开关切换机械手及其控制系统的制作方法

本发明属于电力开关柜智能操作，具体涉及开关切换机械手及其控制系统。

背景技术：

1、大量使用中的传统电力开关柜由人工进行开关切换操作和运维检测，部分传统电力开关柜或新投入使用的新型电力开关柜尝试配置机械手根据指令代替人工进行操作。

2、对电力开关柜的操作是带电操作，由人工操作对工作人员的安全不能保障，工作人员在操作时也易产生误操作对电力设备安全运行带来危害，因此需要配置机械手根据指令代替人工进行操作，但各种电力开关柜的结构型号不统一，需要匹配不同规格的机械手同时也不便于对机械手的安装，并且现有的机械手存在从接收指令到完成操作的时间过长的问题，为此我们提出开关切换机械手及其控制系统。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供开关切换机械手及其控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：开关切换机械手及其控制系统，包括电力开关柜本体、设置在电力开关柜本体面板上的操作面板，所述电力开关柜本体表面设有吸附机构，所述吸附机构的上端设有移动机构，所述移动机构的上端设有机械手开关机构，所述移动机构包括第一电动滑轨，且第一滑动块与第一电动滑轨滑动连接，所述第一电动滑轨的内部滑动连接有第一电动滑块，所述第一电动滑块的上端滑动连接有第二电动滑轨，所述机械手开关机构包括第二电动滑块，且第二电动滑块与第二电动滑轨滑动连接，所述第二电动滑块的上表面设有转动箱，所述转动箱的内部转动连接有转动杆，所述转动杆的圆周表面设有蜗轮，所述转动箱内底壁设有支撑板，所述支撑板与转动箱内侧壁之间转动连接有蜗杆，且蜗杆与蜗轮啮合连接，所述转动箱的侧面设有第一伺服电机，且第一伺服电机的输出端与蜗杆传动连接，所述转动杆远离转动箱的一端设有转动座，所述转动座的内部设有第三电动滑轨，所述第三电动滑轨的内部滑动连接有第三电动滑块，所述第三电动滑块下表面设有伺服电缸，所述伺服电缸的下端设有电动夹持板，所述电动夹持板的下表面设有按压柱；

3、所述转动箱的侧面设有控制器，控制器根据指令规划夹持板以及按压柱的导航路径。

4、优选的，所述伺服电缸的输出端设有安装座，所述安装座的内部设有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出端传动连接有转动轴，所述转动轴远离第二伺服电机的一端设有第四电动滑轨，所述电动夹持板位于第四电动滑轨的内部滑动。

5、优选的，所述第一电动滑轨与第一滑动块之间滑动连接处设有第一限位槽孔，且第一滑动块也具有第一限位槽孔，所述第一限位槽孔的内部卡合连接有第一固定销，所述第二电动滑轨与第一电动滑块的连接处设有第二限位槽孔，且第一电动滑块也具有第二限位槽孔，所述第二限位槽孔的内部设有第二固定销。

6、优选的，所述控制器规划夹持板以及按压柱的导航路径过程为：

7、利用激光扫描仪对操作面板进行扫描以得到大量点云数据，依据点云数据构成操作面板三维模型图，将三维模型图输入三维坐标中，同时对操作面板中的按钮开关以及旋钮开关进行坐标点标注得到按钮开关以及旋钮开关对应的三维坐标；

8、将转动座为圆心、第三电动滑轨为半径转动一圈形成的范围圆作为中心平面，并以其为中心，以及以按压柱距离操作面板的最大距离形成的三维区域作为开关区域，在开关区域内均匀布置多个监测点，并在三维模型图中进行标注，得到开关区域对应的三维坐标，并将开关区域中电动夹持板以及按压柱的坐标进行标注得到电动夹持板以及按压柱的坐标；

9、当进行开闭的按钮开关以及旋钮开关在开关区域中时，以按钮开关以及旋钮开关为中心点并以按钮开关以及旋钮开关距离转动座的水平距离为半径进行画圆并标注为路径圆，将路径圆圆弧中任意一点的三维坐标均进行标注；

