开关柜自动操作执行装置、机器人及自动操作方法与流程

1.本发明涉及开关柜的自动操作装置及操作方法领域。


背景技术：

2.开关柜是一种电气设备，主要作用是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中进行开合、控制和保护用电设备。如图1所示，开关柜上通常都安装有连接片部件，从图中可以看出该部件是相对比较小的一个器件，连接片是通断各种相关功能的出口用的，如保护出口、高温报警出口等，如图1放大区域所示的状态为断开状态。
3.随着智能科技的快速发展，可代替人工操作一些简单工作的机器人已经是发展到了一个相对稳定的阶段，但是，目前在各行业领域中的开关柜的连接片的实际操作通断都是由人工来操作完成，实际操作中还没有采用机器人代替操作的，这不是因为没有针对此操作工种的机器人开发，而是由于连接片部件相对比较小，需要螺旋操作间隔距离较小的两个端子和拨动两个端子之间的连接片，自动化操作的定位精度误差要在零点几毫米之内，否者无法实现自动化进行操作，而现有公开的机器人有多种机械结构设置，如多轴机械臂带动操作执行机构操作，但是都存在着定位误差大，无法精准定位进行操作，不能直接适应或简单改进应用在开关柜连接片的通断执行中，因此，据了解目前开关柜连接片的实际操作中没有自动化机器人投入开关柜运维应用中进行连接片通断操作，而人工进行开关柜运维操作又存在的劳动强度大、存在安全隐患、运维效率低等的问题。另外，现有开关柜的其他小器件的操作也存在的上述同样的问题，因此也无法实际实现自动化机器人的投入应用。
4.有鉴于此，本案发明人针对开关柜的自动化致力研发，对现有技术中存在的问题进行深入研究改进，进行试产试验，遂有本案产生。


技术实现要素：

5.本发明的其一目的在于提供一种具有较高操作精度，且能够自动进行开关柜连接片通断操作的一种开关柜自动操作执行装置。
6.本发明的其二目的在于提供一种具有上述开关柜自动操作执行装置的开关柜自动操作机器人，其可有效代替人工进行自动化的开关柜连接片通断操作。
7.本发明的其三目的在于提供一种上述开关柜自动操作机器人的自动操作方法，通过该方法可快速精准定位，有序进行操作，提高操作效率。
8.为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种开关柜自动操作执行装置，包括安装架、平行调节机构、操作定位机构和目标动作机构，所述安装架用于平行调节机构、操作定位机构和/或目标动作机构的安装设置，所述目标动作机构用于相对开关柜执行所需的操作动作，所述平行调节机构用于相对开关柜调整目标动作机构执行操作需要的平行度，所述操作定位机构用于调整目标动作机构执行操作需要的位置。
9.所述平行调节机构包括同朝向并且水平方向间隔设置在安装架上的多组弹簧杆
机构和带动安装架水平方向转动调节角度的转动机构，所述转动机构用于带动安装架转动来调整多组弹簧杆机构为相同的压缩量，所述弹簧杆机构供与开关柜接触，通过多组弹簧杆机构接触开关柜来调节至与开关柜平行。
10.所述弹簧杆机构包括导向缸体、活动导杆、弹簧、光栅条和读取件，所述导向缸体一端垂直连接在安装架上，另一端供活动导杆穿设在内导向伸缩活动，所述活动导杆的外端为供与开关柜接触，所述弹簧设置在导向缸体内并顶在导向缸体与活动导杆的内端之间，所述光栅条平行于导向缸体设置，所述读取件包括一端连接在活动导杆上的连接杆和设置在连接杆的另一端上并且与光栅条配合形成光栅尺作用的读取头，通过光删尺可测得活动导杆的伸缩活动距离值。
11.所述操作定位机构包括用于确定目标动作机构相对开关柜的高度位置差的z轴测量结构、用于确定目标动作机构相对开关柜的水平位置差的x轴测量结构、用于带动目标动作机构相对开关柜进退移动的进退移动结构、用于带动目标动作机构相对开关柜升降移动的升降移动结构和用于带动目标动作机构相对开关柜x轴方向移动的x轴移动结构。
