二主管路之间的第四压力传感器。

优选的，还包括与第三油缸连接的废油收集器，所述第二油路控制模块包括设在所述第四废油收集器与所述第三油缸之间的第十四电磁阀。

一种自动油样采集机器人自动取油方法，所述自动油样采集机器人采用如上所述的自动油样采集机器人，其特征在于，所述方法包括：

所述自动油样采集机器人导航定位到取油桩或变电站并完成自动油样采集机器人与取油桩或变电站自动带压对接；

对取油桩或变电站到自动油样采集机器人的管路进行密封性检测；

对自动油样采集机器人上的管路进行清洗；

对自动油样采集机器人上的油样采样模块进行润洗后进行自动取油。

优选的，清洗过所述自动油样采集机器人上的管路的油排入废油收集器。

根据上述内容，本申请的有益效果是：

自动油样采集机器人定位导航到取油暂存设备或者变压站/器旁，自动油样采集机器人与取油暂存设备或者变压站/器完成自动对接，将油样在密封的前提下采集到自动油样采集机器人的容器内，自动油样采集机器人将油样送至安全区域，以便人员安全取拿，完成取样。解决现有变压器油样采集效率低、采样人员安全存在隐患，油样完全暴露在了空气中的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1是自动油样采集机器人整体方案示意图。

图2是自动油样采集机器人示意图。

图3是机械臂对接模块示意图。

图4是取油暂存设备或者变压站/器对接模块示意图。

图5是对接模块完成示意图。

图6是自动在线充电模块简图。

图7是油路模块简图一。

图8是油路模块简图二。

图9是针筒自动取样机构简图。

图10是对接头停泊模块机构简图。

图11是自动油样采集机器人取油过程的示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本申请公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本申请揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本申请公开的内容不充分。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。

除非另作定义，本申请所涉及的技术术语或者科学术语应当为本申请所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本申请所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块（单元）的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本申请所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本申请所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。本申请所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。

参见图1至图10，本申请一种自动油样采集机器人主要包括取油暂存设备1或者变压站/器、机械臂对接模块2、自动在线充电模块3、行走底盘模块4、油路模块5、自动导航和语音识别模块6、对接头停泊模块7通信和控制模块、操控面板10、急停按钮8、信号指示灯9和天线11等模块。该自动油样采集机器人通过自动导航模块和语音识别模块6自动导航定位到取油暂存设备1或者变压站/器，机械臂对接模块2通过识别取油暂存设备1或者变压站/器上的识别码，完成自动油样采集机器人与取油暂存设备1或者变压站/器的自动对接，对接机构具有无泄漏、带油压、不脱气的优点，其中，识别码优选为二维码。

自动油样采集机器人上的油路模块5完成油样采集工作，机器人上设置云台，可以远程观察对接效果和观察机器人周围的状况，自动油样采集机器人在行走的过程中，机械臂上的对接模块，停靠在接驳台7上，可以保证机器人在行走的过程中，对机械臂和对接模块的保护，防止空气中的灰尘和雨水对对接模块的污染。自动油样采集机器人将取好的油样送达安全区域；测试人员直接取下油样针筒，并放置新的油样针筒，完成自动取油。

具体的，自动油样采集机器人自动完成对接主要有取油暂存设备1或者变压站/器和机械臂对接模块2两个模块完成。

取油暂存设备1或者变压站/器包括二维码110、母接头浮动板109浮动固定件101、初次对接光电102、旋转到位光电103、对接矫正圆环104、母接头接近光电105、母接头106、定位销107、矫正孔108。机械臂对接模块2包括公接头201、定位销孔202、初步定位销203、公接头接近光电204、到位定位珠205矫正对接板209、3D浮动结构208、深度相机207、补光灯206、同步带轮210、油管211、电机212、梯形丝杆一213、公接头固定板214等部件。

其中，机械臂上的深度相机207通过识别取油暂存设备1上的二维码110，将机械臂对接模块与取油暂存设备1或者变压站/器上的公对接模块完成初步定位，3个初步定位销203插入到3个对接矫正圆环104，初次对接光电102感应到3个初步定位销203中的一个，初次对接完成，为了保证矫正对接板209和对接矫正圆环104两个件的平行度，同时保证两个件面紧密贴合，设计了3D浮动结构208。

