CN111496769A - 一种配电变压器盲样制作装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种配电变压器盲样制作装置，其包括盲样制作工位、设置在盲样制作工位一侧的运动载体、安装在运动载体上的取标贴标装置和铭牌识别装置以及用于控制运动载体和取标贴标装置运动的控制柜；本发明通过控制柜控制柔性六轴机械臂、铭牌识别装置以及取标贴标装置协同动作，实现全自动化盲样制作，消除了因为人工制作工艺不可控导致盲样质量参差不齐的现象，实现了配电变压器盲样制作规范化、标准化、制式化，有效避免因人为因素造成的盲样信息泄露，确保了盲样制作质量及保密性要求。

Description

一种配电变压器盲样制作装置

技术领域

本发明涉及入网物资质量检测技术领域，尤其涉及一种配电变压器盲样制作装置。

背景技术

国家经济社会快速发展以及人民对美好生活的向往与追求，对供电安全性、可靠性提出了更高的要求。近年来中央、各级政府及供电单位投入大量资金对配电网进行升级改造，仅2015年至2020年，配电网建设改造投资金额不少于2万亿元。配电变压器作为配电网改造升级的重要组成部分，直接影响配电网改造升级的安全性、可靠性。由于配电变压器制造门槛较低，生产厂家资质能力参差不齐，配电变压器质量水平无法保证。电网建设管理单位通过对新采购的配电变压器开展入网质量检测，严把入网设备质量关口，并不断加大检测力度。为保证试验检测的科学、公正、公平和试验检测结果的准确性，配电变压器入网质量检测要求实施盲样检测，需要通过盲样制作将器身铭牌信息进行遮蔽。

现阶段，配电变压器盲样制作主要通过人工制作方式完成，程序繁琐、耗时长，制作效率较低，无法满足大批量检测及盲样制作要求。

人工盲样制作因作业工人经验、能力水平不同而导致盲样制作质量参差不齐，难免出现标签漏贴、标签错贴、标签掉落等问题，无法保证盲样制作的有效性，无法实现规范化、标准化、制式化作业。

人工盲样制作过程均由人工操作完成，容易受到外界因素干扰，造成盲样信息泄露，无法保证盲样制作的保密性、可靠性，进而无法确保试验检测的公正性、准确性。

目前，针对入网物资抽检盲样制作的装置主要有线缆、柜式电力设备盲样制作装置（***），《CN201811573077.2一种用于测试的线缆盲样制作装置及方法》公开了一种用于测试线缆盲样制作的装置，通过喷涂方式对线缆外皮上的关键信息进行遮蔽，实现线缆类物资盲样制作，该方式属于破坏性方式，试验样品试验检测完成后无法再进行工程应用。由于配电变压器盲样试验检测完成后，如试验合格仍将作为工程物资进行现场应用，该方法不适用于配电变压器盲样制作。《CN110281244A一种电力物资自动封样***》公开了一种用于柜式电力物资自动封样的***，该发明通过柜体自动运输设备、标签识别***和多轴机器抓取设备实现柜式电力物资自动封样，并未对自动封样***取标贴标装置构成及功能参数进行介绍。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种配电变压器盲样制作装置，通过全自动铭牌识别定位、取标签和贴标签作业，从而实现配电变压器盲样制作的全自动装置。

本发明所采用的技术方案是：一种配电变压器盲样制作装置，其包括盲样制作工位、设置在盲样制作工位一侧的运动载体、安装在运动载体上的取标贴标装置和铭牌识别装置以及用于控制运动载体和取标贴标装置运动的控制柜。

进一步的，所述运动载体为柔性六轴机械臂。

进一步的，所述盲样制作工位包括呈圆柱形的托盘以及用于驱动托盘旋转的电机，实现托盘水平360°旋转。

进一步的，所述取标贴标装置包括与空压机连通的海绵吸盘。

进一步的，在所述海绵吸盘上设置有用于监测海绵吸盘内部空气压力状态的负压传感器。

进一步的，在所述海绵吸盘与空压机之间的管路上设置有用于调节海绵吸盘内部气压的节流阀。

进一步的，所述取标贴标装置还包括壳体以及设置在壳体内的压力传感器，所述海绵吸盘的底板与连接杆的上端连接，连接杆的下端通过压力感应平台设置在压力传感器上。

进一步的，所述压力感应平台包括连接板以及设置在连接板下方的支撑杆，所述压力传感器为两个，对称设置在连接板的正下方，支撑杆对应设置两个，其上端与连接板连接，下端与对应的压力传感器连接，连接杆的下端与连接板固定。

