CN111571606B - 一种高压柜操作机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压柜操作机器人，包括车架、行走机构、执行机构和控制***，所述行走机构用于驱动本装置的整体前进后退，执行机构用于进行热备用冷备用的转换，所述控制***用于控制行走机构和执行机构的动作，还包括检测转换装置；本装置可在执行机构进行热备用冷备用转换前，把转换开关通过检测转换机构转换至零位；同时，在冷备用到热备用转换结束后，自动将转换开关由零位转换至远方位；保证高压停送电机器人进行热备用冷备用转换时的安全性，同时节省人力。

Description

一种高压柜操作机器人

技术领域

本发明涉及高压停送电技术领域，具体涉及一种高压柜操作机器人。

背景技术

地面生产***是大型的电力公司煤炭破碎、筛选、运输、存储、装车的关键与核心；在储运中心的地面生产***设备有装车站、破碎站、筛分车间、胶带机、破碎机等多种大型的机器；提到设备的点检与检修维护,烦、险、多已经成为储运中心设备的点检与检修维护工作所面临的重大难题；为保证设备维护保养作业的绝对安全,中心规定任何设备的检修与点检作业除在现场采取二次保护之外必须从源头切断一次动力电源,进入设备内部作业必须的安全措施为严格落实；虽然设备的误启动隐患消除了,但是停送电作业的操作电工安全风险加大了。地面生产***的胶带机、破碎机等高压设备需要进行热备用、冷备用的转换；假设工作人员用摇把平均每天对高压设备操作5次；按每台设备的两个驱动电机停送电各一次,那么每年对高压设备完成5*2*2*30*12=7200次操作,这样的数字潜在的风险有多大可想而知；怎样才能既圆满完成大量停送电工作,又能保证作业人员安全,确保万无一失；成为了急需解决的问题。

例如专利申请号为201911138031.2的一种高压停送电机器人，本装置通过行走机构移动到指定位置，转动节杆伸入高压配电柜的开关柜与开关钮配合后旋转，进行冷备用热备用的转换；虽然本装置不改变配电柜的整体结构，通过机器人代替人力，在完成大量停送电工作,又能保证作业人员安全,确保万无一失；但是本装置无法对高压配电柜智能操控装置的转换开关进行转换。

转换开关包括零位、远方位、就地位三个档位；转换开关处于远方位时，动力柜二次控制线路远控接通，此时允许远程操控（也就是可以进行远程分合闸）。转换开关处于零位时，动力柜二次控制线路电源断开，任何操控失效。转换开关处于就地位时，动力柜二次控制线路近控接通，此时允许机旁操控（也就是可以进行机旁分合闸）。在如果一种高压停送电机器人在把热备用状态动力柜转换为冷备用状态作业操作时，如果转换开关任然处于远方位，这时如果远程操作室出现操作失误，对正在进行热备用冷备用转换的高压配电柜发出合闸信号，使高压柜的小车转换至合闸状态，这种情况会造成高压柜小车高压耦合装置与母线耦合装置在临界接触时，产生高压拉弧事故，非常危险。在把冷备用状态动力柜转换为热备用状态作业操作时也一样，必须保证转换开关处于零位时才可以驱动高压停送电机器人进行热备用冷备用转换。

所以，为了保证圆满完成大量停送电工作,又能保证安全性；现有的做法是，高压停送电机器人进行热备用冷备用转换时，首先人工把转换开关转换至零位，这样保证在操作中高压配电柜柜不能进行任何操作，即使远程操作室出现操作失误，也能杜绝事故的发生；然后高压停送电机器人进行热备用冷备用转换；高压停送电机器人进行热备用冷备用转换时，转换开关处于零位，高压停送电机器人可直接进行冷备用到热备用转换，然后人工将转换开关调至远方位；保证远程操作室可以继续对高压配电柜进行远程分合闸。

为此，发明人设计一种高压柜操作机器人，本装置可在高压停送电机器人进行热备用冷备用转换前，自动把转换开关转换至零位；在冷备用到热备用转换结束后，本装置将转换开关由零位转换至远方位；保证远程操作室可以继续对高压配电柜进行远程分合闸。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压柜操作机器人，本装置可在执行机构进行热备用冷备用转换前，把转换开关通过检测转换机构转换至零位；同时，在冷备用到热备用转换结束后，自动将转换开关由零位转换至远方位；保证高压停送电机器人进行热备用冷备用转换时的安全性，同时节省人力。

