本發(fā)明涉及電力負(fù)載箱校準(zhǔn)領(lǐng)域，特別涉及一種用于電力負(fù)載箱校準(zhǔn)的機(jī)械檔位旋鈕自適應(yīng)裝置。

背景技術(shù)：

電力負(fù)載箱校準(zhǔn)是電力系統(tǒng)電能計量量值溯源中的一個重要環(huán)節(jié)。電力負(fù)載箱檔位多達(dá)60多檔，目前的電力負(fù)載箱加壓加流已基本實(shí)現(xiàn)了自動化，但負(fù)載箱的檔位切換仍需要人工手動切換，即一個負(fù)載點(diǎn)校準(zhǔn)完后，需要手動將旋鈕檔位切換到下一個檔位，在進(jìn)行校準(zhǔn)工作，該種校準(zhǔn)方法存在自動化程度較低，操作繁瑣冗余，重復(fù)性操作多，花費(fèi)時間多的缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種用于電力負(fù)載箱校準(zhǔn)的機(jī)械檔位旋鈕自適應(yīng)裝置，用以解決現(xiàn)有技術(shù)對電力負(fù)載箱進(jìn)行校準(zhǔn)時自動化程度較低，操作繁瑣冗余，重復(fù)性操作多，花費(fèi)時間多的技術(shù)問題。

為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種用于電力負(fù)載箱校準(zhǔn)的機(jī)械檔位旋鈕自適應(yīng)裝置，包括圖像采集單元、執(zhí)行單元、上位機(jī)，圖像采集單元輸出端與上位機(jī)第一通訊接口連接，上位機(jī)第二通訊接口與執(zhí)行單元連接；

所述圖像采集單元包括圖像采集器和照明光源，用于獲取機(jī)械檔位旋鈕圖像信息；

所述執(zhí)行單元包括機(jī)械手和機(jī)械手控制單元，用于抓緊及旋轉(zhuǎn)所述機(jī)械檔位旋鈕；

所述上位機(jī)包括計算機(jī)、圖像分析軟件和系統(tǒng)控制軟件，用于分析圖像信息及控制所述執(zhí)行單元。

優(yōu)選地，所述圖像采集器包括工業(yè)相機(jī)、鏡頭和圖像采集卡組成；

所述工業(yè)相機(jī)分辨率為130萬像素、配置有千兆lan網(wǎng)絡(luò)接口，該工業(yè)相機(jī)設(shè)計視野為100mm×80mm；所述鏡頭采用navita的25mm鏡頭；所述lan網(wǎng)絡(luò)接口通過網(wǎng)線與所述上位機(jī)連接。

優(yōu)選地，所述照明光源為環(huán)形光源發(fā)生器。

優(yōu)選地，所述機(jī)械手包括機(jī)夾緊機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)，所述夾緊機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與升降機(jī)構(gòu)連接，所述機(jī)械手控制單元包括單片機(jī)控制器、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動器、升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動器；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動器與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接，所述升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動器與所述升降機(jī)構(gòu)連接，所述單片機(jī)控制器分別與所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動器和升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動器連接，所述單片機(jī)控制器通過rs232收發(fā)器與所述上位機(jī)第二通訊接口連接。

優(yōu)選地，所述夾緊機(jī)構(gòu)為機(jī)械抓手；所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)與所述機(jī)械抓手連接；所述升降機(jī)構(gòu)包括升降電機(jī)、旋轉(zhuǎn)絲桿、升降臂，升降電機(jī)輸出軸與旋轉(zhuǎn)絲桿一端連接，升降臂與所述旋轉(zhuǎn)絲桿活動連接；

所述單片機(jī)控制器采用arm-32位核心控制器，該控制器包含32kram、rs232、adc和32個io控制口。

優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)采用自帶減速齒輪的組合式電機(jī)；所述升降電機(jī)也采用自帶減速齒輪的組合式電機(jī)。

優(yōu)選地，所述執(zhí)行單元采用直流24v電源供電。

優(yōu)選地，所述升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動器包括4個大功率三極管組成的h橋電路。