初次对接完成后，机械臂旋转30度，旋转到位光电103感应到3个初步定位销203中的一个，同时到位定位珠205孔内，初次对接水平和旋转自锁完成，电机212开始启动，梯形丝杆一213开始向油暂存设备1或者变压站/器上的公对接模块水平移动，定位销107插入到定位销孔202，完成高精度定位，待到母接头接近光电105感应到公接头固定板214，公接头接近光电204感应到母接头浮动板109，两个光电同时感应到后，电机212停止，就保证了公接头201和母接头106的完全对接，可以进行采油工作。

如图5所示，为了保证对接压力和密封性，选用了梯形丝杆，梯形丝杆有自锁性，保证了电机断电后，对接的可靠性。取油完成后，电机212翻转，按照倒序依次执行动作，完成自动对接模块的分离。

机械臂的控制模块主要由机械控制盒413、稳压电源模块411和机械臂固定座410组成。

如图6所示，自动在线充电模块3的充电铜排正极302和负极301与二极管305连接，二极管305一边和电池模组304相连，一边和控制模块连接，二极管305具有短路保护的功能。

如图7、图8和图9所示，油路模块5包括废油收集器502、废油收集器液位传感器501、油样针筒一503、油样针筒二504、油样针筒三505、电磁阀506、油管507、标压腔体508、废油残存感应腔509、废油控制阀510、差压传感器511、油缸512、I/O板513、控制板514、废油残存感应腔液位传感器515、油样浮动板518、油样推板519、油样把手固定座520、快拆把手521、挡块522、油样上固定板523、最大行程感应光电524、原点感应光电525、油样电机526、联轴器527、梯形丝杆二528、导向杆529、固定架530等。油路模块5的工作原理是：

自动油样采集机器人在取油对接后，差压传感器511完成机器人的密封性检测，标压腔体508和对接头处的管路，进行差压对比，差压传感器511在合理数值内，确定为密封，阀门打开，油样通过油管进入到机器人，油缸512开始进行油路和油样桶润洗，油样电机526启动，带动梯形丝杆二528运动，油样的浮动机构，保护油样桶的安全，防止拉坏，油样电机526尾部有磁性编码器，对油样进行闭环控制，保证采样的可靠性和稳定性。清润洗后的废油进入废油收集器502，废油收集器上的液位传感器501，感应油位变化，当废油收集器剩余的空间不能满足下次润洗的时候，废油收集器上的液位传感器501开始报警，提醒工作人员排出废油，润洗完成后，油样开始进入油样针筒一503，等到满足采集量后，针筒电机停止下降。完成油样采集，同时根据设计需求，自动油样采集机器人可以一次采样3瓶油样，即油样针筒一503、油样针筒二504、油样针筒三505。

本实施例中，自动油样采集机器人在行走的过程中，机械臂对接模块停靠在对接头停泊模块7上，对接头停泊模块7主要由接驳台701、水倒流口702、对接头到位光电703和导向口704组成，对接头停泊模块7可以保证机器人在行走的过程中，对机械臂和对接头的保护，防止空气中的灰尘和雨水对对接头的污染。

本实施例还提供一种自动油样采集机器人的自动取油方法，包括：

自动油样采集机器人导航定位到取油桩或变电站并完成自动油样采集机器人与取油桩或变电站自动带压对接；

对取油桩或变电站到自动油样采集机器人的管路进行密封性检测；

对自动油样采集机器人上的管路进行清洗；

对自动油样采集机器人上的油样采样模块进行润洗后进行自动取油。

该自动油样采集机器人完整的工作步骤如下：

1、测试人员发送采油指令，自动油样采集机器人通过3D激光传感器、避障传感器、2D激光自动导航定位到取油暂存设备1旁；

2、机械臂上的深度相机203通过识别取油暂存设备1上的二维码，完成自动油样采集机器人公接头201与取油暂存设备1上的母接头102初步对接，通过机械臂的旋转和电机212的控制，完成精准对接；

3、通过机器人上的云台，可以远程观察对接效果和机器人周围的状况，机械臂上也有补光灯206，可以在晚上的时候提供光照，辅助深度相机207识别取油桩上的二维码，完成对接，保证全天候对接，对接机构具有无泄漏、带油压、不脱气的优点；

4、油路模块5开始进行采油的准备工作，首先进行对接机构的密封性检测，动油样采集机器人在取油对接后，差压传感器511完成机器人的密封性检测，标压腔体508和对接头处的管路，进行差压对比，差压传感器511在合理数值内，确定为密封，阀门打开，油样通过油管进入到机器人，油缸512开始进行油路和油样桶润洗，润洗完成后，开始进行采油样步骤，油样采集完成后，对接头进行分离；