本发明采用的技术方案如下：一种高压柜操作机器人,包括车架、行走机构、执行机构和控制***，所述行走机构用于驱动本装置的整体前进后退，执行机构用于进行热备用冷备用的转换，所述控制***用于控制行走机构和执行机构的动作，还包括检测转换装置，所述检测转换装置包括检测连接轴、滑套、检测固定板、检测驱动块；所述检测连接轴通过轴座固定于车架两侧，检测连接轴上套设有滑套；所述检测连接轴之间设有检测固定板，检测固定板通过螺栓与车架固定；所述检测固定板两侧竖设有检测挡板；所述检测挡板中间位置相对开设有检测丝杠安装孔，检测丝杠安装孔内转动安装有检测丝杠；检测丝杠的右端穿出检测挡板与检测电机的电机轴通过联轴器固定，所述检测电机通过螺栓与检测固定板固定；所述检测丝杠上螺纹安装有与检测丝杠相配合的的检测驱动块；所述滑套与检测驱动块的上端固定有支架安装板；支架安装板的四个角竖直固定有支撑架，支撑架上侧安装有检测支架；所述检测支架的底部设有检测激光传感器，检测支架的的顶部通过螺栓固定安装有转换电机；所述转换电机的电机轴上粘接固定有与高压配电柜的转换开关相配合的转换头；所述转换头为梯形截面，转换头靠近转换电机的一侧设有安装孔，转换头远离转换电机的一侧设有梯形槽。

具体的，所述转换电机上侧设有两个检测电磁传感器，所述检测电磁传感器通过直角安装板与转换电机固定；所述检测电磁传感器之间的夹角，等于高压配电柜转换开关远方位与零位的夹角；所述转换电机的电机轴上垂直焊接有限位铁棒，所述限位铁棒垂直于转换头梯形截面所在的平面。

进一步，所述检测转换装置还包括三个颜色识别传感器和定位板，所述定位板为“T”字形结构，定位板两侧设有方形的缺口；所述定位板中间位置竖直设有传感器安装孔，所述传感器安装孔的位置与开关柜智能操作装置的仪表盘的红、绿色标识相对应；所述传感器安装孔内固定安装有颜色识别传感器，所述颜色识别传感器的探头与定位板处于同一平面；定位板通过连接件与检测支架固定连接；所述连接件包括硬质弹簧和弹簧安装座，所述弹簧安装座胶粘于定位板靠近检测支架一侧，所述检测支架上与定位板相对应的位置分别焊接有弹簧安装座，弹簧安装座之间安装有硬质弹簧。

优选的，所述定位板上开设有两个定位通道；开关柜智能操作装置的仪表盘左右两侧，固定有两个与定位通道相配合的凸起物；所述凸起物为圆锥形铁块，圆锥前侧为弧形过度；所述定位通道为圆形通道。

具体的，所述执行机构包括耦合机构和自适应机构，所述自适应机构包括左右驱动块、左右连接轴、左右固定板；所述左右固定板的两端设有竖直的平台一和平台二，所述平台一和平台二上相对开设有丝杠通道，丝杠通道上装有左右丝杠，左右丝杠的右端伸出平台二与左右电机的电机轴通过联轴器固定；所述左右电机与左右固定板通过螺栓固定连接；左右固定板上侧设有与左右丝杠相配合的左右驱动块；所述左右驱动块上侧焊接有自适应调节板，所述自适应调节板上固定连接有自适应连接轴；所述左右固定板两侧设有左右连接轴，左右连接轴上套设有滑套；所述滑套上端通过螺栓分别固定有第一横梁和第二横梁，所述第一横梁和第二横梁之间焊接有加强板；所述第一横梁上与自适应连接轴相对应位置设有安装通道；所述自适应连接轴穿过安装通道；第一横梁与自适应调节板之间的自适应连接轴上穿有压缩弹簧；所述第一横梁上设有自适应激光传感器，所述自适应激光传感器通过角钢与第一横梁固定，自适应激光传感器的探头正对安装通道；所述耦合机构与第一横梁和第二横梁固定连接；所述耦合机构包括上下驱动块、上下固定板：所述第一横梁、第二横梁的一端竖直固定有上下固定板，上下固定板上端设有上挡板、下端设有下挡板，上挡板设有上通道，下挡板设有与上通道相对应的下通道；所述上挡板与下挡板之间焊接固定有上下连接轴，所述上下连接轴为两根分别竖直设于上通道左右两侧，上下连接轴上设有滑套；上通道上设有上下丝杠，所述上挡板上端面固定连接有升降电机，升降电机的电机轴穿过上通道与上下丝杠通过联轴器固定连接；上下固定板上设有与上下丝杠相配合的上下驱动块；所述上下驱动块与滑套的端面设有竖直的电机安装板，电机安装板上固定连接有开关电机，所述开关电机的电机轴上固定连接有与现有高压配电柜的开关相配合的转动节杆，所述转动节杆与开关电机的电机轴通过限距联轴器固定。

