一种配网检修机械手臂及其方法技术

本发明专利技术公开了一种配网检修机械手臂及方法，所述机械手臂包括手臂本体、手柄、开关、控制模块、摄像头、自适应可变螺栓锁紧机构和控制面板，所述手柄位于手臂本体的下方，手柄上设置开关，手臂本体的前端设置自适应可变螺栓锁紧机构和摄像头，所述摄像头位于自适应可变螺栓锁紧机构的一侧，控制模块位于手臂本体的中部，控制面板位于手臂本体的尾部。本发明专利技术的配网机械手臂旋紧装置结构简单，便于实施，通用性强，可以大规模的推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种配网检修机械手臂及其方法
本专利技术属于配网检修领域，特别是一种配网检修机械手臂及其方法。
技术介绍
配电网故障成因中，约50％的故障出现于设备接头处，具体原因在于设备接头紧固作业工艺不满足要求。目前国内外配电网维修用的各种机械手(简称扳手)大部分是机械式的，力量输出以人工为主。机械式扭矩扳手具有价格低、坚固耐用等特点，但是精度低，难以适用于复杂的现场环境，作业效果难以保证。在架空线施工，当作业人员与紧固作业点不在同一垂线时，作业人员难以准确将机械手臂对准紧固位置；在小区变柜内施工，或电缆沟施工时，由于作业面遮挡物较多，也存在依靠肉眼无法根据作业点的实际情况选择扳手。这样就给作业人员带来了很多的不便，大大降低了工作的效率。目前有些公司已经研制出了电动扳手，例如，北京纽利德股份有限公司研制生产了YJN系列高精度数显定扭矩扳子，该扭矩扳子一次仪表采用高性能的传感器，加上二次仪表多段线性拟合动能，大大提高了扭矩扳子的准确度级别。桂林迪吉特电子有限公司生产的850系列数显扭矩扳手采用先进的编程技术，示值准确。但是上述电动扳手结构比较复杂，容易发生故障，出现故障时不易维修，给使用者带来了很多不便。并且他们没有相关的图像识别功能，工作人员在视线遮挡的时候，无法判断作业点的情况，无法选择合适的扳手。专利号为201310513593.7的中国专利公开了一种电动扳手，该扳手包括电机、外壳、内套筒、外套筒，行星齿轮传动机构、谐波齿轮传动机构和手柄，该两传动机构设于外壳内，其中谐波齿轮传动机构的波发生器、柔性齿轮和刚性齿轮分均别与电机传动相连、与行星齿轮传动机构的太阳轮和齿圈固连；内套筒设于外套筒的中心孔内，并通过弹簧与行星齿轮传动机构的行星架传动相连；内套筒可在外套筒的中心孔内轴向移动，齿圈的另一端和外套筒固连。优点是：将谐波齿轮传动机构应用于用于扭剪型螺栓的拧紧作业的电动扳手上，有利于缩小电动扳手的尺寸和减轻电动扳手的重量，提高电动扳手的操作性能。但是该扳手不具备相关的图像检测功能，工作人员在视线遮挡的时候，无法判断作业点的情况，无法利用该扳手进行作业。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种配网检修机械手臂及其方法。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种配网检修机械手臂，包括手臂本体、手柄、开关、控制模块、摄像头、自适应可变螺栓锁紧机构和控制面板，所述手柄位于手臂本体的下方，手柄上设置开关，手臂本体的前端设置自适应可变螺栓锁紧机构和摄像头，所述摄像头位于自适应可变螺栓锁紧机构的一侧，控制模块位于手臂本体的中部，控制面板位于手臂本体的尾部。