5、自动油样采集机器人将取好的油样送达安全区域；测试人员通过旋转快拆把手521取下油样，并放置新的油样针筒，自动油样采集步骤完成。

参见图11，下面以取油暂存设备1为取油桩为例对取油桩从变压器取油、自动油样采集机器人从取油桩取油的原理和过程进行进一步详细说明：

该取油桩包括油样存储容器、第一油路系统、第一油路控制模块、第一信号处理模块、以及第一气路监测模块，所述油样存储容器包括用于存储管路里残留的油的死油区、用于存储从变压器抽取引出的油样的活油区以及第一废油收集器，所述第一油路控制模块用于控制第一油路系统工作，所述第一信号处理模块与所述第一油路控制模块通信连接，用于将接收到的采样指令传递给所述第一油路控制模块，所述第一气路监测模块与所述第一油路控制模块通信连接，用于判断气密性检测通过并反馈给所述第一油路控制模块。

其中，第一油路系统包括第一主管路11，油样存储容器包括第一油缸A1、第二油缸A2、第一废油收集器A3，其中第一油缸为活油区、第二油缸为死油区，第一废油收集器可以采用废油桶等形式，第一主管路通过第一支管路连接所述第一油缸，第一主管路通过第二支管路连接所述第二油缸，第一油路控制模块包括设在所述第一主管路上的第二电磁阀YA2、设在第一支管路上的第三电磁阀YA3、设在第二支管路上的第五电磁阀YA5、第一电机M1、以及第二电机M2，第一油缸通过第一电机控制工作，第二油缸通过第二电机控制工作。

本实施例中，第一废油收集器为一废油桶，第一废油收集器与所述第一主管路通过第三支路连接，所述第一油路控制模块包括设在所述第三支路上的第七电磁阀YA7，所述废油收集器设有第二液位传感器LS2。

第一主管路通过第四支路连接有第一油室#1，第一油室上设有第一液位传感器LS1，所述第一油路控制模块包括设在所述第四支路上的第四电磁阀YA4，所述第一气路监测模块包括通过油雾过滤器与所述第一油室连接的真空泵、设在所述第一主管路前端处的第二压力传感器PT2、设在所述第一主管路后端处的第三压力传感器PT3。

取油桩还包括设在第一主管路上的过滤模块也即过滤器，第一气路监测模块还包括设在所述第一主管路前端与变压器对接处的第一压力传感器PT1，所述过滤模块位于所述第一压力传感器和第二压力传感器之间，所述第一主管路前端与变压器对接处还设有第一电磁阀YA1。

另外，取油桩还包括设在第一主管路后端处的第三压力传感器后端的第六电磁阀YA6，设在第一主管路后端处位于第三压力传感器和第六电磁阀之间的第二油室#2，第二油室上设有第三液位传感器LS3。

油路模块5包括第二油路系统、第二油路控制模块、油样采样模块、以及第二气路监测模块，所述第二气路监测模块与所述第二油路控制模块通信连接，用于判断气密性检测通过并反馈给所述第二油路控制模块。具体包括第二主管路12（油管507）、第三油缸A3（油缸512），第二油路控制模块包括电磁阀506（第十电磁阀YA10、第十三电磁阀YA13）、第四电机M4（油样电机526）、第七电机M7，所述第十电磁阀设在所述第二主管路、油样针筒一503/油样针筒二504/油样针筒三505之间，所述第十三电磁阀设在所述第二主管路、第三油缸之间，所述油样针筒一503/油样针筒二504/油样针筒三505通过第四电机控制工作，所述第三油缸通过第七电机控制工作，第二主管路在第二主管路前部设有第八电磁阀YA8，第三油室#3即标压腔体508，在第三油室#3和第二主管路之间设有第九电磁阀YA9，在第三油室和第二主管路之间设有第四压力传感器PT4（即差压传感器511），在第四废油收集器与第三油缸之间设有第十四电磁阀YA14。

取油桩从变压器中取油至油样存储容器中时，取油桩第一信号处理模块在接收到后台下发采样指令后，将指令通过有线形式传递给第一油路控制模块的主控板，主控板控制第三电磁阀、第五电磁阀和第七电磁阀打开，控制第一电机、第二电锯推动丝杆推动第一油缸、第二油缸的活塞运动，将缸内残余油全部排出至第一废油收集器。第一废油收集器设有传感器保障废油满后，上传信号至后台平台告警倒油，在推动活塞运动到零位时，行程开关（装有电磁传感器）反馈信号给第一油路控制模块，控制第三电磁阀、第五电磁阀和第七电磁阀关闭，完成残油排出。