进一步的，所述连接杆的顶部与海绵吸盘活动连接，使海绵吸盘可在连接杆上旋转，在海绵吸盘的底板四周与连接板之间设有弹簧。

进一步的，在海绵吸盘的底部设有与连接杆顶部相对应的凹字形连接块，凹字形连接块与连接杆的顶部通过销轴连接。

进一步的，在所述连接板的上方设有顶板，在顶板与连接板之间均匀设置有若干个套筒，连接板与顶板通过穿置在套筒内的螺栓连接，连接杆穿过顶板。

进一步的，所述铭牌识别装置包括激光测距仪以及工业摄像头，所述铭牌识别装置设置在取标贴标装置的一侧。

本发明的积极效果为：

本发明通过控制柜控制柔性六轴机械臂、铭牌识别装置以及取标贴标装置协同动作，实现全自动化盲样制作，消除了因为人工制作工艺不可控导致盲样质量参差不齐的现象，实现了配电变压器盲样制作规范化、标准化、制式化，确保了盲样制作质量。

本发明可实现盲样制作过程全程无人作业，盲样制作保密性好，极大降低了外界因素对入网物资抽检工作的干扰影响，有效避免因人为因素造成的盲样信息泄露，为试验检测的科学性、公正性、公平性和准确性提供了有效保障。

可配合自动化输送线、堆垛机等自动化设备，完成盲样从选取、制作到送检的一体化无人作业，制作过程简单、用时短，满足配电变压器盲样批量化制作的需求。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明取标贴标装置结构示意图；

图3为本发明铭牌识别装置结构示意图；

图4为本发明连接板安装位置示意图；

图5为本发明连接杆与海绵吸盘连接结构示意图；

图6为本发明柔性六轴机械臂示意图。

在附图中，

1-盲样制作工位；

2-取标贴标装置，201-六轴法兰盘、202-压力传感器、203-壳体、204-连接杆、205-海绵吸盘、206-节流阀、207-负压传感器、208-顶板、209-弹簧、210-凹字形连接块、211-销轴、212-连接板、213-套筒、214-支撑杆；

3-运动载体；

4-铭牌识别装置，401-激光测距仪、402-工业摄像头；

5-控制柜。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

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申请的示例性实施方式。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。

如附图1所示，本发明包括盲样制作工位1、取标贴标装置2、运动载体3、铭牌识别装置4以及控制柜5，通过铭牌识别装置4获取配电变压器铭牌信息，控制柜5下发操作指令，运动载体3搭载取标贴标装置2完成取标、贴标作业。盲样制作工位1的主体为中空圆柱形托盘，托盘由电机驱动，可进行转动，实现配电变压器在工位上进行水平360°旋转，其荷载为3吨。

运动载体3采用柔性六轴机械臂，设置在盲样制作工位1的一侧，取标贴标装置2和铭牌识别装置4均设置在柔性六轴机械臂的端部，由柔性六轴机械臂带动取标贴标装置2和铭牌识别装置4实现多自由度运动，从而进行铭牌的识别和取标贴标动作。

控制柜5是本发明的信号处理终端，用于信号接收与操作命令下达。控制柜5接收到送检配电变压器就位信号后，下发指令至指定部件，控制运动载体3、盲样制作工位1、取标贴标装置2、铭牌识别装置4等部件进行盲样制作作业。

柔性六轴机械臂通过接收控制柜信号，搭载取标贴标装置2、铭牌识别装置4完成铭牌识别、取标、贴标动作；如附图6所示，机械臂A部分负责进行水平面旋转工作；B、C、D、E部分负责将吸盘送达至指定位置，完成定位、输送工作；F部件负责连接、固定取标贴标装置2。其中A轴工作角度+180°至-180°，最大速度175°/s；B轴工作角度+155°至-95°，最大速度175°/s；C轴工作角度+75°至-180°，最大速度175°/s；D轴工作角度+175°至-175°，最大速度360°/s；E轴工作角度+120°至-120°，最大速度360°/s；F轴工作角度+400°至-400°，最大速度500°/s。