具体的，所述行走机构包括两个前驱电机和两个后驱电机，所述前驱电机和后驱电机通过电机支架与车架底部固定连接，前驱电机和后驱电机的电机轴上固定连接有车轮。

具体的，所述控制***包括plc和扩展模块，所述plc与扩展模块电性连接；障碍激光传感器、减速激光传感器、制动电磁传感器和柜号识别霍尔传感器与plc的输入端电性连接；前后激光传感器、编码器、后退零点激光传感器、下行零点激光传感器、左右零点激光传感器、检测激光传感器、检测电磁传感器、自适应激光传感器、颜色识别传感器分别与扩展模块的输入端电性连接；plc的输出端分别通过步进驱动器与左右电机、升降电机和开关电机电性连接；所述扩展模块的输出端分别通过步进驱动器与检测电机和转换电机电性连接；扩展模块的输出端分别通过变频器与前驱电机和后驱电机电性连接；扩展模块的输出端与制动器电性连接；充电插口与充电逆变器电性连接，所述充电逆变器与蓄电池的正负极电性连接，充电逆变器的220V交流端通过开关与制动器和变频器的220V交流端电性连接；所述开关与充电逆变器的220V交流端相对的一端与48V开关电源的交流输入端电性连接，48V开关电源的直流输出端与步进驱动器的48V电源端电性连接；所述开关与充电逆变器的220V交流端相对的一端与24V开关电源的交流输入端电性连接,24V开关电源的的直流输出端与触摸屏电性连接，所述触摸屏与PLC的输入端电性连接。

优选的，所述车架上安装有状态视频采集***；所述状态视频采集***包括竖直安装架和三个视频探头，所述视频探头固定安装于竖直安装架。

优选的，所述车架靠近高压配电柜一侧设有无轨纠偏装置，所述无轨纠偏装置包括安装板、定滑轮和磁铁；所述安装板与车架底部固定连接，所述安装板远离车架1一侧设有定滑轮，所述定滑轮水平设置，所述安装板远离车架一侧设有磁铁，所述磁铁最右侧与定滑轮最右侧的水平间距为2-3mm。

本发明的有益效果在于：

1.本装置可在执行机构进行热备用冷备用转换前，plc控制检测电机转动，检测支架向高压配电柜移动，转换头与转换开关接触时，检测激光传感器检测距离，传递给plc，plc控制检测电机停止转动，plc同时驱动转换电机顺时针转动，转换头驱动转换开关转换至零位，此时可进行热备用到冷备用的转换；执行机构进行热备用冷备用转换；在冷备用到热备用转换时，由于转换开关处于零位，所以先进行冷备用到热备用的转换，转换结束后，plc同时驱动转换电机逆时针转动，将转换开关转换至远方位；此时高压配电柜开始工作，远程操作室可以继续对高压配电柜进行远程分合闸，保证高压停送电机器人进行热备用冷备用转换时的安全性，节省了人力。

2.所述转换电机上侧设有两个检测电磁传感器，转换头驱动转换开关由远方位至零位，此时限位铁棒被检测电磁传感器感应，检测电磁传感器传递信号给plc，plc控制转换电机停止转动；检测电磁传感器对转换电机转动角度的限位，相较于直接的plc控制转动角度，更加的精准，可以避免发生误差时损坏高压配电柜的转换开关。

3.本装置通过三个颜色识别传感器，对开关柜智能操作装置的仪表盘进行检测，通过颜色识别传感器对红色、绿色信号灯的检测，进而判断冷备用热备用有没有真实的转换；通过硬质弹簧连接检测支架和定位板，使定位板与开关柜智能操作装置的仪表盘柔性接触，避免检测过程中产生微小误差，对仪表盘的损坏；安装板上开设有两个定位通道；开关柜智能操作装置的仪表盘左右两侧，固定有两个与定位通道相配合的凸起物，凸起物卡入定位通道中，开关柜智能操作装置的仪表盘上红色、绿色信号灯可以精准与三个颜色识别传感器对应；避免出现对位错误，从而引起识别错误。

4.通过自适应机构使转动节杆与高压配电柜的开关口柔性接触，避免损坏转动节杆和高压配电柜的开关。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的前驱电机、后驱电机位置示意图。