12.所述转动机构为转动盘组件，所述进退移动结构包括安装在转动盘组件上由其带动转动的进退直线模组，所述升降移动结构包括下端安装在进退直线模组上由其带动进退转动的升降直线模组，所述安装架连接在升降直线模组上由其带动升降，所述x轴移动结构包括安装在安装架上的水平移动模组，所述目标动作机构安装在水平移动模组上。
13.所述z轴测量结构包括固定设置在安装架上的z轴向直线模组、连接z轴向直线模组由其带动升降移动的上压板和设置在上压板上供与开关柜上表面接触的上面感应器件，所述x轴测量结构包括固定设置在安装架上的x轴向直线模组、连接x轴向直线模组由其带动x轴方向移动的侧边压板和设置在侧边压板上供与开关柜侧面接触的侧面感应器件，所述x轴测量结构为在相对方向设置的两组，并且两组x轴测量结构的侧边压板上的侧面感应器件分别供与开关柜的相对两侧面感应。
14.所述目标动作机构包括具有垂直面板的动作安装架、上下对应并且分别可转动的设置在垂直面板上的端子套筒、分别对应端子套筒安装在动作安装架上且其输出轴连接对应的端子套筒的套筒驱动电机、通过轴承套设在其一端子套筒上的从动轮、可转动的设置在垂直面板上并且通过传动结构连接从动轮带动其转动的主动轮、安装在动作安装架上且其输出轴连接主动轮的轮轴的动作驱动电机以及设置在从动轮上用于拨动开关柜上连接片通断的拨片，所述端子套筒的内侧壁设有橡胶层。
15.所述安装架上设有使用时朝向开关柜的视觉设备。
16.一种具有上述开关柜自动操作执行装置的开关柜自动操作机器人，还包括有智能移动底盘，所述开关柜自动操作执行装置搭载在智能移动底盘上。
17.上述开关柜自动操作执行装置、机器人的自动操作方法，操作方法步骤如下：1）、开关柜自动操作执行装置处于初始状态，将开关柜自动操作执行装置移动至待操作的开关柜前，停止移动，进入步骤2）；2）、通过视觉设备识别获取图像并分析判断出开关柜自动操作执行装置相对开关柜的当前姿态，根据当前姿态调整控制开关柜自动操作执行装置对准开关柜，进入步骤3）；3）、通过控制操作定位机构移动使得平行调节机构的至少一组弹簧杆机构接触到开关柜被压缩，弹簧杆机构被压缩产生压缩量数值给出信号控制操作定位机构停止移动，
进入步骤4）；4）、获取所有弹簧杆机构的数值，根据数值调整控制平行调节机构的转动机构转动角度至所有弹簧杆机构接触到开关柜被压缩并且直至获取的所有弹簧杆机构的压缩量数值相同，停止控制平行调节机构的转动机构转动，进入步骤5）；5）、控制操作定位机构的z轴测量结构和x轴测量结构开始动作，使得z轴测量结构的上压板向开关柜上表面移动至上压板上的感应器件有信号，停止z轴测量结构的动作，获得z轴测量结构的移动量数值，使得x轴测量结构的两侧面压板向开关柜的相对两侧面移动至两侧面压板上的感应器件有信号，停止x轴测量结构的动作，获得x轴测量结构的移动量数值，控制操作定位机构的z轴测量结构和x轴测量结构动作复位，进入步骤6）；6）、通过z轴测量结构的移动量数值和x轴测量结构的移动量数值与开关柜的预标定数据进行分析计算，得出控制目标动作机构移动至对准开关柜的连接片的移动数值，进入步骤7）；7）、根据移动数值控制操作定位机构的升降移动结构和x轴移动结构动作，使得目标动作机构的两端子套筒对准连接片的螺栓头位置，进入步骤8）；8）、控制操作定位机构的进退移动结构动作向开关柜前进，同时获取弹簧杆机构的压缩量数值判断出目标动作机构相对开关柜的相对距离，然后通过相对距离判断进退移动结构前进动作是否达到端子套筒套入螺栓头的状态距离，是则停止进退移动结构的前进动作，进入步骤9）；9）、为操作连接片断开动作时，控制目标动作机构的套筒驱动电机工作带动端子套筒转动将螺栓头旋松，然后控制目标动作机构的动作驱动电机工作传动拨片动作，拨片动作时带动连接片动作断开，即完成连接片的断开操作；为操作连接片连接动作时，控制目标动作机构的动作驱动电机工作传动拨片动作，拨片动作时带动连接片动作连接上，即完成连接片的连接操作。