一种基于上述配网检修机械手臂的检修方法，包括以下步骤：步骤1、系统初始化，在数据库模块中存储所有待检检测螺栓的信息，具体包括螺栓的编号、型号、尺寸、外观图像和旋紧扭矩信息；步骤2、视频处理模块采集待旋紧螺栓的图像并进行图像处理，确定待旋紧螺栓的型号；步骤3、控制器模块根据待旋紧螺栓的型号从数据库中调用相关的参数，包括待旋紧螺栓的尺寸、型号和旋紧扭矩，并将信息发送给电机控制模块；步骤4、电机控制模块根据接收到的待旋紧螺栓的尺寸和旋紧扭矩，控制电机旋转，最终控制自适应可变螺栓锁紧机构对螺栓进行旋紧。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：1)本专利技术的配网检修机械手臂包括数据库模块，数据库模块中存储了所有待旋紧螺栓的尺寸、型号、旋转扭矩等信息，供控制器模块进行调用，数据库容量可以根据需要进行扩充；2)本专利技术的配网检修机械手臂包括图像采集模块，可以对待检修的作业点进行图像采集，并进行图像处理，从而判断出待检修螺栓的型号信息；3)本专利技术的配网检修机械手臂的控制器模块可以根据图像处理模块处理的结果从数据库模块中调用相关信息，并利用这些信息控制电机旋转，最终控制自适应可变螺栓锁紧机构工作，使螺栓旋紧完全符合国家标准，保障了设备的安全；4)本专利技术的配网机械手臂中自适应可变螺栓锁紧机构的螺母卡爪可以根据螺母的尺寸进行调节，适用于各种型号的配网接头连接点的螺栓，通用性非常强，使用的时候不需要更换卡紧装置，直接控制电机即可实现调节，大大节省了时间和使用者的体力，非常方便；5)本专利技术的自适应可变螺栓锁紧机构的螺母卡爪端部设置有压力传感器，可以实时的检测卡爪与螺母直接的压力，当二者贴紧的时候压力传感器就将压力信号传输给控制器，控制器就可以控制电机停止运动，避免了由于压力过大而将螺母损坏；6)本专利技术的配网机械手臂旋紧装置结构简单，便于实施，通用性强，可以大规模的推广使用。下面结合附图对本专利技术作进一步详细描述。附图说明图1为本专利技术的配网检修机械手臂结构示意图。图2为本专利技术的配网检修机械手臂中自适应可变螺栓锁紧机构结构示意图。图3为本专利技术的配网检修机械手臂中控制模块结构框图。图4为电机控制器模块的电路图。具体实施方式结合图1，本专利技术的一种配网检修机械手臂，包括手臂本体7、手柄2、开关3、控制模块4、摄像头5、自适应可变螺栓锁紧机构6和控制面板1，所述手柄2位于手臂本体7的下方，手柄2上设置开关3，手臂本体7的前端设置自适应可变螺栓锁紧机构6和摄像头5，所述摄像头5位于自适应可变螺栓锁紧机构6的一侧，控制模块4位于手臂本体7的中部，控制面板1位于手臂本体7的尾部。手柄上的开关用于通断电，遇到紧急情况可以随时断电。结合图3，所述控制模块包括视频处理模块、控制器模块、数据库模块、电机控制模块，所述视频处理模块、数据库模块和电机控制模块均与控制器模块相连，其中视频处理模块，采集待旋紧螺栓的图像并进行滤波处理、去噪处理后发送至控制器模块；数据库模块，存储所有待旋紧螺栓的图像、尺寸、型号和旋紧扭矩信息，并依次按从大到小的顺序进行编号，供控制器模块调用；电机控制模块，用于接收控制器模块发送的控制指令，按照控制指令中的尺寸和旋转扭矩控制电机进行旋转；控制器模块，用于接收视频处理模块处理好的视频信息，并与数据库模块中的相关数据进行匹配，寻找到匹配的螺栓编号，之后将调用的尺寸和旋转扭矩信息传输给电机控制模块；该模块还用于接收控制面板发出的控制指令。结合图2，所述自适应可变螺栓锁紧机构6包括扳手主体、螺母卡爪、挡板、转动副联结构件、压力传感器和伺服电机，所述扳手主体的工作面为正六边形结构，六边形扳手主体的每个边上均设置挡板，每个挡板上均装有螺母卡爪，所述螺母卡爪的前端设置压力传感器，螺母卡爪的后端设置转动副联结构件，每个转动副联结构件均与对应的伺服电机连接，在伺服电机的带动下推动螺母卡爪运动。