CN110770989B - 无人操作和维护的开关装置或控制装置***及其操作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无人操作和维护的开关装置或控制装置***，特别是低压开关装置或控制装置***。为了增强这种开关装置或控制装置***及其操作方法，使得给出对技术故障的更详细的感测，使得可更详细和快速得多地定位故障和错误，并且可自动启动解决技术问题的至少第一步，本发明在于，开关装置或控制装置***设置成用机器人***或操纵器进行无人操作和维护，并且机器人***或操纵器设置有摄像头***，以及图像识别***。

Description

无人操作和维护的开关装置或控制装置***及其操作方法
技术领域
本发明涉及一种无人操作和维护的开关装置或控制装置，特别是低压开关装置或控制装置，以及其操作方法。
背景技术
通常，众所周知的开关装置或控制装置设置有传感器，以便使控制元件和传感器通过本地数据网络或通过浏览器连接，以进行技术诊断和操纵功能和/或由此进行维护。
与现今通常通过固定传感器或手动在断电的开关装置或控制装置上完成的范围相比，在无人操作的开关装置或控制装置中进行检查的范围可得到扩大。通过扩大检查范围，可避免开关装置或控制装置及其构件的定期停机和测试。
像这样的***只能发送传感器数据以进行技术诊断，但是无法激活实际技术问题的维护。
发明目的
因此，本发明的目的是增强这种开关装置或控制装置***及其操作方法，使得给出对技术故障的更详细的感测，使得可更详细和快速得多地定位构件的故障或可能导致故障的退化，并且至少可自动启动解决技术问题的第一步。
发明内容
考虑到这一点，无人操作和维护的开关装置或控制装置，特别是低压开关装置或控制装置，将操作人员排除在开关装置或控制装置的操作和维护过程(如当今我们所知的那样)之外。
因此，从上述目的开始，并且特别是关于低压开关装置或控制装置，解决方案由本发明给出，由下文描述的特征给出。
关于操作这种开关装置，特别是低压开关装置的方法，上述问题通过下文描述的特征解决。
该方法的另外的有利实施例由下文给出。
关于开关装置或控制装置***，本发明在于，开关装置或控制装置***，特别是低压开关装置或控制装置***，设置成用机器人***或操纵器进行无人操作和维护，并且该机器人***或操纵器设置有摄像头***和图像识别***。
通过对开关装置或控制装置的内部空间增加机器人***，引入了一种服务于开关装置或控制装置的操作和维护功能的新***。开关装置或控制装置内部空间的机器人***和设计(没有隔离)使得有机会收集与当前情况相比更丰富得多的有关主电路和辅助电路以及机构状况的静态和动态视觉数据。
所收集的丰富视觉数据允许对目标进行自动图像处理和分析，以了解开关装置或控制装置***和构件的状况。
此外，通过使用本发明，开关装置或控制装置***可在故障情况下更快速并更有效得多地做出反应。
另一个有利的实施例是，机器人***设置有数据网络或外部数据通信接口。
在另一个有利的实施例中，摄像头具有与图像识别***相对应并利用自适应图像数据评估实际图像的器件，以便能够定位和分析构件的故障或可能导致故障的退化的物理原因。
在另一个有利的实施方式中，摄像头设置有视频模式，通过该视频模式，可通过慢动作视频序列来进行功能监控。
在另一个实施例中，机器人***或操纵器设置有工具更换***，该工具更换***可用于在各种工具之间进行更换/切换，以进行维护和维修活动，特别是用于以自动化方式拆卸或附接和/或更换开关装置或控制装置构件，诸如例如可抽出的模块和/或模块构件、连接器等。
示例性工具可为例如夹钳和/或螺丝刀。
此外，可提供工具存储装置以存储和提供用于机器人***或操纵器的工具更换***的各种工具。
关于用于操作这种开关装置或控制装置的方法，本发明在于，开关装置或控制装置***，特别是低压开关装置或控制装置***，设置成用机器人***或操纵器进行无人操作和维护，机器人***或操纵器至少部分地由软件***操纵和/或控制，并且该机器人***或操纵器配备有摄像头***和图像识别***，图像识别***对应于技术诊断。