图3为本发明检测转换装置的结构示意图。

图4为本发明的支架安装板结构示意图。

图5为本发明的检测挡板结构示意图。

图6为本发明的检测激光传感器位置示意图。

图7为本发明的检测电机位置示意图。

图8为本发明的转换头结构示意图。

图9为本发明的定位板结构示意图。

图10为本发明的连接件节构示意图。

图11为本发明的凸起物位置示意图。

图12为本发明的定位通道结构示意图。

图13为本发明的耦合机构、自适应机构结构示意图。

图14为本发明的左右固定板结构示意图。

图15为本发明的平台一、平台二位置意图。

图16为本发明的自适应调节板位置示意图。

图17为本发明的自适应连接轴结构示意图。

图18为本发明的角钢位置示意图。

图19为本发明的自适应机构初始状态示意图。

图20为本发明的自适应机构压缩状态示意图。

图21为本发明的限距联轴器位置示意图。

图22为本发明的上下固定板结构示意图。

图23为本发明的上通道、下通道结构示意图。

图24为本发明的电路原理示意图。

图25为本发明的电路原理局部放大图A。

图26为本发明的电路原理局部放大图B。

图27为本发明的电路原理局部放大图C。

图28为本发明的电路原理局部放大图D。

图29为本发明的状态视频采集***结构示意图。

图30为本发明的无轨纠偏装置结构示意图。

图中：车架1、行走机构2、执行机构3、控制***4、前驱电机5、后驱电机6、车轮7、检测转换装置8、检测连接轴9、滑套10、检测固定板11、检测驱动块12、轴座13、检测挡板14、检测丝杠安装孔15、检测丝杠16、检测电机17、支架安装板18、支撑架19、检测支架20、检测激光传感器21、转换电机22、转换头23、安装孔24、梯形槽25、检测电磁传感器26、直角安装板27、限位铁棒28、颜色识别传感器29、定位板30、缺口31、传感器安装孔32、连接件33、硬质弹簧34、弹簧安装座35、定位通道36、凸起物37、耦合机构38、自适应机构39、左右驱动块40、左右连接轴41、左右固定板42、平台一43、平台二44、丝杠通道45、左右丝杠46、左右电机47、自适应调节板48、自适应连接轴49、第一横梁50、第二横梁51、加强板52、安装通道53、压缩弹簧54、自适应激光传感器55、角钢56、上下驱动块57、上下固定板58、上挡板59、下挡板60、上通道61、下通道62、上下连接轴63、上下丝杠64、升降电机65、上下丝杠66、电机安装板67、开关电机68、转动节杆69、限距联轴器70、plc71、扩展模块72、障碍激光传感器73、减速激光传感器74、制动电磁传感器75、柜号识别霍尔传感器76、前后激光传感器77、编码器78、后退零点激光传感器79、下行零点激光传感器80、左右零点激光传感器81、步进驱动器82、变频器83、制动器84、充电插口85、充电逆变器86、蓄电池87、开关88、48V开关电源89、24V开关电源90、触摸屏91、状态视频采集***92、竖直安装架93、视频探头94、无轨纠偏装置95、纠偏板96、定滑轮97、磁铁98。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍，以下所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量；由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征；在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通；对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种高压柜操作机器人,包括车架1、行走机构2、执行机构3和控制***4，所述行走机构2用于驱动本装置的整体前进后退；所述行走机构2包括两个前驱电机5和两个后驱电机6，所述前驱电机5和后驱电机6通过电机支架与车架1底部固定连接，前驱电机5和后驱电机6的电机轴上固定连接有车轮7；执行机构2用于进行热备用冷备用的转换，所述控制***4用于控制行走机构2和执行机构3的动作，本装置还包括检测转换装置8，检测转换装置8可在高压停送电机器人进行热备用冷备用转换前，把转换开关转换至零位；同时，在冷备用到热备用转换结束后，自动将转换开关由零位转换至远方位；保证高压停送电机器人进行热备用冷备用转换时的安全性；为了实现这一功能，所述检测转换装置8包括检测连接轴9、滑套10、检测固定板11、检测驱动块12；所述检测连接轴9通过轴座13固定于车架上，检测连接轴9上套设有滑套10；所述检测连接轴9之间设有检测固定板11，检测固定板11通过螺栓与车架1固定；所述检测固定板11两侧竖设有检测挡板14；所述检测挡板14中间位置相对开设有检测丝杠安装孔15，检测丝杠安装孔15内转动安装有检测丝杠16；检测丝杠16的右端穿出检测挡板14与检测电机17的电机轴通过联轴器固定，所述检测电机17通过螺栓与检测固定板11固定；所述检测丝杠16上螺纹安装有与检测丝杠16相配合的的检测驱动块12，检测驱动块12上端于与滑套上端共面；所述滑套10与检测驱动块12的上端固定有支架安装板18；所述支架安装板18为“工”字型结构，中间位置通过螺栓与检测驱动块12固定，四周通过螺栓与滑套10上端固定；支架安装板18的四个角竖直固定有支撑架19，支撑架19上侧安装有检测支架20；所述检测支架20的底部设有检测激光传感器21，检测支架20的的顶部通过螺栓固定安装有转换电机22；所述转换电机22的电机轴上粘接固定有与高压配电柜的转换开关相配合的转换头23；所述转换头23为梯形截面，转换头12靠近转换电机的一侧设有安装孔24，转换头23远离转换电机的一侧设有梯形槽25；转换电机22的电机轴***安装孔24胶粘固定，增大了接触面积，粘接更加牢固；梯形槽25可卡住高压配电柜的转换开关，带动转换开关一起转动；执行机构3热备用冷备用转换时，控制***4控制检测电机17转动，检测支架20向高压配电柜移动，转换头23与转换开关接触时，激光传感器21检测距离，传递给控制***4，控制***4控制检测电机17停止转动，控制***4同时驱动转换电机22顺时针转动，转换头23驱动转换开关转换至零位，此时可进行热备用冷备用的转换；在冷备用到热备用转换时，由于转换开关处于零位，所以先进行冷备用到热备用的转换，转换结束后，控制***4同时驱动转换电机22逆时针转动，将转换开关转换至远方位；此时高压配电柜开始工作，远程操作室可以继续对高压配电柜进行远程分合闸，保证高压停送电机器人进行热备用冷备用转换时的安全性，节省了人力。