所述控制模块为DSP芯片或FPGA。具体可以根据需要进行选择。结合图4，所述电机控制模块包括SA60芯片、第一电阻R1、第二电阻R、第一电容C1、第二电容C2、第三电容CT，所述SA60芯片的第1引脚和第2引脚之间连接第三电容CT，SA60芯片的第1引脚同时接地，SA60芯片的第10引脚并连第一电容C1和第二电容C2，第一电容C1和第二电容C2的另一端分别接地，SA60芯片的第9引脚和第10引脚之间连接电机，SA60芯片的第12引脚接第一电阻R1，第一电阻R1的另一端接地，SA60芯片的第8引脚接第二电阻R，第二电阻R的另一端接地，SA60芯片的第6引脚接地。所述控制面板1为触摸屏。控制面板上可以显示出待检测工作点螺栓的图形、尺寸等信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种配网检修机械手臂，其特征在于，包括手臂本体(7)、手柄(2)、开关(3)、控制模块(4)、摄像头(5)、自适应可变螺栓锁紧机构(6)和控制面板(1)，所述手柄(2)位于手臂本体(7)的下方，手柄(2)上设置开关(3)，手臂本体(7)的前端设置自适应可变螺栓锁紧机构(6)和摄像头(5)，所述摄像头(5)位于自适应可变螺栓锁紧机构(6)的一侧，控制模块(4)位于手臂本体(7)的中部，控制面板(1)位于手臂本体(7)的尾部。

【技术特征摘要】
1.一种配网检修机械手臂，其特征在于，包括手臂本体(7)、手柄(2)、开关(3)、控制模块(4)、摄像头(5)、自适应可变螺栓锁紧机构(6)和控制面板(1)，所述手柄(2)位于手臂本体(7)的下方，手柄(2)上设置开关(3)，手臂本体(7)的前端设置自适应可变螺栓锁紧机构(6)和摄像头(5)，所述摄像头(5)位于自适应可变螺栓锁紧机构(6)的一侧，控制模块(4)位于手臂本体(7)的中部，控制面板(1)位于手臂本体(7)的尾部；所述控制模块包括视频处理模块、控制器模块、数据库模块、电机控制模块，所述视频处理模块、数据库模块和电机控制模块均与控制器模块相连，其中视频处理模块，采集待旋紧螺栓的图像并进行滤波处理、去噪处理后发送至控制器模块；数据库模块，存储所有待旋紧螺栓的图像、尺寸、型号和旋紧扭矩信息，并依次按从大到小的顺序进行编号，供控制器模块调用；电机控制模块，用于接收控制器模块发送的控制指令，按照控制指令中的尺寸和旋转扭矩控制电机进行旋转；控制器模块，用于接收视频处理模块处理好的视频信息，并与数据库模块中的相关数据进行匹配，寻找到匹配的螺栓编号，之后将调用的尺寸和旋转扭矩信息传输给电机控制模块；该模块还用于接收控制面板发出的控制指令；所述自适应可变螺栓锁紧机构(6)包括扳手主体、螺母卡爪、挡板、转动副联结构件、压力传感器和伺服电机，所述扳手主体的工作面为正六边形结构，六边形扳手主体的每个边上均设置挡板，每个挡板上均装有螺母卡爪，所述螺母卡爪的前端设置压力传感器，螺母卡爪的后端设置转动副联结构件，每个转动副联结构件均与对应的伺服电机连接，在伺服电机的带动下推动螺母卡爪运动...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋海勇，俞俊，钟智，
申请(专利权)人：江苏省电力公司连云港供电公司，国家电网公司，江苏省电力公司，江苏国电新源电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32