18.通过采用上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明的开关柜自动操作执行装置具有平行调节机构和操作定位机构来结合调整确定目标动作机构的操作位置，这种是通过机械结构来配合系统设定的方法进行计算来达到的平行定位，其定位结构能够达到极高的精准度，特别适合于操作目标是较小器件这种应用，当然也可应用于其他具有高定位精度需要的工业、生活服务等领域上的自动化操作应用，不同操作动作应用可仅适应改变目标动作机构的结构设置即可。本发明技术方案中平行调节机构，在现有公开的机械臂操作装置中基本没有平行调节的功能作用，而那些像开关柜连接片这种较小器件且操作时不仅是一个点位的操作，而是具有特别的相对位置特点的多个点位的操作，则需要有平行的调整才能使得目标动作机构能够达到更精准对应的姿态以进行有效可能的动作操作，而现有仅通过感应或视觉计算判断来临时定位处理控制的，其精准度基本无法达到毫米以下，这也成了阻碍精细操作机器人投入实际应用的主要原因，因此，本发明的技术方案很好的解决的现有问题，上述公开的平行调节机构、操作定位机构等简单巧妙的结构应用设置，不仅具有较好的结构稳定性和功能作用的有效可靠性，还特别有利于装置的实际生产应用实现和拓展应用，如本发明公开的机器人应用，该机器人包括有智能移动底盘，能够实现如自主定位导航、防碰撞避障、规划路径、巡迹巡航、安全警示等等的智能自动化功能效果，结合上述装置应用具有二次定位极大的提高了定位精度的应用效果。综上，本发明的开关柜自动
操作执行装置、机器人特别适合应用于需要较高操作精度的开关柜连接片的自动化通断操作，能够保证连接片的断开和短路操作的成功率，有效可靠替代人工操作，大大降低了开关柜运维的劳动强度和风险，并提高了运维的效率和时效性。
附图说明
19.图1是现有技术的一种开关柜结构示意图。
20.图2是本发明涉及的开关柜自动操作执行机器人的结构示意图。
21.图3是本发明涉及的开关柜自动操作执行机器人的使用参考图结构示意图。
22.图4是图2的a部放大图。
23.图5是本发明涉及的开关柜自动操作执行机器人中拨片的结构示意图。
24.图6是本发明涉及的开关柜自动操作执行机器人操作过程中的状态变化结构示意图。
25.图7是本发明涉及的开关柜自动操作执行机器人操作过程中的状态变化结构示意图。
26.图8是本发明涉及的开关柜自动操作执行机器人操作过程中的状态变化结构示意图。
27.图9是本发明涉及的开关柜自动操作执行机器人操作过程中的状态变化结构示意图。
28.图10是本发明涉及的开关柜自动操作执行机器人操作过程中的状态变化结构示意图。
29.图11是本发明涉及的开关柜自动操作执行机器人操作过程中的状态变化结构示意图。
30.图12是发明涉及的开关柜自动操作执行机器人操作连接片连接状态结构示意图。
31.图13是发明涉及的开关柜自动操作执行机器人操作连接片断开状态结构示意图。
32.图中：智能移动底盘1；安装架2；平行调节机构3；弹簧杆机构31；导向缸体311；活动导杆312；光栅条314；读取件315；连接杆3151；读取头3152；转动机构32；操作定位机构4；z轴测量结构41；z轴向直线模组411；上压板412；上面感应器件413；x轴测量结构42；x轴向直线模组421；侧边压板422；侧面感应器件423；进退移动结构43；升降移动结构44；x轴移动结构45；目标动作机构5；动作安装架51；垂直面板511；端子套筒52；橡胶层521；套筒驱动电机53；轴承54；从动轮55；主动轮56；动作驱动电机57；拨片58；视觉设备6。
具体实施方式
