一种具备微视角监控定位的浮动操作工具及其操作方法技术

本发明专利技术公开了一种具备微视角监控定位的浮动操作工具及其操作方法，包括驱动机构、浮动连接件、操作套筒；浮动连接件用于实现操作套筒与驱动机构输出轴之间的浮动连接，以使操作套筒与驱动机构输出轴可在偏离轴线的方向上浮动，且两者之间保持同步旋转；操作套筒内设有内窥探头，用于采集操作套筒和操作部件的边缘图像，以实现操作套筒和操作部件的对接定位。一方面通过浮动连接件降低操作套筒与柜体操作头的对接定位要求，另一方面通过内窥探头实现微视角监控定位，使操作工具对于操作头定位更加精准，有效提高操作流程的成功率，保障了操作套筒与操作头的顺利配合，具有结构简单、成本较低、重复性高、稳定高效等优点。稳定高效等优点。稳定高效等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种具备微视角监控定位的浮动操作工具及其操作方法


[0001]本专利技术涉及一种具备微视角监控定位的浮动操作工具及其操作方法，属于室内操作机器人


技术介绍

[0002]目前变电站内主要由运维人员承担该片区的变电站操作任务，但是随着电网规模扩大，操作次数增多，人站比降低，人均作业量在持续上升，操作频次和安全风险有所增加。而市面上对接地刀闸的操作工具多为人工使用，大多为一根L型操作杆转动地刀或者手车的六方头，并没有可用于操作机器人上、可以自动完成地刀操作的操作机构。
[0003]为了使室内操作机器人顺利完成倒闸作业流程，开发了一种具备微视角监控定位的浮动操作工具及其操作方法，用以实现操作机器人的准确定位和高效对接，同时感知操作过程中机器人受力情况，确保机器人更加顺利准确完成工作。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：本专利技术提供的一种具备微视角监控定位的浮动操作工具及其操作方法，用于解决操作机器人在对开关柜进行操作时无法实现操作筒相对于操作头的准确定位，操作套筒与操作头角度难以配合导致操作成功率较低等技术问题。
[0005]技术方案：为实现上述目的，本专利技术提供的一种具备微视角监控定位的浮动操作工具，包括驱动机构、浮动连接件、操作套筒；
[0006]所述浮动连接件用于实现操作套筒与驱动机构输出轴之间的浮动连接，以使操作套筒与驱动机构输出轴可在偏离轴线的方向上浮动，且两者之间保持同步旋转；
[0007]所述操作套筒内设有内窥探头，用于采集操作套筒和操作部件的边缘图像，以实现操作套筒和操作部件的对接定位。
[0008]进一步地，所述浮动连接件包括弹性操作杆，所述操作套筒通过销钉方式套接在弹性操作杆上，以保证套筒与操作杆之间的安装间隙和操作浮动量，进而保证操作套筒与操作头的顺利配合。
[0009]进一步地，所述弹性操作杆上设有限位机构，用于操作套筒与弹性操作杆的浮动限位，防止操作套筒从弹性操作杆上脱落。
[0010]进一步地，所述浮动连接件包括输出固定杆和弹性件，所述操作套筒通过弹性件连接于输出固定杆的外端，该连接结构同样可用于实现操作套筒与驱动机构输出轴之间的浮动连接。
[0011]进一步地，所述驱动机构输出轴与浮动连接件之间设有扭矩传感器，用于实时检测驱动机构输出轴与浮动连接件之间的扭矩，进而感知操作过程中操作杆的受力情况，由此判断操作是否到位，操作到位则驱动机构停止转动，防止过度操作导致柜体被破坏。
[0012]进一步地，所述浮动操作工具还包括搭载的深度相机，通过深度相机采集浮动操作工具前方的图像信息，以判断操作套筒和操作部件的相对位置，保证操作套筒与操作头
同心，可以顺利配合进行操作。
[0013]本专利技术还提供一种基于上述浮动操作工具的操作方法，包括：当操作套筒和操作部件完成粗定位后，通过内窥探头采集操作套筒和操作部件的边缘图像，实现操作套筒和操作部件的同心度计算，根据计算结果对操作套筒进行更为精确的位置调控，直至操作套筒和操作部件的同心度达到设定范围，以实现操作套筒和操作部件的对接定位。
[0014]进一步地，所述操作方法还包括：在保证操作套筒和操作部件同心度的同时，通过图像算法实现操作套筒和操作部件的轴线夹角计算，根据计算结果对操作套筒进行更为精确的方向调控，直至操作套筒和操作部件的轴线夹角达到设定范围。
[0015]进一步地，所述操作套筒和操作部件的粗定位过程包括：
[0016]1)图像采集：通过深度相机采集浮动操作工具前方的图像信息；
[0017]2)图像处理：通过图像算法识别操作部件上的预定识别特征，并判断操作套筒和操作部件的相对位置(包括操作套筒和操作头的距离、上下左右位置偏差、操作工具与柜面是否垂直等)；
[0018]3)运动控制：根据图像处理结果进行浮动操作工具的方位调控，直至操作套筒与操作部件大致在同心的位置。