如附图2-4所示，本发明的取标贴标装置2包括与空压机连通的海绵吸盘205，用于吸取标签，并将标签贴附到配电变压器铭牌上，利用空压机在海绵吸盘205的空腔内产生负压，使海绵吸盘通过空气压差原理完成取标作业，在海绵吸盘205上设有用于监测海绵吸盘205内部空气压力状态的负压传感器207，对取标贴标动作过程进行空气压力监控。同时在海绵吸盘205与空压机之间的管路上还设有用于调节海绵吸盘205内部气压的节流阀，控制海绵吸盘205内部气压使标签被吸取。

在海绵吸盘205的图示左右两侧（即海绵吸盘205的窄面上）分别设有3个孔状结构，其一侧的3个孔中1个为负压传感器207的安装孔，2个为排气孔；另一侧的3个孔中，1个为节流阀连接孔206，2个为排气孔。

作为本实施例的进一步改进，取标贴标装置2还包括壳体203以及设置在壳体203底板上的压力传感器202，海绵吸盘205的底板与连接杆204的上端连接，连接杆204的下端通过压力感应平台设置在压力传感器202上。在壳体203的底部外侧设有用于与柔性六轴机械臂的端部相连接的六轴法兰盘201。

压力感应平台包括连接板212、顶板208、套筒213以及支撑杆214，顶板208位于连接板212的上方并且在二者之间均匀设有若干个套筒213，在套筒213内穿置螺栓，从而实现连接板212与顶板208之间的固定。支撑杆214为两个，对称设在连接板212的下方，压力传感器202也对应设有两个，对称设置在支撑杆214的下方，支撑杆214的底端安装在对应的压力传感器202上，连接杆204的下端穿过顶板208后与连接板212固定连接。

压力感应平台用于固定连接杆204，并将来自连接杆204的受力传导至2个压力传感器202，当2个压力传感器202受力不一致时，机械臂调整取标贴标装置状态，使连接杆204垂直于海绵吸盘底板，使标签平整地贴附至铭牌上。

如附图3和4所示，连接杆204的顶部与海绵吸盘205活动连接，使海绵吸盘205可在连接杆204上进行旋转，而为了对海绵吸盘205进行一定的限位作用，在海绵吸盘205的四周与顶板208之间安装有弹簧209，使海绵吸盘205在受力时可以与连接杆204之间形成一定的角度，而不受外力时，在弹簧209的作用下，恢复到初始位置，即连接杆204与海绵吸盘205垂直的位置。

如附图4、5所示，为了使海绵吸盘205与连接杆204活动连接，在海绵吸盘205的底部设置有一个与连接杆204的顶部相适配的凹字形连接块210，连接杆204的顶部***到凹字形连接块210内，然后利用销轴将二者进行连接，使海绵吸盘205可以在连接杆204上实现180°的旋转。

而对于本领域技术人员来说，其理应知道，当海绵吸盘205需要进行更多自由的运动时，可以将该连接结构改为万向球头，便可实现海绵吸盘205多个方向上的旋转。

壳体203为方形结构，采用T2型不锈钢板焊接而成，表面光滑，用于保护压力传感器202，能够保证压力感应结果不受干扰，防止因外部原因影响压力传感器的结果。在壳体203的侧板上开具圆孔，用于压力传感器202电源线引出，开孔位置根据电源线布置情况确定。如附图3所示，所示铭牌识别装置4用于识别定位配电变压器铭牌信息，包括设置在壳体203一侧的激光测距仪401以及工业摄像头402。配电变压器就位后，由激光测距仪401发射一个激光信号，获取铭牌垂直距离信息，即Z轴坐标；由工业摄像头402扫描铭牌所在平面，获取铭牌的平面位置信息，即X轴、Y轴坐标，铭牌三维坐标信息通过PLC通讯传输至控制柜5。

本发明在使用时，运动载体3搭载铭牌识别装置4对配电变压器进行扫描，获取铭牌位置信息。激光测距仪401发射激光信号，获取铭牌垂直距离信息即Z轴坐标，工业摄像头402扫描铭牌所在平面，获取铭牌的平面位置信息，即X轴、Y轴坐标。