33.为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。本发明的一种开关柜自动操作执行装置的具体实施方式在本发明的一种开关柜自动操
作执行机器人的实施例中详细公开，这里不再单独给出实施例，不影响清楚理解。
34.本实施例公开的一种开关柜自动操作执行机器人，以应用于开关柜的连接片通断操作来详细说明，开关柜的连接片结构如图1所示，安装在开关柜的一侧面板外，其安装位置可通过开关柜尺寸数据得到，通常同规格型号开关柜，连接片的位置一致。本实施例的开关柜自动操作执行机器人其结构如图2所示，主要包括智能移动底盘1和搭载在智能移动底盘1上的开关柜自动操作执行装置，所述智能移动底盘1可采用现有底盘，如现有的agv小车，其通常具有自主定位导航、防碰撞避障、规划路径、巡迹巡航、安全警示等等的智能自动化功能效果，所述关柜自动操作执行装置如图2-图4所示，主要包括安装架2、平行调节机构3、操作定位机构4和目标动作机构5这几大部分，这里所述安装架2用于平行调节机构3、操作定位机构4和目标动作机构5的连接安装设置，所述目标动作机构5用于相对开关柜执行所需的操作动作，所述平行调节机构3用于相对开关柜调整目标动作机构5执行操作需要的平行度，所述操作定位机构4用于调整目标动作机构5执行操作需要的位置。下面结合附图详细描述各机构的结构位置连接关系。
35.本实施例中所述目标动作机构5是针对应用于连接片的通断自动化操作进行的结构设置，其结构如图4所示，包括动作安装架51、端子套筒52、套筒驱动电机53、轴承54、从动轮55、主动轮56、动作驱动电机57和拨片58。所述安装架51安装于操作定位机构4上，可由其带动实现调整定位移动至精准对应操作工位，所述安装架51具有面向开关柜连接片的垂直面板511用于供部件的安装设置。所述端子套筒52为与图1所述的连接片相应的结构配置，为上下对应的两个并且分别可转动的设置在垂直面板511上，两个端子套筒52的间隔距离与连接片的两端子距离一致，以用于对应套入连接片的两端子进行旋转操作，这里为使得所述端子套筒52套入连接片的端子上时能够有一定的紧配合，确保能够带动转动，而不会出现无效转动，所述端子套筒52的内侧壁设有橡胶层521，橡胶层521具可弹性变形作用能够对连接片的端子有一定的抱紧力，从而旋转时能带动端子转动，也不影响端子套筒52的套入和拔出。所述套筒驱动电机 53分别对应端子套筒 52 安装在动作安装架 51 上且其输出轴连接对应端子套筒 52，从而分别驱动两端子套筒52的转动，以进行连接片端子的螺旋松紧动作。所述从动轮55通过所述轴承54套设在其一端子套筒52上，如图套设在下方的端子套筒52上，通过轴承54来连接设置可使得该端子套筒52的转动与从动轮55的转动之间不会相互影响带动，两者可不会相关联动作，可独立动作。所述主动轮56可转动的设置在垂直面板511上并且通过如图所示的齿轮啮合传动结构连接传动从动轮55转动。所述拨片58设置在从动轮55上用于拨动开关柜上连接片通断，如图5所示，本实施例为两拨片58，其一为断开拨片，另一为短路拨片，两者的位置和角度经过特别设计，通过一固定连接的连接环固定设置在从动轮55上并且连接环的圆心和连接片动作时的旋转中心同心，如此在从动轮55转动时，可以保证拨片58做旋转动作时，短路拨片或断开拨片都能刚好贴合在连接片的侧平面上，从而能够达到更好的操作通断动作和确保成功率。所述动作驱动电机 57安装在动作安装架51上且其输出轴连接主动轮56的轮轴，通过控制动作驱动电机57的工作带动主动轮56转动并传动从动轮55转动，从而实现拨片58的动作。上述结构设置的目标动作机构5结构简易稳定、可精准应用、操作有效可靠，不易出现故障。
36.所述平行调节机构3，如图2、图12和图13所示，是本发明的重要结构设置之一，通过该机构的调节能够使得目标动作机构5能够进一步的精准对应操作工位，使其精度提高