在另一个实施例中，电压开关装置或控制装置***包括外壳，并设置成用机器人***或操纵器进行无人操作和维护，其中该机器人***或操纵器设置有摄像头和图像识别***，图像识别***对应于技术诊断。
此外，机器人***或操纵器可至少部分地由壳体内部和/或壳体外部软件***操纵和/或控制。
在本发明的另一有利实施例中，机器人***设置有数据网络或外部数据通信接口，并且在检测到技术问题或故障的情况下，自动生成相关消息并将其发送到授权的外部观察***。
进一步有利的是一种实施例，其中摄像头设置有与图像识别***相对应并利用自适应图像数据评估实际图像的器件，以便能够定位和分析构件的故障或可能导致故障的退化的物理原因。
在最后的有利的实施例中，摄像头设置有视频模式，通过该模式可通过慢动作视频序列进行功能监控，并通过比较来自自适应数据字段的慢动作视频序列，使用常规的预期功能序列自动分析功能监控，常规的预期功能序列示出了预期的常规功能。
附图说明
图1示出了本发明的有利的实施例。
图1为无人操作和维护的开关装置或控制装置的示例性横截面，
图2为无人操作和维护的低压开关装置或控制装置的示例性横截面。
具体实施方式
本发明公开了无人操作和维护的开关装置或控制装置的自动化检查的扩大范围。
在图1所示的实施例中，机器人***21的工具在该实施例中包括用于视觉检查和热成像检查的传感器，以增强对通电的开关装置或控制装置的检查。由于允许机器人操纵器29和腕部30仅接近断电的电路，因此所有这些传感器将为非接触式。机械臂和腕部可将传感器定位到最佳拍摄位置，而无需传感器本身有先进的平移、倾斜、缩放功能。
该实施例中的视觉检查传感器能够拍摄高分辨率图片以及进行慢动作视频序列记录。来自视觉检查传感器的数据和随后的自动图像分析算法将用于以下检查任务：
-从高分辨率静态图像中检测主电路上的尘垢、腐蚀和湿气；
-从高分辨率静态图像中检测绝缘表面上的放电痕迹或破裂；
-通过慢动作视频序列分析来检测操作期间辅助机构的移动不规则；
-通过慢动作视频序列分析来检测开关装置动触头的移动不规则。
用于热成像检查的传感器将能够拍摄高发射率表面的高分辨率热成像照片。开关装置或控制装置内部的主电路将优选在可能的地方用薄的高发射率材料覆盖，以允许进行精确的热成像测量。
来自热成像检查传感器的数据和随后的自动图像分析算法将用于以下检查任务：
-从静态热成像图图像检测主电路上的热点；
-从静态热成像图像中检测主电路上的比最高允许温度高的点；
-从静态热成像图像中检测辅助电路上的热点；
-从静态热成像图像中检测辅助机构上的高摩擦点。
在图2中，公开了本发明的另一实施例，其涉及无人操作和维护的低压开关装置***。
低压开关装置***包括带有安装框架44和若干可抽出的模块42的至少一个开关装置40。
在该实施例中，机器人***21的工具包括用于视觉检查和热成像检查的传感器，用于增强对通电的低压开关装置或控制装置的检查。由于允许机器人操纵器29和腕部30仅接近断电的电路，因此所有这些传感器将为非接触式。机械臂和腕部可将传感器定位到最佳拍摄位置，而无需传感器本身有先进的平移、倾斜、缩放功能。
该实施例中的视觉检查传感器能够拍摄高分辨率图片以及进行慢动作视频序列记录。来自视觉检查传感器的数据和随后的自动图像分析算法将用于以下检查任务：
-从高分辨率静态图像中检测主电路上的尘垢、腐蚀和湿气；
-从高分辨率静态图像中检测绝缘表面上的放电痕迹或破裂；
-通过慢动作视频序列分析来检测操作期间辅助机构的移动不规则；
-通过慢动作视频序列分析来检测开关装置动触头的移动不规则。
用于热成像检查的传感器将能够拍摄高发射率表面的高分辨率热成像照片。开关装置或控制装置内部的主电路将优选在可能的地方用薄的高发射率材料覆盖，以允许进行精确的热成像测量。
来自热成像检查传感器的数据和随后的自动图像分析算法将用于以下检查任务：
-从静态热成像图图像检测主电路上的热点；
-从静态热成像图像中检测主电路上比最高允许温度高的点；
-从静态热成像图像中检测辅助电路上的热点；
-从静态热成像图像中检测辅助机构上的高摩擦点。
