CN111002164B - 一种变电站触头打磨机构、打磨机器人、***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种变电站触头打磨机构、打磨机器人、***及方法，它解决了触头打磨多无法进行带电检修作业以及对锈蚀严重的隔离开关触头无法实时的更换作业工具的问题，提高了变电站触头打磨效率。其中，变电站触头打磨机构，包括打磨部，其包括打磨头模块和清洁模块；打磨头模块用于对待打磨的隔离开关刀闸触头进行打磨作业；清洁模块用于对打磨作业后的隔离开关刀闸触头进行清洁工作；控制部，其被配置为接收打磨头模块的打磨作业结束信号，切换至清洁模块并启动清洁工作；连接部，其被配置为连接打磨部与机器人机械臂，且在预设角度范围内调节打磨部与机器人机械臂两者之间的角度，以匹配待打磨的隔离开关刀闸触头的位置，实现变电站触头打磨机构的带电作业。

Description

一种变电站触头打磨机构、打磨机器人、***及方法
技术领域
本发明属于机器人领域，尤其涉及一种变电站触头打磨机构、打磨机器人、***及方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
敞开式变电站绝缘子暴露在室外环境中，隔离开关刀闸需要进行闭合与开启，供电状态下，隔离开关刀闸需要保持常闭状态。隔离开关刀闸在户外环境中受到雨水等自然现象的侵蚀，在接触触头处易产生锈蚀，长期以往易导致隔离开关刀闸触头接触不良，引起接触发热，严重时导致停电事故。
发明人发现，现阶段的触头打磨检修作业主要存在以下缺点：
(1)触头打磨多为停电检修作业，在高用电连续性无法安排停电检修的地区，无法进行带电检修作业；
(2)触头打磨的设备多为采用清洁布或打磨头进行单作业模式，对锈蚀严重的隔离开关触头无法实时的更换作业工具，无法对隔离开关触头有效的打磨。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种变电站触头打磨机构、打磨机器人、***及方法，其包括打磨头模块和清洁模块，还接收打磨头模块的打磨作业结束信号切换至清洁模块并启动清洁工作，具有打磨头打磨作业及清洁作业的功能，提高了变电站触头的打磨效率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的第一方面提供一种变电站触头打磨机构。
一种变电站触头打磨机构，包括：
打磨部，其包括打磨头模块和清洁模块；所述打磨头模块用于对待打磨的隔离开关刀闸触头进行打磨作业；所述清洁模块用于对打磨作业后的隔离开关刀闸触头进行清洁工作；
控制部，其被配置为接收打磨头模块的打磨作业结束信号，切换至清洁模块并启动清洁工作；
连接部，其被配置为连接打磨部与机器人机械臂，且在预设角度范围内调节打磨部与机器人机械臂两者之间的角度，以匹配待打磨的隔离开关刀闸触头的位置，实现变电站触头打磨机构的带电作业。
作为一种实施方式，所述打磨部还包括旋转盘，打磨头模块和清洁模块均固定在旋转盘上；旋转盘与第一驱动模块相连，第一驱动模块在控制部的控制作用下切换打磨头模块和清洁模块工作。
上述技术方案的优点在于，利用驱动旋转盘旋转来转换打磨头模块和清洁模块工作，简化了打磨部的结构，而且提高了转换效率及转换的稳定性，最终保障了变电站触头打磨机构的工作稳定性。
作为一种实施方式，所述打磨头模块，包括打磨头，所述打磨头与第二驱动模块相连，所述第二驱动模块与控制部相连，所述控制部还被配置为控制第二驱动模块驱动打磨头进行打磨作业。
作为一种实施方式，所述清洁模块，包括清洁布，所述清洁布设置在旋转板上，所述旋转板与第三驱动模块相连，所述第三驱动模块与控制部相连，所述控制部还被配置为控制第三驱动模块驱动旋转板旋转，进而带动清洁布进行清洁作业。
作为一种实施方式，所述连接部包括连接板，所述连接板一端与打磨部通过活动件活动连接，另一端与机器人机械臂固定连接；所述活动件被配置为在预设角度范围内调节连接板与打磨部之间的夹角。
上述技术方案的优点在于，通过活动件来调节连接板与打磨部之间的夹角，使得该夹角与待打磨的隔离开关刀闸触头的打磨位置相匹配，提高了打磨的效率。