到毫米以下的位置误差，从而构成本发明自动化操作的稳定可实现性，其结构如图中所示，包括同朝向并且水平方向间隔设置在安装架2上的多组弹簧杆机构31和带动安装架2水平方向转动调节角度的转动机构32，所述转动机构32用于带动安装架2转动来调整多组弹簧杆机构31为相同的压缩量，所述弹簧杆机构31供与开关柜接触，通过多组弹簧杆机构31接触开关柜来调节至与开关柜平行，如图中设置的为左右对应设置的两组，通过这两组的调整来确定平行度，因此这里两弹簧杆机构31和目标动作机构5在使用时是一致的垂直于开关柜表面的状态。本实施例的所述弹簧杆机构31如图4所示，包括导向缸体311、活动导杆312、弹簧（图中不可见）、光栅条314和读取件315，所述导向缸体311一端垂直连接在安装架2上，另一端供活动导杆312穿设在内导向伸缩活动，所述活动导杆312的外端为供与开关柜接触，图中该外端为圆头设计可使其在接触到开关柜的面板是能够顺利的在面板上滑动，所述弹簧设置在导向缸体311内并顶在导向缸体311与活动导杆312的内端之间，所述光栅条314平行于导向缸体311设置，一端连接在安装架2上，所述读取件315包括一端连接在活动导杆312上的连接杆3151和设置在连接杆3151的另一端上并且与光栅条314配合形成光栅尺作用的读取头3152，当活动导杆312的外端顶到开关柜面板产生推动力推动活动导杆312压缩弹簧缩进，同时带动读取头3152在光栅条314上滑动，通过光删尺技术可测得活动导杆312的伸缩活动距离值，如此通过判断两组弹簧杆机构31的距离值，即可判断出相对开关柜是否为平行状态，当然这里平行调节机构3的机械结构设置之初就是能够确定当两组弹簧杆机构31的压缩量一致时是处于相对开关柜为平行状态，如图所示，两组弹簧杆机构31是相同规格部件且安装在同一平面上，光删尺技术为公知现有技术，这里是对该技术的进行结构改进设置的应用，不进行技术原理描述，不影响对本发明技术方案的清楚理解，上述弹簧杆机构31不仅结构简单，并且能够达到较为精准有效的平行调节判断使用。另外，所述转动机构32为在当其一弹簧杆机构31产生压缩量或者两弹簧杆机构31产生的压缩量不一致时来调整安装架2的角度，从而实现调整两弹簧杆机构31压缩量，以进行平行度的判断。
37.所述操作定位机构4如图2、图3和图12和图13所示，包括用于确定目标动作机构5相对开关柜的高度位置差的z轴测量结构41、用于确定目标动作机构5相对开关柜的水平位置差的x轴测量结构42、用于带动目标动作机构5相对开关柜进退移动的进退移动结构43、用于带动目标动作机构5相对开关柜升降移动的升降移动结构44和用于带动目标动作机构5相对开关柜x轴方向移动的x轴移动结构45，其中z轴测量结构41和x轴测量结构42通过移动数值来与系统数据比对计算从而实现定位位置所需的调整数值，而进退移动结构43、升降移动结构44和x轴移动结构45则用于三维方向的移动，可控制移动至计算出的操作定位位置，这三部分的移动结构结合转动机构32使得目标动作机构5实现了有4个自由度的运动，以在使用工作中能够适应调整。本实施例中，实现这4个自由度机械结构设置是这样的，所述转动机构32为转动盘组件（可采用现有技术产品）设置在智能移动底盘1上，所述进退移动结构43包括安装在转动盘组件上由其带动转动的进退直线模组（可采用现有技术直线模组产品，具有较高的滑动稳定性和能够进行较为精准的移动控制），所述升降移动结构44包括下端安装在进退直线模组上由其带动进退转动的升降直线模组（同样可采用现有技术直线模组产品），所述安装架2连接在升降直线模组上由其带动升降，所述x轴移动结构45包括安装在安装架2上的水平移动模组（同样可采用现有技术直线模组产品），所述目标动作
机构5安装在水平移动模组上，通过上述结构设置可根据需要较为灵活的控制4个自由度的运动，机械结构设置稳定可靠。