考虑到转换电机22控制转换开关的精准性，所述转换电机22上侧设有两个检测电磁传感器26，所述检测电磁传感器26通过直角安装板27与转换电机22固定；所述检测电磁传感器26之间的夹角，等于高压配电柜转换开关远方位与零位的夹角；所述转换电机22的电机轴上垂直焊接有限位铁棒28，所述限位铁棒28垂直于转换头23梯形截面所在的平面；转换头23驱动转换开关由远方位至零位，此时限位铁棒28被检测电磁传感器26感应，检测电磁传感器26传递信号给控制***4，控制***4控制转换电机22停止转动；检测电磁传感器26对转换电机22转动角度的限位，相较于直接的控制***4控制转动角度，更加的精准，可以避免发生误差时损坏高压配电柜的转换开关。

考虑到本装置无法判断是否完成了冷备用热备用的转换，所述检测转换装置8还包括三个颜色识别传感器29和定位板30，所述定位板30为“T”字形结构，定位板30两侧设有方形的缺口31；所述定位板30中间位置竖直设有传感器安装孔32，所述传感器安装孔32的位置与开关柜智能操作装置的仪表盘的红、绿色标识相对应；所述传感器安装孔32内固定安装有颜色识别传感器29，所述颜色识别传感器29的探头与定位板30处于同一平面；定位板20通过连接件与检测支架20固定连接；所述连接件33包括硬质弹簧34和弹簧安装座35，所述弹簧安装座35胶粘于定位板30靠近检测支架20一侧，所述检测支架20上与定位板30相对应的位置分别焊接有弹簧安装座35，弹簧安装座35之间安装有硬质弹簧；执行机构3进行热备用冷备用转换时，控制***4控制检测电机17转动，检测支架20向高压配电柜移动，检测激光传感器21检测距离，传递给控制***4，控制***4控制检测电机17停止转动；此时定位板30与开关柜智能操作装置的仪表盘接触，开关柜智能操作装置的仪表盘上红色、绿色信号灯可以精准与三个颜色识别传感器29对应；然后开始热备用冷备用的转换；通过颜色识别传感器2对红色、绿色信号灯的颜色变化检测，进而判断热备用冷备用有没有真实的转换完成。

所述定位板30上开设有两个定位通道36；开关柜智能操作装置的仪表盘左右两侧，胶粘固定有两个与定位通道36相配合的凸起物37；凸起物37卡入定位通道36中，开关柜智能操作装置的仪表盘上红色、绿色信号灯可以精准与三个颜色识别传感器29对应；定位板30与开关柜智能操作装置的仪表盘柔性接触，避免出现对位错误，从而引起识别错误；考虑到凸起物37与定位通道36的配合可能会存在微小误差而无发卡入，所述凸起物37为圆锥形铁块，圆锥前侧为弧形过度，避免伤人；所述定位通道36为圆形通道。

本装置的执行机构3包括耦合机构38和自适应机构39，所述自适应机构39包括左右驱动块40、左右连接轴41、左右固定板42；所述左右固定板42的两端设有竖直的平台一43和平台二44，所述平台一43和平台二44上相对开设有丝杠通道45，丝杠通道45上装有左右丝杠46，左右丝杠46的右端伸出平台二44与左右电机47的电机轴通过联轴器固定；所述左右电机47与左右固定板42通过螺栓固定连接；左右固定板42上侧设有与左右丝杠46相配合的左右驱动块40；左右电机47转动可带动左右丝杠46转动，左右驱动块40与左右丝杠946螺纹配合，所以左右电机47可以控制左右驱动40块前进、后退；所述左右驱动块40上侧焊接有自适应调节板48，所述自适应调节板48上螺纹固定连接有自适应连接轴49；所述左右固定板42两侧设有左右连接轴41，左右连接轴上41套设有滑套10；所述滑套10上端通过螺栓分别固定有第一横梁50和第二横梁51，所述第一横梁51和第二横梁51之间焊接有加强板52；所述第一横梁51上与自适应连接轴49相对应位置设有安装通道53；所述自适应连接轴49穿过安装通道53；第一横梁50与自适应调节板48之间的自适应连接轴49上穿有压缩弹簧54；常态下第二横梁51与自适应调节板48接触；所述第一横梁51上设有自适应激光传感器55，所述自适应激光传感器55通过角钢56与第一横梁50固定，自适应激光传感器55的探头正对安装通道53；所述自适应激光传感器55与安装通道53的间距大于压缩弹簧54的最大压缩距离；所述耦合机构38与第一横梁50和第二横梁51固定连接。

左右电机47驱动左右驱动块40前进时，自适应调节板48通过压缩弹簧54推动第一横梁50前进，从而带动耦合机构38整体前进；若存在误差，当耦合机构38没有和高压配电柜的开关对正时，耦合机构38推动第一横梁50、第二横梁51后退，第一横梁50和挤压压缩弹簧54，沿着自适应连接轴49自适应回退；第一横梁50带着自适应激光传感器55向自适应连接轴49移动；当自适应连接轴49与自适应激光传感器55的距离小于预设值，控制***4控制左右电机47紧急制动；避免发生刚性的碰撞，直接将高压配电柜的开关损坏；当***出现微小误差，例如耦合机构38虽然和高压配电柜的开关对正，但是左右电机47多转了几圈，自适应连接轴49与自适应激光传感器55的距离大于预设值，控制***4不会控制左右电机47紧急制动；本装置可以克服微小误差正常运行。