然后第一油路控制模块控制打开第二电磁阀、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀，真空泵打开，第一气路监测模块获得第一压力传感器PT1、第二压力传感器PT2、第三压力传感器PT3压力值小于30KPa时，控制真空泵关闭，同时反馈给油路控制模块控制第四电磁阀关闭，持续1-10min，若PT1、PT2、PT3压力数值无变化（表明油路气密性良好），第一气路监测模块判断气密性检测通过。

然后第一气路监测模块判断气密性检测通过反馈给油路控制模块后，控制打开第一电磁阀，关闭第三电池阀，控制第二电机将第二油缸活塞拉至行程最大处，油样进入充满第二油缸，油路控制模块收到第二油缸行程感应传感器信号后关停第二电机，关闭第五电池阀。

接着第三电磁阀打开，驱动第一电机运动，将第一油缸拉至行程最大处，在接收到第一油缸行程传感器信号后关闭第一电机，关闭第三电磁阀、第一电磁阀，完成新鲜的真实油样采样至第一油缸。

自动油样采集机器人从取油桩取油至油样采集模块中时，自动油样采集机器人通过超声波雷达传感器、3D激光传感器、避障传感器自动导航定位到取油桩，机械臂上的深度相机通过识别取油桩上的二维码，完成自动油样采集机器人接头与取油桩的自动带压对接，机械臂上也有补光灯，可以全天候对接，对接机构具有无泄漏、带油压、不脱气的优点。

自动油样采集机器人与取油桩对接上后，通过接近传感器将信号反馈至外引系统和采集系统的控制模块，分别控制打开第六电磁阀，第八电磁阀、第九电磁阀、第十三电磁阀，及第七电机运动，将第三油缸拉至行程最大处，使第六电磁阀发至第三油缸之间管路的油进入第三油缸，同时管路中形成负压，采集系统第二气路监测模块获取差压传感器511也即第四压力传感器PT4压力值为零时（压力值为两侧压差，气路连通时，压力差为零），控制系统控制关闭第九电磁阀、关闭第十三，保压1-10min第二气路监测模块观察差压变送器PT4压力值，若无变化则管路无渗漏，气路气密性检测通过。

气路监测系统反馈气密性检测成功信号至控制系统，驱动第七电机，将第三油缸拉至一定位置（此时V油缸3＝2×V油路），在油缸行程传感器运动到预设位置后，将信号反馈至控制系统控制打开第六电磁阀、第八电磁阀、第十三电磁阀，使新鲜油样进入管路，在第四油室#4液位传感器检测有液位信号后，清洗完毕。

监测系统反馈控制系统控制打开第三电磁阀、第六电磁阀、第八电磁阀、第十电磁阀，驱动第四电机运动带动油样采集模块中针筒拉至刻度最大位置，油样采集模块行程传感器反馈到位信号后，控制系统控制关闭第八电磁阀，打开第六电磁阀、第十电磁阀、第十三电磁阀、第十四电磁阀，并驱动第四电机运动推动针筒至刻度归零位置，将进入针筒的油排入采油机器人废油桶中，以完成针筒润洗，将针筒中的杂质和上次取样残余油排至废油收集器，重复步骤1-10次。

在针筒运动到刻度归零位置，行程传感器接收信号后，反馈控制系统控制打开第三电磁阀、第六电磁阀、第十电磁阀，驱动第四电机缓慢拉到油样针筒一503/油样针筒二504/油样针筒三505，直至到预设量后，行程传感器反馈信息给控制系统控制第四电机停止运动，完成将油样从取油桩中的第一油缸采至油样针筒一503/油样针筒二504/油样针筒三505中，以完成油样采集作业。

为了避免因长期取油而损耗变压器油，造成变压器油位的下降，在取完样后将第一油缸、第二油缸的油排回变压器。控制系统在收到油样针筒一503/油样针筒二504/油样针筒三505运动到目标行程完成取油的信号后，控制将第一油缸存储的清洗油样和第二油缸存储的采集油样依次排回到变压器本体内，此时先控制系统控制打开第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀，控制第一电机平缓推动第一油缸运动，第一油缸运动到零位后，电磁传感器反馈信号给控制系统控制打开第一电磁阀、第二电磁阀、第五电磁阀，控制第二电机平缓推动，在推至归零的过程中，需要保证第一压力传感器PT1和第二压力传感器PT2的压力值保持120-180Kpa，将第二油缸油排回。