38.本实施例中如图所示，所述z轴测量结构41包括固定设置在安装架2上的z轴向直线模组411、连接z轴向直线模组411由其带动升降移动的上压板412和设置在上压板412上供与开关柜上表面接触的上面感应器件413，通过上面感应器件413与开关柜上表面接触感应，确定移动到位给出信号获取z轴向直线模组411的移动数值以供定位高度需要的分析计算，所述x轴测量结构42包括固定设置在安装架2上的x轴向直线模组421、连接x轴向直线模组421由其带动x轴方向移动的侧边压板422和设置在侧边压板422上供与开关柜侧面接触的侧面感应器件423，这里所述x轴测量结构42为在相对方向设置的两组，并且两组x轴测量结构42的侧边压板422上的侧面感应器件423分别供与开关柜的相对两侧面感应，如此通过获取两组x轴测量结构42的移动数值与系统中与标定的开关柜数据分析计算即可得出水位位置差以得出水平定位数据，如此通过上述这两组结构的数值可得出控制上述升降和水平移动的控制数据，控制操作定位机构4的动作，方式结构较为简单，特别适用于开关柜的测量定位，且能够达到较高的测量精准度。
39.本发明的开关柜自动操作执行机器人还包括有设置在安装架2上设有使用时朝向开关柜的视觉设备6，如为深度相机，可用于需要时候获取图像，用于操作定位分析需要或者用于检测等需要，可增加机器人的功能作用。
40.下面公开一种本发明上述开关柜自动操作执行装置、机器人的自动操作方法，操作方法步骤如下：1）、开关柜自动操作执行装置处于初始状态，将开关柜自动操作执行装置移动至待操作的开关柜前，停止移动，进入步骤2）；2）、通过视觉设备识别获取图像并分析判断出开关柜自动操作执行装置相对开关柜的当前姿态，根据当前姿态调整控制开关柜自动操作执行装置对准开关柜，如图3所示的状态，进入步骤3）；在本步骤2）中虽然进行了对准的操作控制，但是这里只是移动底盘的移动和视觉设备的识别而进行的定位，这时候的定位与操作动作的位置误差还处于较大的程度，不仅不能处于平行，相对位置也存在偏差，这种状态是无法稳定实现精准操作的；3）、通过控制操作定位机构移动使得平行调节机构的至少一组弹簧杆机构接触到开关柜被压缩，弹簧杆机构被压缩产生压缩量数值给出信号控制操作定位机构停止移动，如图6所示的状态，进入步骤4）；4）、获取所有弹簧杆机构的数值，根据数值调整控制平行调节机构的转动机构转动角度至所有弹簧杆机构接触到开关柜被压缩并且直至获取的所有弹簧杆机构的压缩量数值相同，停止控制平行调节机构的转动机构转动，如图7所示的状态，进入步骤5）；5）、控制操作定位机构的z轴测量结构和x轴测量结构开始动作，使得z轴测量结构的上压板向开关柜上表面移动至上压板上的感应器件有信号，停止z轴测量结构的动作，获得z轴测量结构的移动量数值，使得x轴测量结构的两侧面压板向开关柜的相对两侧面移动至两侧面压板上的感应器件有信号，停止x轴测量结构的动作，获得x轴测量结构的移动量数值，如图8和图9所示的状态，然后控制操作定位机构的z轴测量结构和x轴测量结构动作复位，进入步骤6）；6）、通过z轴测量结构的移动量数值和x轴测量结构的移动量数值与开关柜的预标
定数据进行分析计算，得出控制目标动作机构移动至对准开关柜的连接片的移动数值，进入步骤7）；这里由于开关柜的尺寸数据，连接片的安装位置尺寸都是可提前获取的，因此可预先对开关柜进行标定设置。
41.7）、根据移动数值控制操作定位机构的升降移动结构和x轴移动结构动作，使得目标动作机构的两端子套筒对准连接片的螺栓头位置，如图10所示的状态，进入步骤8）；8）、控制操作定位机构的进退移动结构动作向开关柜前进，同时获取弹簧杆机构的压缩量数值判断出目标动作机构相对开关柜的相对距离，然后通过相对距离判断进退移动结构前进动作是否达到端子套筒套入螺栓头的状态距离，是则停止进退移动结构的前进动作，如图11所示的状态，进入步骤9）；9）、为操作连接片断开动作时，控制目标动作机构的套筒驱动电机工作带动端子套筒转动将螺栓头旋松，然后控制目标动作机构的动作驱动电机工作传动拨片动作，拨片动作时带动连接片动作断开，即完成连接片的断开操作，如图13所示的状态；为操作连接片连接动作时，控制目标动作机构的动作驱动电机工作传动拨片动作，拨片动作时带动连接片动作连接上，即完成连接片的连接操作，如图12所示的状态。