作为一种实施方式，所述活动件包括：设置在连接板两侧的第一固定板和第二固定板，第一固定板和第二固定板连接在打磨部底部且相对设置；第一固定板和第二固定板相对位置处分别设置有第一开口槽和第二开口槽，第一开口槽和第二开口槽均为弧形且长度相等；
连接板上还穿设有第一转轴和第二转轴，第一转轴的两端分别与第一固定板和第二固定板相连；第二转轴的两端可沿第一开口槽和第二开口槽滑动，使得连接板沿第一转轴转动，进而实现在预设角度范围内调节打磨部与机器人机械臂两者之间的角度。
作为一种实施方式，所述连接板的两侧分别设置有第一夹持体和第二夹持体，所述第一夹持体和第二夹持体用于将连接板固定在机器人机械臂上。
作为一种实施方式，所述第一夹持体和第二夹持体结构相同；所述第一夹持体和第二夹持体均包括一夹板，所述夹板两端均设置有螺栓。
本发明的第二个方面提供一种打磨机器人。
一种打磨机器人，包括上述所述的变电站触头打磨机构。
本发明的第三个方面提供一种打磨机器人***。
一种打磨机器人***，包括上述所述的打磨机器人。
本发明的第四个方面提供一种打磨机器人***的工作方法。
一种打磨机器人***的工作方法，包括：
调整打磨部与机器人机械臂之间的夹角，使得该夹角与待打磨的隔离开关刀闸触头的打磨位置相匹配；
控制打磨头模块对待打磨的隔离开关刀闸触头进行打磨作业，当打磨头模块打磨作业结束后发送打磨作业结束信号至控制部；
接收打磨头模块的打磨作业结束信号，切换至清洁模块并启动清洁工作。
机器人上装有激光、视觉、超声和泄漏电流的传感器，能够随时监测打磨作业过程中机器人、工具及设备的状态，保证作业安全。
本发明的有益效果是：
(1)本发明构建了非结构化环境下多自由度触头打磨模型，设计了一种变电站隔离刀闸开关触头打磨方法，研制了多自由度打磨工具组合作业***，实现了对锈蚀严重隔离开关触头的打磨清理，解决了变电站隔离刀闸开关触头生锈带电打磨不彻底的问题。
(2)本发明的变电站触头打磨机构包括打磨头模块和清洁模块，具有打磨头打磨作业及清洁作业的功能，而且控制部还接收打磨头模块的打磨作业结束信号切换至清洁模块并启动清洁工作，这样通过控制打磨顺序，提高了变电站触头的打磨效率。
(3)本发明的变电站触头打磨机构，利用连接部来连接打磨部与机器人机械臂，实现了变电站触头打磨机构的带电作业，提高了变电站触头的打磨效率。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明实施例的一种变电站触头打磨机构示意图；
图2是本发明实施例的一种变电站触头打磨机构的主视图；
图3是本发明实施例的一种变电站触头打磨机构的侧视图；
图4是本发明实施例的一种变电站触头打磨机构的剖视图；
图5是本发明实施例的一种打磨机器人***的侧视图；
图6是本发明实施例的一种打磨机器人***的立体图；
图7是本发明实施例的机械臂与变电站触头打磨机构连接放大图。
其中，1、清洁布，2、打磨旋转固定板，3、打磨头，4、第一固定板，5、连接板，6、第一夹持体，7、第二夹持体，8、第二固定板，9、旋转电机，10、旋转电机安装板，11、旋转盘，12、打磨电机安装板，13、打磨电机，14、清洁旋转固定板，15、旋转板，16、清洁电机，17、清洁电机安装板。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
在本发明中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本发明各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本发明中任一部件或元件，不能理解为对本发明的限制。
本发明中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本发明中的具体含义，不能理解为对本发明的限制。
实施例1
如图1所示，本实施例的一种变电站触头打磨机构，包括：
打磨部，其包括打磨头模块和清洁模块；所述打磨头模块用于对待打磨的隔离开关刀闸触头进行打磨作业；所述清洁模块用于对打磨作业后的隔离开关刀闸触头进行清洁工作；
控制部，其被配置为接收打磨头模块的打磨作业结束信号，切换至清洁模块并启动清洁工作；