另外，第三油缸的油排入废油收集器也即废油桶，关闭第十三电磁阀，打开第十四电磁阀，将油缸第七电机推至上限位，一个完整的自动油样采集程完成。

本发明中，自动油样采集机器人与取油桩或变压器通过深度相机识别二维码完成自动油样采集机器人公接头与取油桩上的母接头或变压器自动带压密封对接，机械臂上有补光灯，可以全天候对接，对接机构具有无泄漏、带油压、不脱气的优点。

本发明将油样采集到自动油样采集机器人上的针筒内后，自动油样采集机器人将取好的油样送达安全区域以便人员安全取拿，完成取样，测试人员可以直接取下油样针筒，并放置新的油样针筒。整个采样过程中，保证油管内的压力稳定，油路密封。自动油样采集机器人应急采样安全有保障、采样自动检漏排空，流程严谨操作简单、死区残油安全返回，无需放油。自动油样采集机器人完成取油桩到机器人的管路密封性检测、油路润洗、油样采集的工作，润洗的油会进到废油采集器里，废油采集器有液位传感器，可以识别废油采集器的液位，提示工作人员及时倒掉废油。避免人工取油带来的风险，同时保证采样的油未受污染，在保压密封的条件下完成油样采集，解决现有变压器油样采集效率低、采样人员安全存在隐患、采样手法不规范和油样暴露空气中容易污染的问题，具有以下的优点：

1、可以提高工作效率，通过自动油样采集机器人变电站待命，第一时间获取故障初期油样，避免人工赶往变电站的时间差错过关键点油样，实现自动化高效取油样；

2、能够实现机动响应，自动油样采集机器人24小时站端实时在线，可第一时间获取油样，白天和黑夜都可以完成取油，无需繁琐的拧阀门操作；

3、可以保证作业规范、油样安全，自动油样采集机器人支持样品管和接驳检漏，取样作业流程严谨，可有效避免取油滴漏、空气误入变压器、油样污染失效等问题。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (21)

1.一种自动油样采集机器人，其特征在于，包括：

自动导航模块，用于使自动油样采集机器人通过所述自动导航模块自动导航定位到取油暂存设备（1）或者变压站/器；

机械臂对接模块（2），用于使自动油样采集机器人完成与取油暂存设备（1）或者变压站/器的自动对接；

油路模块（5），用于使自动油样采集机器人完成油样采集工作。

2.根据权利要求1所述的一种自动油样采集机器人，其特征在于，所述机械臂对接模块（2）包括深度相机（207），所述取油暂存设备（1）或者变压站/器上设有公对接模块，所述公对接模块包括识别码，所述深度相机（207）通过识别所述识别码将所述机械臂对接模块（2）与所述公对接模块完成初步定位。

3.根据权利要求1所述的一种自动油样采集机器人，其特征在于：所述机械臂对接模块（2）包括初步定位销（203），所述公对接模块包括对接矫正圆环（104）、初次对接光电（102），所述初步定位销（203）插入所述对接矫正圆环（104）并且所述初次对接光电（102）感应到所述初步定位销（203）时初次对接完成。

4.根据权利要求3所述的一种自动油样采集机器人，其特征在于：所述机械臂对接模块（2）包括矫正对接板（209），所述矫正对接板（209）和所述对接矫正圆环（104）的端面均设有对接平面，所述机械臂对接模块（2）和所述公对接模块对接后所述矫正对接板（209）和所述对接矫正圆环（104）的对接平面紧密贴合。

5.根据权利要求3所述的一种自动油样采集机器人，其特征在于：还包括利于所述矫正对接板（209）和所述对接矫正圆环（104）对接的3D浮动结构（208）。

6.根据权利要求3所述的一种自动油样采集机器人，其特征在于：所述机械臂对接模块（2）包括到位定位珠（205），所述公对接模块包括旋转到位光电（103），初次对接完成后，机械臂旋转至旋转到位光电（103）感应到所述初步定位销（203）和到位定位珠（205）孔内，初次对接水平和旋转自锁完成。