42.上述操作方法步骤根据机器人动作合理设计，可有序进行动作控制和操作动作进行，可减少不必要的控制动作和计算分析，因此能够快速分析计算得出精准定位数据和控制调整动作，以达到提高工作进行所需的操作效率。
43.上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

技术特征：
1.一种开关柜自动操作执行装置，其特征在于，包括安装架、平行调节机构、操作定位机构和目标动作机构，所述安装架用于平行调节机构、操作定位机构和/或目标动作机构的安装设置，所述目标动作机构用于相对开关柜执行所需的操作动作，所述平行调节机构用于相对开关柜调整目标动作机构执行操作需要的平行度，所述操作定位机构用于调整目标动作机构执行操作需要的位置；所述平行调节机构包括同朝向并且水平方向间隔设置在安装架上的多组弹簧杆机构和带动安装架水平方向转动调节角度的转动机构，所述转动机构用于带动安装架转动来调整多组弹簧杆机构为相同的压缩量，所述弹簧杆机构供与开关柜接触，通过多组弹簧杆机构接触开关柜来调节至与开关柜平行；所述弹簧杆机构包括导向缸体、活动导杆、弹簧、光栅条和读取件，所述导向缸体一端垂直连接在安装架上，另一端供活动导杆穿设在内导向伸缩活动，所述活动导杆的外端为供与开关柜接触，所述弹簧设置在导向缸体内并顶在导向缸体与活动导杆的内端之间，所述光栅条平行于导向缸体设置，所述读取件包括一端连接在活动导杆上的连接杆和设置在连接杆的另一端上并且与光栅条配合形成光栅尺作用的读取头，通过光删尺可测得活动导杆的伸缩活动距离值。2.如权利要求1所述的一种开关柜自动操作执行装置，其特征在于，所述操作定位机构包括用于确定目标动作机构相对开关柜的高度位置差的z轴测量结构、用于确定目标动作机构相对开关柜的水平位置差的x轴测量结构、用于带动目标动作机构相对开关柜进退移动的进退移动结构、用于带动目标动作机构相对开关柜升降移动的升降移动结构和用于带动目标动作机构相对开关柜x轴方向移动的x轴移动结构。3.如权利要求2所述的一种开关柜自动操作执行装置，其特征在于，所述转动机构为转动盘组件，所述进退移动结构包括安装在转动盘组件上由其带动转动的进退直线模组，所述升降移动结构包括下端安装在进退直线模组上由其带动进退转动的升降直线模组，所述安装架连接在升降直线模组上由其带动升降，所述x轴移动结构包括安装在安装架上的水平移动模组，所述目标动作机构安装在水平移动模组上。4.如权利要求2所述的一种开关柜自动操作执行装置，其特征在于，所述z轴测量结构包括固定设置在安装架上的z轴向直线模组、连接z轴向直线模组由其带动升降移动的上压板和设置在上压板上供与开关柜上表面接触的上面感应器件，所述x轴测量结构包括固定设置在安装架上的x轴向直线模组、连接x轴向直线模组由其带动x轴方向移动的侧边压板和设置在侧边压板上供与开关柜侧面接触的侧面感应器件，所述x轴测量结构为在相对方向设置的两组，并且两组x轴测量结构的侧边压板上的侧面感应器件分别供与开关柜的相对两侧面感应。5.如权利要求1-4任意一项所述的一种开关柜自动操作执行装置，其特征在于，所述目标动作机构包括具有垂直面板的动作安装架、上下对应并且分别可转动的设置在垂直面板上的端子套筒、分别对应端子套筒安装在动作安装架上且其输出轴连接对应的端子套筒的套筒驱动电机、通过轴承套设在其一端子套筒上的从动轮、可转动的设置在垂直面板上并且通过传动结构连接从动轮带动其转动的主动轮、安装在动作安装架上且其输出轴连接主动轮的轮轴的动作驱动电机以及设置在从动轮上用于拨动开关柜上连接片通断的拨片，所述端子套筒的内侧壁设有橡胶层。