所述耦合机38构包括上下驱动块57、上下固定板58：所述第一横梁50、第二横梁51的一端竖直通过螺栓固定有上下固定板58，上下固定板58上端设有上挡板59、下端设有下挡板60，上挡板59设有上通道61，下挡板59设有与上通道61相对应的下通道62；所述上挡板59与下挡板60之间焊接固定有上下连接轴63，所述上下连接轴63为两根，分别竖直设于上通道61的左右两侧，上下连接轴53上设有滑套10；上通道61上设有上下丝杠64，所述上挡板60上端面固定连接有升降电机65，升降电机65的电机轴穿过上通道61与上下丝杠66通过联轴器固定连接；上下固定板58上设有与上下丝杠66相配合的上下驱动块57；所述上下驱动块57与滑套10的端面设有竖直的电机安装板67，电机安装板67上固定连接有开关电机68，所述开关电机68的电机轴上固定连接有与现有高压配电柜的开关相配合的转动节杆69，所述转动节杆69与开关电机的电机轴通过限距联轴器70固定。

控制***4控制升降电机65转动，升降电机65带动电机安装板67和开关电机68上升到与高压配电柜开关口相同的高度；然后控制***4驱动左右电机47转动；左右电机47驱动左右驱动块40前进，自适应调节板48通过压缩弹簧54推动第一横梁50前进，开关电机68的转动节杆69伸入高压配电柜的开关口相配合；然后控制***4驱动开关电机68转动，从而进行热备用冷备用转换；转换完成后控制***4驱动开关电机68停止，并驱动升降电机65和左右电机47驱动本装置回归到初始状态。

具体的，所述控制***包括plc71和扩展模块72，所述plc71与扩展模块72电性连接；障碍激光传感器73、减速激光传感器74、制动电磁传感器75和柜号识别霍尔传感器76与plc71的输入端电性连接；前后激光传感器77、编码器78、后退零点激光传感器79、下行零点激光传感器80、左右零点激光传感器81、检测激光传感器21、检测电磁传感器26、自适应激光传感器55、颜色识别传感器29分别与扩展模块72的输入端电性连接；plc71的输出端分别通过步进驱动器82与左右电机47、升降电机65和开关电机68电性连接；所述扩展模块72的输出端分别通过步进驱动器82与检测电机17和转换电机22电性连接；扩展模块72的输出端分别通过变频器83与前驱电机5和后驱电机6电性连接；扩展模块73的输出端与制动器84电性连接；充电插口85与充电逆变器86电性连接，所述充电逆变器86与蓄电池87的正负极电性连接，充电逆变器86的220V交流端通过开关88与制动器84和变频器83的220V交流端电性连接；所述开关88与充电逆变器86的220V交流端相对的一端与48V开关电源89的交流输入端电性连接，48V开关电源89的直流输出端与步进驱动器82的48V电源端电性连接；所述开关88与充电逆变器86的220V交流端相对的一端与24V开关电源90的交流输入端电性连接,24V开关电源90的的直流输出端与触摸屏91电性连接，所述触摸屏91与PLC71的输入端电性连接。

所述障碍激光传感器73设于车架1前侧，用于障碍监测，如果本装置前侧有行人或者障碍物，障碍激光传感器73会监测到将信号传递给plc71控制本装置停车；所述减速激光传感器74、制动电磁传感器75与充电插口85设于车架17后侧，减速激光传感器74用于本装置回位时传递给plc71控制本装置减速，制动电磁传感器75回位时传递给plc71控制本装置停止，充电插口85可对蓄电池27进行充电；柜号识别霍尔传感器76、前后激光传感器77设于车架1右侧，用于传递前后位置信号；高压配电柜上吸附有用于辅助传感器精准定位的磁铁，使柜号识别霍尔传感器76更加经精准；所述编码器78设于车架1底面，用于记录小车移动距离，并将信号传递给plc71；所述plc71、扩展模块72、步进驱动器82、变频器83、24V开关电源90、48V开关电源89、充电逆变器86与蓄电池87设于车架1内部；所述后退零点传感器79设于左右固定板42左侧，检测信号传递给plc71控制左右固定板42回位时左右电机47停止；下行零点传感器80设于上下固定板58下侧；检测信号传递给plc71控制上下回位时，升降电机65停止；所述触摸屏91设于车架1上部后侧。

考虑到本装置方便快捷的控制，所述PLC71可通过智能终端控制，智能终端可以为手机或者电脑，智能终端能够通过GSM或3G或4G或Wifi或蓝牙与所述PLC71通信连接控制本装置的运行；这样便可以实现本装置的远程操控，更加的方便实用。