机械臂搭载取标贴标装置2完成取标签：机械臂前端与取标贴标装置2通过六轴法兰盘进行连接，组成一个联动机构；机械臂搭载取标贴标装置2，旋转至固定取标位置，取标贴标装置2与标签接触形成一个临时性的密闭空间，通过气动管路抽走密闭空间里面的空气形成气压差，使标签和海绵吸盘205挤压在一起完成取标动作，由于标签在吸取前后，海绵吸盘205内的负压情况会发生变化，因此利用负压传感器207的负压监测情况判断标签是否被吸取。

铭牌识别装置4获取铭牌位置信息后，取标贴标装置2吸取标签，机械臂搭载取标贴标装置2移动至铭牌质心处，使海绵吸盘205上的标签与铭牌接触，空压机将负压破除使标签贴附在配电变压器铭牌上；根据负压传感器207的监测数值，判定标签贴附是否完成；若数值显示完成，则盲样制作装置复位，若数值显示未完成，则重复执行贴标动作直至贴标动作判定完成。

铭牌识别装置还可采用深度学习的算法去训练、感知形成配电变压器铭牌信息库，利用信息库快速识别新送检配电变压器，提升盲样制作速度和准确性。当然，这属于本发明的后续改进方向，并不是本发明所要解决的技术问题。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (12)

1.一种配电变压器盲样制作装置，其特征在于其包括盲样制作工位（1）、设置在盲样制作工位（1）一侧的运动载体（3）、安装在运动载体（3）上的取标贴标装置（2）和铭牌识别装置（4）以及用于控制运动载体（3）和取标贴标装置（2）运动的控制柜（5）。

2.根据权利要求1所述的一种配电变压器盲样制作装置，其特征在于所述运动载体（3）为柔性六轴机械臂。

3.根据权利要求1所述的一种配电变压器盲样制作装置，其特征在于所述盲样制作工位（1）包括呈圆柱形的托盘以及用于驱动托盘旋转的电机，实现托盘水平360°旋转。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种配电变压器盲样制作装置，其特征在于所述取标贴标装置（2）包括与空压机连通的海绵吸盘（205）。

5.根据权利要求4所述的一种配电变压器盲样制作装置，其特征在于在所述海绵吸盘（205）上设置有用于监测海绵吸盘（205）内部空气压力状态的负压传感器（207）。

6.根据权利要求4所述的一种配电变压器盲样制作装置，其特征在于在所述海绵吸盘（205）与空压机之间的管路上设置有用于调节海绵吸盘（205）内部气压的节流阀。

7.根据权利要求4所述的一种配电变压器盲样制作装置，其特征在于所述取标贴标装置（2）还包括壳体（203）以及设置在壳体（203）内的压力传感器（202），所述海绵吸盘（205）的底板与连接杆（204）的上端连接，连接杆（204）的下端通过压力感应平台设置在压力传感器（202）上。

8.根据权利要求7所述的一种配电变压器盲样制作装置，其特征在于所述压力感应平台包括连接板（212）以及设置在连接板（212）下方的支撑杆（214），所述压力传感器（202）为两个，对称设置在连接板（212）的正下方，支撑杆（214）对应设置两个，其上端与连接板（212）连接，下端与对应的压力传感器（202）连接，连接杆（204）的下端与连接板（212）固定。

9.根据权利要求8所述的一种配电变压器盲样制作装置，其特征在于所述连接杆（204）的顶部与海绵吸盘（205）活动连接，使海绵吸盘（205）可在连接杆（204）上旋转，在海绵吸盘（205）的底板四周与连接板（212）之间设有弹簧（209）。

10.根据权利要求9所述的一种配电变压器盲样制作装置，其特征在于在海绵吸盘（205）的底部设有与连接杆（204）顶部相对应的凹字形连接块（210），凹字形连接块（210）与连接杆（204）的顶部通过销轴（211）连接。

11.根据权利要求8-10任一项所述的一种配电变压器盲样制作装置，其特征在于在所述连接板（212）的上方设有顶板（208），在顶板（208）与连接板（212）之间均匀设置有若干个套筒（213），连接板（212）与顶板（208）通过穿置在套筒（213）内的螺栓连接，连接杆（204）穿过顶板（208）。

12.根据权利要求1所述的一种配电变压器盲样制作装置，其特征在于所述铭牌识别装置（4）包括激光测距仪（401）以及工业摄像头（402），所述铭牌识别装置（4）设置在取标贴标装置（2）的一侧。

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