6.如权利要求1-4任意一项所述的一种开关柜自动操作执行装置，其特征在于，所述安装架上设有使用时朝向开关柜的视觉设备。7.一种具有如权利要求1-6任意一项所述的开关柜自动操作执行装置的机器人，其特征在于，还包括有智能移动底盘，所述开关柜自动操作执行装置搭载在智能移动底盘上。8.一种开关柜自动操作执行装置、机器人的自动操作方法，其特征在于，操作方法步骤如下：1）、开关柜自动操作执行装置处于初始状态，将开关柜自动操作执行装置移动至待操作的开关柜前，停止移动，进入步骤2）；2）、通过视觉设备识别获取图像并分析判断出开关柜自动操作执行装置相对开关柜的当前姿态，根据当前姿态调整控制开关柜自动操作执行装置对准开关柜，进入步骤3）；3）、通过控制操作定位机构移动使得平行调节机构的至少一组弹簧杆机构接触到开关柜被压缩，弹簧杆机构被压缩产生压缩量数值给出信号控制操作定位机构停止移动，进入步骤4）；4）、获取所有弹簧杆机构的数值，根据数值调整控制平行调节机构的转动机构转动角度至所有弹簧杆机构接触到开关柜被压缩并且直至获取的所有弹簧杆机构的压缩量数值相同，停止控制平行调节机构的转动机构转动，进入步骤5）；5）、控制操作定位机构的z轴测量结构和x轴测量结构开始动作，使得z轴测量结构的上压板向开关柜上表面移动至上压板上的感应器件有信号，停止z轴测量结构的动作，获得z轴测量结构的移动量数值，使得x轴测量结构的两侧面压板向开关柜的相对两侧面移动至两侧面压板上的感应器件有信号，停止x轴测量结构的动作，获得x轴测量结构的移动量数值，控制操作定位机构的z轴测量结构和x轴测量结构动作复位，进入步骤6）；6）、通过z轴测量结构的移动量数值和x轴测量结构的移动量数值与开关柜的预标定数据进行分析计算，得出控制目标动作机构移动至对准开关柜的连接片的移动数值，进入步骤7）；7）、根据移动数值控制操作定位机构的升降移动结构和x轴移动结构动作，使得目标动作机构的两端子套筒对准连接片的螺栓头位置，进入步骤8）；8）、控制操作定位机构的进退移动结构动作向开关柜前进，同时获取弹簧杆机构的压缩量数值判断出目标动作机构相对开关柜的相对距离，然后通过相对距离判断进退移动结构前进动作是否达到端子套筒套入螺栓头的状态距离，是则停止进退移动结构的前进动作，进入步骤9）；9）、为操作连接片断开动作时，控制目标动作机构的套筒驱动电机工作带动端子套筒转动将螺栓头旋松，然后控制目标动作机构的动作驱动电机工作传动拨片动作，拨片动作时带动连接片动作断开，即完成连接片的断开操作；为操作连接片连接动作时，控制目标动作机构的动作驱动电机工作传动拨片动作，拨片动作时带动连接片动作连接上，即完成连接片的连接操作。

技术总结
本发明涉及开关柜的自动操作装置及操作方法领域，具体是公开一种开关柜自动操作执行装置、机器人及自动操作方法，该装置、机器人包括安装架、平行调节机构、操作定位机构和目标动作机构，所述安装架用于平行调节机构、操作定位机构和/或目标动作机构的安装设置，所述目标动作机构用于相对开关柜执行所需的操作动作，所述平行调节机构用于相对开关柜调整目标动作机构执行操作需要的平行度，所述操作定位机构用于调整目标动作机构执行操作需要的位置，该装置、机器人具有较高操作精度，且能够自动进行开关柜连接片通断操作，其可有效代替人工进行自动化的开关柜连接片通断操作，本发明方法可快速精准定位，有序进行操作，提高操作效率。作效率。作效率。


技术研发人员：陶金 李瑞峰 陈月秋 张陈涛 赵紫阳
受保护的技术使用者：福建（泉州）哈工大工程技术研究院
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/7/12