7.根据权利要求6所述的一种自动油样采集机器人，其特征在于：所述机械臂对接模块（2）还包括电机（212）、梯形丝杆一（213）、定位销孔（202），所述公对接模块包括定位销（107），初次对接水平和旋转自锁完成后，所述电机（212）启动，所述梯形丝杆一（213）向公对接模块水平移动，所述定位销（107）插入到定位销孔（202），完成高精度定位。

8.根据权利要求7所述的一种自动油样采集机器人，其特征在于：所述机械臂对接模块（2）还包括公接头（201）、公接头接近光电（204）、公接头固定板（214），所述公对接模块包括母接头接近光电（105）、母接头（106）、母接头浮动板（109），所述母接头接近光电（105）感应到公接头固定板（214）、公接头接近光电（204）感应到母接头浮动板（109）后，所述电机（212）停止，所述公接头（201）和母接头（106）完全对接。

9.根据权利要求1所述的一种自动油样采集机器人，其特征在于，所述油路模块（5）包括第二油路系统、第二油路控制模块、油样采样模块、以及第二气路监测模块，

所述第二油路控制模块用于控制第二油路系统工作，

所述第二气路监测模块与所述第二油路控制模块通信连接，用于判断气密性检测通过并反馈给所述第二油路控制模块。

10.根据权利要求9所述的一种自动油样采集机器人，其特征在于：所述第二气路监测模块包括差压传感器（511）、标压腔体（508），自动油样采集机器人在取油对接后，通过所述差压传感器（511）完成机器人的密封性检测，通过标压腔体（508）和对接头处的管路进行差压对比以确定是否为密封。

11.根据权利要求9所述的一种自动油样采集机器人，其特征在于：所述油路模块（5）还包括废油收集器（502）、废油收集器液位传感器（501）、油缸（512），控制油样通过第二油路系统进入到自动油样采集机器人，所述油缸（512）开始进行第二油路系统上的油路和油样桶润洗，清润洗后的废油进入废油收集器（502），废油收集器上的废油收集器液位传感器（501）感应油位变化，当废油收集器剩余的空间不能满足下次润洗的时候，废油收集器液位传感器（501）开始报警。

12.根据权利要求9所述的一种自动油样采集机器人，其特征在于：所述油样采样模块包括油样针筒一(503)、油样电机（526），润洗完成后，所述油样电机（526）带动油样针筒一（503）工作使油样进入油样针筒一（503）。

13.根据权利要求12所述的一种自动油样采集机器人，其特征在于，所述第二油路系统包括第二主管路、第三油缸，所述第二油路控制模块包括第十三电磁阀、第七电机，所述第十三电磁阀设在所述第二主管路、第三油缸之间，所述第三油缸通过第七电机控制工作。

14.根据权利要求13所述的一种自动油样采集机器人，其特征在于：所述第二油路控制模块还包括第十电磁阀，所述第十电磁阀设在所述第二主管路、油样采样模块之间。

15.根据权利要求14所述的一种自动油样采集机器人，其特征在于：所述油样采样模块包括针筒，所述针筒通过第四电机控制工作。

16.根据权利要求14所述的一种自动油样采集机器人，其特征在于：所述第二油路控制模块还包括设在第二主管路上的第八电磁阀。

17.根据权利要求14所述的一种自动油样采集机器人，其特征在于：所述第二油路系统包括第三油室，所述第二油路控制模块包括设在所述第三油室和第二主管路之间的第九电磁阀。

18.根据权利要求17所述的一种自动油样采集机器人，其特征在于：所述第二气路监测模块包括设在第三油室和第二主管路之间的第四压力传感器。

19.根据权利要求17所述的一种自动油样采集机器人，其特征在于：还包括与第三油缸连接的废油收集器，所述第二油路控制模块包括设在所述第四废油收集器与所述第三油缸之间的第十四电磁阀。

20.一种自动油样采集机器人自动取油方法，所述自动油样采集机器人采用如权利要求1至19任一项所述的自动油样采集机器人，其特征在于，所述方法包括：

所述自动油样采集机器人导航定位到取油桩或变电站并完成自动油样采集机器人与取油桩或变电站自动带压对接；

对取油桩或变电站到自动油样采集机器人的管路进行密封性检测；

对自动油样采集机器人上的管路进行清洗；

对自动油样采集机器人上的油样采样模块进行润洗后进行自动取油。

21.根据权利要求20所述的一种自动油样采集机器人自动取油方法，其特征在于，清洗过所述自动油样采集机器人上的管路的油排入废油收集器。