10、若需要进行开闭的开关为按钮开关，则使第三电动滑块在第三电动滑轨的内部移动，使按压柱的移动到路径圆圆弧上，得到按压柱与路径圆圆弧交点的三维坐标，然后使第一伺服电机带动按压柱进行转动，使按压柱与按钮开关的三维坐标系中对应的x轴与y轴坐标进行重合，再使按压柱的z轴坐标数值减去按钮开关的z轴坐标数值与预设按压深度数值，得到伺服电缸控制按压柱下降的高度数值，同理进行开闭的开关为旋钮开关，则使电动夹持板的z轴坐标数值减去按钮开关的z轴坐标数值，得到的数值，作为伺服电缸控制电动夹持板下降的高度数值，两个电动夹持板对旋钮开关进行夹持，随后两个电动夹持板夹持着旋钮开关转动，使旋钮开关进行关闭或打开。

11、优选的，所述进行开闭的按钮开关以及旋钮开关在开关区域外时，控制器规划夹持板以及按压柱的导航路径过程为：

12、使开关区域向按钮开关或旋钮开关所在的平面做投影得到开关区域对应按钮开关以及旋钮开关所在的平面的映射圆，以按钮开关或旋钮开关的中点为端点向映射圆做垂线并提取交点坐标，预设按钮开关或旋钮开关的坐标为，提取x1、y1的数值以及x2、y2的数值，并使x1数值减去x2数值作为第二电动滑块在第二电动滑轨内向按钮开关或旋钮开关方向上水平移动的数值，y1数值减去y2数值作为第一电动滑块在第一电动滑轨向按钮开关或旋钮开关竖直方向上移动的数值，移动完成后按钮开关或旋钮开关将位于开关区域中，随后进行按钮开关或旋钮开关将位于开关区域中的操作即可实现对按钮开关以及旋钮开关在开关区域外时对按钮开关以及旋钮开关的开闭。

13、优选的，所述吸附机构包括连接箱，所述连接箱的下表面设有吸盘，且吸盘与连接箱相连通，所述连接箱的侧面设有连接管，且连接管与连接箱相连通，所述连接管的内部滑动连接有滑动杆，所述滑动杆位于连接管内部的一端设有活塞盘，且滑动杆与活塞盘转动连接，所述滑动杆的圆周表面设有限位滑杆，所述连接管的内部设有限位滑槽，且限位滑杆与限位滑槽滑动连接，所述滑动杆远离活塞盘的一端设有拉盘，所述连接箱的上表面设有第一滑动块。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、（1）、该开关切换机械手及其控制系统，当需要将该装置安装在电力开关柜本体面板表面时，可先通过将四组吸盘吸附在电力开关柜本体面板表面上，吸盘吸附在电力开关柜本体面板表面上时本身就具备一定的吸力，可进行位置的初步固定，但固定效果不好，因此在吸盘吸附完成后，可通过手动拉动拉盘进而使滑动杆拉动着活塞盘在连接管内进行移动，此时连接箱以及吸盘的内部会形成更加强大的负压，进而使吸盘对电力开关柜本体面板表面的吸附力更加强，使固定效果更加明显，便于使装置外接安装在电力开关柜本体面板表面上。

16、（2）、该开关切换机械手及其控制系统，第一滑动块与第一电动滑轨的下表面滑动连接，并通过第一固定销进行位置固定，同理第一电动滑块与第二电动滑轨的下表面滑动连接，并通过第二固定销进行位置固定，在此连接方式的作用下，可便于该装置根据电力开关柜本体的长度以及宽度进行安装，使该装置便于安装在不同规格大小的电力开关柜本体的面板表面。

17、（3）、该开关切换机械手及其控制系统，控制器可根据指令规划夹持板以及按压柱的导航路径，在路径规划的过程中将通过直线运动与圆弧方式运动进行了结合，大大减少夹持板以及按压柱移动到按钮开关以及旋钮开关所在位置的操作步骤，进而减少了接收指令到完成操作的时长，同时也降低了能源的使用。