[0019]进一步地，所述操作方法还包括：当操作套筒和操作部件完成对接后，通过驱动机构驱动操作套筒和操作部件的转动，并通过扭矩传感器实时检测驱动机构输出轴与浮动连接件之间的扭矩，当捕捉到扭矩传感器的数值激增则表示转动操作到位，驱动机构停止转动。
[0020]有益效果：本专利技术提供的一种具备微视角监控定位的浮动操作工具及其操作方法，相对于现有技术，具有以下优点：
[0021]1、通过浮动连接件实现操作套筒与驱动机构之间的浮动连接，有效提高操作套筒与操作头的对接成功率，降低操作套筒与柜体操作头的对接定位要求，具有结构简单、成本较低、重复性高、稳定高效等优点。
[0022]2、通过内窥探头观察套筒与操作头的同心情况，实现操作套筒和操作头的对接定位，使操作工具对于操作头定位更加精准，保证了操作套筒与操作头的同心度，进一步提高操作流程的成功率。
[0023]3、通过扭矩传感器实现操作过程中对工具受力情况的感知，由此来判断对操作头的转动操作是否到位，有效避免操作过程中损坏柜体的风险，从而确保机器人更加顺利准确完成工作。
附图说明
[0024]下面结合附图对本专利技术作进一步描写和阐述。
[0025]图1为本专利技术实施例中浮动操作工具的结构示意图；
[0026]图2为本专利技术实施例中浮动操作工具的结构剖面图；
[0027]图3为本专利技术实施例中浮动连接件与操作套筒的配合结构示意图；
[0028]图中的附图标记包括：1、操作套筒；2、地刀压板；3、弹簧；4、套筒支撑座；5、深度相机；6、内窥探头；7、弹性操作杆；8、输出固定杆；9、扭矩传感器；10、谐波减速机；11、力矩电机；12、销钉。
具体实施方式
[0029]下面将结合附图对本专利技术的优选实施方式进行描述，更加清楚、完整地阐述本专利技术的技术方案。
[0030]实施例：
[0031]如图1
‑
2所示为一种具备微视角监控定位的浮动操作工具，包括驱动机构、浮动连接件、操作套筒1。所述浮动连接件用于实现操作套筒1与驱动机构输出轴之间的浮动连接，以使操作套筒1与驱动机构输出轴可在偏离轴线的方向上浮动，且两者之间保持同步旋转。
[0032]本专利技术中设置浮动连接件的目的是为了提升操作套筒与操作头的对接成功率，因为机器人的定位算法会存在一定程度的误差，无法操作套筒与柜体操作头之间绝对的同心，如果操作套筒不能浮动，则套筒插入操作头的对接过程会对算法和测量仪器提出非常高甚至难以实现的要求，而当操作套筒设置成浮动连接后，只要操作套筒与柜体操作头的同心误差在浮动范围内，套筒都能够以较高的成功率插入操作头。
[0033]如图3所示，所述浮动连接件包括弹性操作杆7，所述操作套筒1通过销钉方式套接在弹性操作杆7上，以使操作套筒1与弹性操作杆7之间存在0.5mm左右的间隙，且可以进行3
°
以内的浮动。
[0034]一方面通过操作杆浮动的方式实现操作套筒的浮动连接，另一方面通过销钉12连接方式保证套筒与操作杆之间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具备微视角监控定位的浮动操作工具，其特征在于，包括驱动机构、浮动连接件、操作套筒；所述浮动连接件用于实现操作套筒与驱动机构输出轴之间的浮动连接，以使操作套筒与驱动机构输出轴可在偏离轴线的方向上浮动，且两者之间保持同步旋转；所述操作套筒内设有内窥探头，用于采集操作套筒和操作部件的边缘图像，以实现操作套筒和操作部件的对接定位。2.根据权利要求1所述的一种具备微视角监控定位的浮动操作工具，其特征在于，所述浮动连接件包括弹性操作杆，所述操作套筒通过销钉方式套接在弹性操作杆上。3.根据权利要求2所述的一种具备微视角监控定位的浮动操作工具，其特征在于，所述弹性操作杆上设有限位机构，用于操作套筒与弹性操作杆的浮动限位。4.根据权利要求1所述的一种具备微视角监控定位的浮动操作工具，其特征在于，所述浮动连接件包括输出固定杆和弹性件，所述操作套筒通过弹性件连接于输出固定杆的外端。5.根据权利要求1所述的一种具备微视角监控定位的浮动操作工具，其特征在于，所述驱动机构输出轴与浮动连接件之间设有扭矩传感器，用于实时检测驱动机构输出轴与浮动连接件之间的扭矩。6.根据权利要求1所述的一种具备微视角监控定位的浮动操作工具，其特征在于，还包括搭载的深度相机，通过深度相机采集浮动操作工具前方的图像信息，以实现操作套筒和操作部件的粗定位。7.一种基于权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：程敏，郭强，李剑涛，蔡海晨，刘静，范伟飞，李云浩，
申请(专利权)人：亿嘉和科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：