连接部，其被配置为连接打磨部与机器人机械臂，且在预设角度范围内调节打磨部与机器人机械臂两者之间的角度，以匹配待打磨的隔离开关刀闸触头的位置，实现变电站触头打磨机构的带电作业。
如图2-图4所示，所述打磨部还包括旋转盘，打磨头模块和清洁模块均固定在旋转盘上；旋转盘与第一驱动模块相连，第一驱动模块在控制部的控制作用下切换打磨头模块和清洁模块工作。
上述技术方案的优点在于，利用驱动旋转盘旋转来转换打磨头模块和清洁模块工作，简化了打磨部的结构，而且提高了转换效率及转换的稳定性，最终保障了变电站触头打磨机构的工作稳定性。
在本实施例的具体实施中，第一驱动模块为旋转电机9，旋转盘11与旋转电机9动力传动通过键连接，旋转电机9输出轴顶部开有螺纹孔，旋转盘11与旋转电机9通过螺栓固定连接。
可以理解的，在其他的实施例中，第一驱动模块也可采用其他现有的驱动机构，比如旋转气缸等；本领域技术人员可以根据具体工况自行设置，在此不作详述。
如图2和图4所示，所述打磨头模块，包括打磨头，所述打磨头与第二驱动模块相连，所述第二驱动模块与控制部相连，所述控制部还被配置为控制第二驱动模块驱动打磨头进行打磨作业。
需要说明的，在本实施例中第二驱动模块采用打磨电机，在其他实施例中，本领域技术人员可以根据具体工况自行设置，在此不作详述。
具体地，打磨电机安装板12通过螺栓连接在旋转盘11上，打磨电机13与打磨电机安装板12螺栓连接。打磨电机13与打磨头3通过键连接传动，打磨电机13输出轴顶部开有螺纹孔，打磨旋转固定板2、打磨电机13输出轴、打磨头3通过螺栓固定连接。
如图3所示，所述清洁模块，包括清洁布，所述清洁布设置在旋转板上，所述旋转板与第三驱动模块相连，所述第三驱动模块与控制部相连，所述控制部还被配置为控制第三驱动模块驱动旋转板旋转，进而带动清洁布进行清洁作业。
在本实施例中具体实施方式中，第三驱动模块采用清洁电机16来实现，在其他的实施例中，第三驱动模块也可采用其他现有的驱动机构，比如旋转气缸等；本领域技术人员可以根据具体工况自行设置，在此不作详述。
具体地，清洁电机安装板17通过螺栓连接安装于旋转盘11上，清洁电机16通过螺栓连接与旋转板17上，清洁电机16与旋转板15通过键连接传动，清洁电机16输出轴顶部开有螺纹孔，清洁电机16输出轴、清洁旋转固定板14、旋转板15通过螺栓固定连接，清洁布1通过过渡连接套在旋转板15外侧。
如图3所示，所述连接部包括连接板，所述连接板一端与打磨部通过活动件活动连接，另一端与机器人机械臂固定连接；所述活动件被配置为在预设角度范围内调节连接板与打磨部之间的夹角。
具体地，所述活动件包括：设置在连接板两侧的第一固定板和第二固定板，第一固定板和第二固定板连接在打磨部底部且相对设置；第一固定板和第二固定板相对位置处分别设置有第一开口槽和第二开口槽，第一开口槽和第二开口槽均为弧形且长度相等；
连接板上还穿设有第一转轴和第二转轴，第一转轴的两端分别与第一固定板和第二固定板相连；第二转轴的两端可沿第一开口槽和第二开口槽滑动，使得连接板沿第一转轴转动，进而实现在预设角度范围内调节打磨部与机器人机械臂两者之间的角度。
可以理解的是，在其他实施例中，对于活动件，本领域技术人员也可采用夹持扳手等现有结构来实现。
在具体实施中，所述连接板的两侧分别设置有第一夹持体和第二夹持体，所述第一夹持体和第二夹持体用于将连接板固定在机器人机械臂上。
具体地，第一夹持体6与第二夹持体7通过螺栓连接分别安装于连接板5两侧。
旋转电机9通过螺栓连接在旋转电机安装板10上，旋转电机安装板10与第一固定板4、第二固定板8通过螺栓连接，第一固定板4、第二固定板8同时与连接板5螺栓连接。
具体地，所述第一夹持体和第二夹持体结构相同；所述第一夹持体和第二夹持体均包括一夹板，所述夹板两端均设置有螺栓。
可以理解的是，在其他实施例中，第一夹持体和第二夹持体也可采用现有的其他夹持结构来实现。
上述技术方案的优点在于，通过活动件来调节连接板与打磨部之间的夹角，使得该夹角与待打磨的隔离开关刀闸触头的打磨位置相匹配，提高了打磨的效率。
实施例2
如图5-图7所示，本实施例的一种打磨机器人，包括如实施例1所述的变电站触头打磨机构。