优选的，所述车架1上安装有状态视频采集***92；所述状态视频采集***92包括竖直安装架93和三个视频探头94，所述视频探头94固定安装于竖直安装架93，所述视频探头93与plc71电性连接。

虑到若地面不平、或者地面上有微小石子等异物时，本装置无法直线行驶，进而导致转动节杆69无法伸入高压配电柜的开关柜与开关钮配合后旋转，，所述车架1靠近高压配电柜一侧设有无轨纠偏装置95，所述无轨纠偏装置95包括纠偏板96、定滑轮97和磁铁98；所述纠偏板96与车架1底部固定连接，所述纠偏板远离车架1一侧设有定滑轮97，所述定滑轮97水平设置，所述纠偏板远离车架1一侧设有磁铁98，所述磁铁98最右侧与定滑97轮最右侧的水平间距为2-3mm；如果本装置将要朝向高压配电柜一侧偏移，定滑轮97会抵住高压配电柜下方，防止本装置向高压配电柜一侧偏移；如果本装置将要朝向远离高压配电柜一侧偏移，磁铁98的磁力与高压配电柜之间的吸引力，会避免本装置向远离高压配电柜一侧偏移，所述磁铁98最右侧与定滑轮97最右侧的水平间距为2-3mm，保证吸引力较大。

使用方法为：首先该本装置主要服务于KN28型等各种高压配电柜热、冷备用状态相互转换智能操作功能，首先在触摸屏91选择要热备用转冷备用或冷备用转热备用指令，然后触摸屏91会弹出设备选项供选择，第二步选择要操作的设备名称，之后触摸屏91会弹出是否执行选项，选择确定后，本装置会按输入指令去完成对应设备的高压配电柜进行搜寻，前驱电机5、后驱电机6驱动本装置到对应高压配电柜，检测转换装置8会对转换开关进行转换；颜色识别传感器29红色、绿色信号灯的检测，进而判断高压配电柜当前处于状态；本装置开始执行下一步操作，执行机构2进行热、冷备用状态相互转换；然后控制***4通过颜色识别传感器29对红色、绿色信号灯的颜色变化检测，进而判断热备用冷备用有没有真实的转换完成；如设备是多驱，继续寻找下一高压配电柜，如果是单驱，检测到操作机构各部件均回零点后，通过控制***4收回执行机构3；前驱电机5、后驱电机6驱动本装置回到原点，HMI提示任务正常完成。

尽管参照前述实例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行和修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高压柜操作机器人,包括车架、行走机构、执行机构和控制***，所述行走机构用于驱动本装置的整体前进后退，执行机构用于进行热备用冷备用的转换，所述控制***用于控制行走机构和执行机构的动作，其特征在于：还包括检测转换装置，所述检测转换装置包括检测连接轴、滑套、检测固定板、检测驱动块；所述检测连接轴通过轴座固定于车架两侧，检测连接轴上套设有滑套；所述检测连接轴之间设有检测固定板，检测固定板通过螺栓与车架固定；所述检测固定板两侧竖设有检测挡板；所述检测挡板中间位置相对开设有检测丝杠安装孔，检测丝杠安装孔内转动安装有检测丝杠；检测丝杠的右端穿出检测挡板与检测电机的电机轴通过联轴器固定，所述检测电机通过螺栓与检测固定板固定；所述检测丝杠上螺纹安装有与检测丝杠相配合的的检测驱动块；所述滑套与检测驱动块的上端固定有支架安装板；支架安装板的四个角竖直固定有支撑架，支撑架上侧安装有检测支架；所述检测支架的底部设有检测激光传感器，检测支架的的顶部通过螺栓固定安装有转换电机；所述转换电机的电机轴上粘接固定有与高压配电柜的转换开关相配合的转换头；所述转换头为梯形截面，转换头靠近转换电机的一侧设有安装孔，转换头远离转换电机的一侧设有梯形槽；所述检测转换装置还包括三个颜色识别传感器和定位板，所述定位板为“T”字形结构，定位板两侧设有方形的缺口；所述定位板中间位置竖直设有传感器安装孔，所述传感器安装孔的位置与开关柜智能操作装置的仪表盘的红、绿色标识相对应；所述传感器安装孔内固定安装有颜色识别传感器，所述颜色识别传感器的探头与定位板处于同一平面；定位板通过连接件与检测支架固定连接；所述连接件包括硬质弹簧和弹簧安装座，所述弹簧安装座胶粘于定位板靠近检测支架一侧，所述检测支架上与定位板相对应的位置分别焊接有弹簧安装座，弹簧安装座之间安装有硬质弹簧；所述定位板上开设有两个定位通道；开关柜智能操作装置的仪表盘左右两侧，固定有两个与定位通道相配合的凸起物；凸起物为圆锥形，凸起物卡入定位通道中，使颜色识别传感器与开关柜智能操作装置的信号灯对准。