机器人***或操纵器设置有工具更换***，该工具更换***可用于在各种工具之间进行更换/切换以进行维护和维修活动，特别是用于以自动化方式拆卸或附接和/或更换开关装置或控制装置构件，诸如例如，可抽出的模块和/或模块构件、连接器等。

Claims (12)

1.一种无人操作和维护的开关装置或控制装置***，
其特征在于，
所述开关装置或控制装置***设置成用机器人***或操纵器进行无人操作和维护，并且所述机器人***或操纵器设置有摄像头***和图像识别***，其中所述摄像头设置有视频模式，通过所述视频模式，能够通过慢动作视频序列来进行功能监控，其中所述机器人***包括机器人操纵器和腕部，其可将所述摄像头***和所述图像识别***定位到最佳拍摄位置，其中从高分辨率静态图像中检测主电路上的尘垢、腐蚀、湿气和绝缘表面上的放电痕迹或破裂，且其中通过慢动作视频序列分析来检测操作期间辅助机构的移动不规则和开关装置动触头的移动不规则。
2.根据权利要求1所述的开关装置或控制装置***，
其特征在于，
所述机器人***设置有数据网络或外部数据通信接口。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的开关装置或控制装置***，
其特征在于，
所述摄像头具有与图像识别***相对应并利用自适应图像数据评估实际图像的器件，以便能够定位和分析构件的故障或可能导致故障的退化的物理原因。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的开关装置或控制装置***，其特征在于，提供外部壳体，其容纳所述开关装置或控制装置***。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的开关装置或控制装置***，其特征在于，所述机器人***或操纵器设置有工具更换***，该工具更换***用于在各种工具之间进行更换/切换，以进行维护和维修活动。
6.根据权利要求1所述的开关装置或控制装置***，
其特征在于，
所述开关装置或控制装置***是低压开关装置或控制装置***。
7.一种用于操作无人操作和维护的开关装置或控制装置***的方法，
其特征在于，
所述开关装置或控制装置***设置成用机器人***或操纵器进行无人操作和维护，所述机器人***或操纵器至少部分地由软件***来操纵，并且所述机器人***或操纵器设置有摄像头***和图像识别***，所述图像识别***对应于技术诊断，其中所述摄像头设置有视频模式，通过所述模式，能够通过慢动作视频序列进行功能监控，并通过比较来自自适应数据字段的慢动作视频序列，使用常规的预期功能序列自动分析所述功能监控，所述常规的预期功能序列示出了预期的常规功能，其中所述机器人***包括机器人操纵器和腕部，其可将所述摄像头***和所述图像识别***定位到最佳拍摄位置，其中从高分辨率静态图像中检测主电路上的尘垢、腐蚀、湿气和绝缘表面上的放电痕迹或破裂，且其中通过慢动作视频序列分析来检测操作期间辅助机构的移动不规则和开关装置动触头的移动不规则。
8.根据权利要求7所述的方法，
其特征在于，
所述机器人***设置有数据网络或外部数据通信接口，并且在检测到技术问题或故障的情况下，自动生成相关消息并将其发送到授权的外部观察***。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的方法，
其特征在于，
所述摄像头设置有与图像识别***相对应并利用自适应图像数据评估实际图像的器件，以便能够定位和分析故障的物理原因。
10.根据权利要求7或权利要求8所述的方法，其特征在于，提供外部壳体，其容纳所述开关装置或控制装置***。
11.根据权利要求7或权利要求8所述的方法，其特征在于，所述机器人***或操纵器设置有工具更换***，该工具更换***用于在各种工具之间进行更换/切换，以进行维护和维修活动。
12.根据权利要求7所述的方法，
其特征在于，
所述开关装置或控制装置***是低压开关装置或控制装置***。
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