需要说明的是，本实施例的一种打磨机器人中所包含的机械臂均为现有结构。
实施例3
本实施例的一种打磨机器人***，包括如实施例2所述的打磨机器人。
本实施例的打磨机器人***的工作方法，包括：
调整打磨部与机器人机械臂之间的夹角，使得该夹角与待打磨的隔离开关刀闸触头的打磨位置相匹配；
控制打磨头模块对待打磨的隔离开关刀闸触头进行打磨作业，当打磨头模块打磨作业结束后发送打磨作业结束信号至控制部；
接收打磨头模块的打磨作业结束信号，切换至清洁模块并启动清洁工作。机器人上装有激光、视觉、超声和泄漏电流的传感器，能够随时监测打磨作业过程中机器人、工具及设备的状态，保证作业安全。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变电站触头打磨机构，其特征在于，包括：
打磨部，其包括打磨头模块和清洁模块；所述打磨头模块用于对待打磨的隔离开关刀闸触头进行打磨作业；打磨头与第二驱动模块相连，所述第二驱动模块与控制部相连；所述清洁模块用于对打磨作业后的隔离开关刀闸触头进行清洁工作；
控制部，其被配置为接收打磨头模块的打磨作业结束信号，切换至清洁模块并启动清洁工作；
连接部，其被配置为连接打磨部与机器人机械臂，且在预设角度范围内调节打磨部与机器人机械臂两者之间的角度，以匹配待打磨的隔离开关刀闸触头的位置，实现变电站触头打磨机构的带电作业。
2.如权利要求1所述的变电站触头打磨机构，其特征在于，所述打磨部还包括旋转盘，打磨头模块和清洁模块均固定在旋转盘上；旋转盘与第一驱动模块相连，第一驱动模块在控制部的控制作用下切换打磨头模块和清洁模块工作。
3.如权利要求1所述的变电站触头打磨机构，其特征在于，所述打磨头模块，包括打磨头，所述控制部还被配置为控制第二驱动模块驱动打磨头进行打磨作业；
或
所述清洁模块，包括清洁布，所述清洁布设置在旋转板上，所述旋转板与第三驱动模块相连，所述第三驱动模块与控制部相连，所述控制部还被配置为控制第三驱动模块驱动旋转板旋转，进而带动清洁布进行清洁作业。
4.如权利要求1所述的变电站触头打磨机构，其特征在于，所述连接部包括连接板，所述连接板的一端与打磨部通过活动件活动连接，另一端与机器人机械臂固定连接；所述活动件被配置为在预设角度范围内调节连接板与打磨部之间的夹角。
5.如权利要求4所述的变电站触头打磨机构，其特征在于，所述活动件包括：设置在连接板两侧的第一固定板和第二固定板，第一固定板和第二固定板连接在打磨部底部且相对设置；第一固定板和第二固定板相对位置处分别设置有第一开口槽和第二开口槽，第一开口槽和第二开口槽均为弧形且长度相等；
连接板上还穿设有第一转轴和第二转轴，第一转轴的两端分别与第一固定板和第二固定板相连；第二转轴的两端可沿第一开口槽和第二开口槽滑动，使得连接板沿第一转轴转动，进而实现在预设角度范围内调节打磨部与机器人机械臂两者之间的角度。
6.如权利要求4所述的变电站触头打磨机构，其特征在于，所述连接板的两侧分别设置有第一夹持体和第二夹持体，所述第一夹持体和第二夹持体用于将连接板固定在机器人机械臂上。
7.如权利要求6所述的变电站触头打磨机构，其特征在于，所述第一夹持体和第二夹持体结构相同；所述第一夹持体和第二夹持体均包括一夹板，所述夹板两端均设置有螺栓。
8.一种打磨机器人，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的变电站触头打磨机构。
9.一种打磨机器人***，其特征在于，包括如权利要求8所述的打磨机器人。
10.一种如权利要求9所述的打磨机器人***的工作方法，其特征在于，包括：
调整打磨部与机器人机械臂之间的夹角，使得该夹角与待打磨的隔离开关刀闸触头的打磨位置相匹配；
控制打磨头模块对待打磨的隔离开关刀闸触头进行打磨作业，当打磨头模块打磨作业结束后发送打磨作业结束信号至控制部；
接收打磨头模块的打磨作业结束信号，切换至清洁模块并启动清洁工作；机器人上装有激光、视觉、超声和泄漏电流的传感器，能够随时监测打磨作业过程中机器人、工具及设备的状态，保证作业安全。
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