2.根据权利要求1所述的一种高压柜操作机器人，其特征在于：所述转换电机上侧设有两个检测电磁传感器，所述检测电磁传感器通过直角安装板与转换电机固定；所述检测电磁传感器之间的夹角，等于高压配电柜转换开关远方位与零位的夹角；所述转换电机的电机轴上垂直焊接有限位铁棒，所述限位铁棒垂直于转换头梯形截面所在的平面。

3.根据权利要求2所述的一种高压柜操作机器人，其特征在于：所述凸起物为圆锥形铁块，圆锥前侧为弧形过度；所述定位通道为圆形通道。

4.根据权利要求3所述的一种高压柜操作机器人，其特征在于：所述执行机构包括耦合机构和自适应机构，所述自适应机构包括左右驱动块、左右连接轴、左右固定板；所述左右固定板的两端设有竖直的平台一和平台二，所述平台一和平台二上相对开设有丝杠通道，丝杠通道上装有左右丝杠，左右丝杠的右端伸出平台二与左右电机的电机轴通过联轴器固定；所述左右电机与左右固定板通过螺栓固定连接；左右固定板上侧设有与左右丝杠相配合的左右驱动块；所述左右驱动块上侧焊接有自适应调节板，所述自适应调节板上固定连接有自适应连接轴；所述左右固定板两侧设有左右连接轴，左右连接轴上套设有滑套；所述滑套上端通过螺栓分别固定有第一横梁和第二横梁，所述第一横梁和第二横梁之间焊接有加强板；所述第一横梁上与自适应连接轴相对应位置设有安装通道；所述自适应连接轴穿过安装通道；第一横梁与自适应调节板之间的自适应连接轴上穿有压缩弹簧；所述第一横梁上设有自适应激光传感器，所述自适应激光传感器通过角钢与第一横梁固定，自适应激光传感器的探头正对安装通道；所述耦合机构与第一横梁和第二横梁固定连接；所述耦合机构包括上下驱动块、上下固定板：所述第一横梁、第二横梁的一端竖直固定有上下固定板，上下固定板上端设有上挡板、下端设有下挡板，上挡板设有上通道，下挡板设有与上通道相对应的下通道；所述上挡板与下挡板之间焊接固定有上下连接轴，所述上下连接轴为两根分别竖直设于上通道左右两侧，上下连接轴上设有滑套；上通道上设有上下丝杠，所述上挡板上端面固定连接有升降电机，升降电机的电机轴穿过上通道与上下丝杠通过联轴器固定连接；上下固定板上设有与上下丝杠相配合的上下驱动块；所述上下驱动块与滑套的端面设有竖直的电机安装板，电机安装板上固定连接有开关电机，所述开关电机的电机轴上固定连接有与现有高压配电柜的开关相配合的转动节杆，所述转动节杆与开关电机的电机轴通过限距联轴器固定。

5.根据权利要求4所述的一种高压柜操作机器人，其特征在于：所述行走机构包括两个前驱电机和两个后驱电机，所述前驱电机和后驱电机通过电机支架与车架底部固定连接，前驱电机和后驱电机的电机轴上固定连接有车轮。

6.根据权利要求5所述的一种高压柜操作机器人，其特征在于：所述控制***包括plc和扩展模块，所述plc与扩展模块电性连接；障碍激光传感器、减速激光传感器、制动电磁传感器和柜号识别霍尔传感器与plc的输入端电性连接；前后激光传感器、编码器、后退零点激光传感器、下行零点激光传感器、左右零点激光传感器、检测激光传感器、检测电磁传感器、自适应激光传感器、颜色识别传感器分别与扩展模块的输入端电性连接；plc的输出端分别通过步进驱动器与左右电机、升降电机和开关电机电性连接；所述扩展模块的输出端分别通过步进驱动器与检测电机和转换电机电性连接；扩展模块的输出端分别通过变频器与前驱电机和后驱电机电性连接；扩展模块的输出端与制动器电性连接；充电插口与充电逆变器电性连接，所述充电逆变器与蓄电池的正负极电性连接，充电逆变器的220V交流端通过开关与制动器和变频器的220V交流端电性连接；所述开关与充电逆变器的220V交流端相对的一端与48V开关电源的交流输入端电性连接，48V开关电源的直流输出端与步进驱动器的48V电源端电性连接；所述开关与充电逆变器的220V交流端相对的一端与24V开关电源的交流输入端电性连接,24V开关电源的的直流输出端与触摸屏电性连接，所述触摸屏与PLC的输入端电性连接。

7.根据权利要求6所述的一种高压柜操作机器人，其特征在于：所述车架上安装有状态视频采集***；所述状态视频采集***包括竖直安装架和三个视频探头，所述视频探头固定安装于竖直安装架。

8.根据权利要求1所述的一种高压柜操作机器人，其特征在于：所述车架靠近高压配电柜一侧设有无轨纠偏装置，所述无轨纠偏装置包括安装板、定滑轮和磁铁；所述安装板与车架底部固定连接，所述安装板远离车架一侧设有定滑轮，所述定滑轮水平设置，所述安装板远离车架一侧设有磁铁，所述磁铁最右侧与定滑轮最右侧的水平间距为2-3mm。

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