優(yōu)選地，所述系統(tǒng)控制軟件包括采用vb、vc、c、或c++語音組建而成的能夠控制計算機(jī)接收圖像分析軟件內(nèi)的信息以及發(fā)送控制命令的應(yīng)用程序。

優(yōu)選地，所述裝置的使用操作包括以下步驟：

s1、啟動裝置，執(zhí)行單元移動到機(jī)械檔位旋鈕位置并抓緊；

s2、通過圖像采集單元獲取機(jī)械檔位旋鈕對應(yīng)的文字、顏色、面積信息；

s3、通過圖像分析軟件對步驟s2獲取的信息進(jìn)行分析和識別得到檔位信息；

s4、系統(tǒng)控制軟件向執(zhí)行單元下發(fā)控制指令并等待執(zhí)行單元執(zhí)行；

s5、執(zhí)行單元執(zhí)行完成后再次通過圖像采集單元獲取機(jī)械檔位旋鈕對應(yīng)的文字、顏色、面積信息并上傳給圖像分析軟件確認(rèn)，如果還沒有執(zhí)行到位則繼續(xù)回到步驟s4執(zhí)行，直到滿足要求。

本發(fā)明圖像識別系統(tǒng)識別負(fù)載箱上標(biāo)識的負(fù)載點(diǎn)，上傳到上位機(jī)形成校準(zhǔn)方案，然后通過執(zhí)行單元將負(fù)載箱的機(jī)械檔位自動切換到方案上相對應(yīng)的負(fù)載點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)，將負(fù)載箱繁瑣的校準(zhǔn)工作變成一鍵化操作，有效提高負(fù)載箱校準(zhǔn)的自動化、智能化水平。

附圖說明

圖1是本發(fā)明提供的實(shí)施例結(jié)構(gòu)框架圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

圖1是本發(fā)明提供的實(shí)施例結(jié)構(gòu)框架圖，如圖1所示，一種用于電力負(fù)載箱校準(zhǔn)的機(jī)械檔位旋鈕自適應(yīng)裝置，包括圖像采集單元、執(zhí)行單元、上位機(jī)，圖像采集單元輸出端與上位機(jī)第一通訊接口連接，上位機(jī)第二通訊接口與執(zhí)行單元連接；

圖像采集單元包括圖像采集器和照明光源，用于獲取機(jī)械檔位旋鈕圖像信息，其中圖像采集器包括工業(yè)相機(jī)、鏡頭和圖像采集卡組成，工業(yè)相機(jī)采用avt的manta，分辨率130萬像素，配置千兆lan網(wǎng)絡(luò)接口，設(shè)計視野為100mm×80mm；鏡頭采用navita的25mm鏡頭，其孔徑光闌需放置在成像一側(cè)焦平面上，可以消除透視畸變；圖像采集卡采用pci規(guī)格，用于被測設(shè)備文字、顏色與面積等特征圖像數(shù)據(jù)的采集、記錄和處理，完成測試測量、信號處理分析的功能；照明光源采用環(huán)形光源發(fā)生器，同時配置ang-1000光源發(fā)生器控制器為光源發(fā)生器供電，控制亮度照明狀態(tài)（亮/滅），實(shí)現(xiàn)頻閃的穩(wěn)定控制；

執(zhí)行單元包括機(jī)械手和機(jī)械手控制單元，用于抓緊及旋轉(zhuǎn)機(jī)械檔位旋鈕，其中；機(jī)械手包括機(jī)夾緊機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)，夾緊機(jī)構(gòu)與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與升降機(jī)構(gòu)連接，機(jī)械手控制單元包括單片機(jī)控制器、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動器、升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動器；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動器與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)連接，升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動器與升降機(jī)構(gòu)連接，單片機(jī)控制器分別與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)動器和升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動器連接，單片機(jī)控制器通過rs232收發(fā)器與上位機(jī)第二通訊接口連接；夾緊機(jī)構(gòu)為機(jī)械抓手；旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)與機(jī)械抓手連接；升降機(jī)構(gòu)包括升降電機(jī)、旋轉(zhuǎn)絲桿、升降臂，升降電機(jī)輸出軸與旋轉(zhuǎn)絲桿一端連接，升降臂與旋轉(zhuǎn)絲桿活動連接；單片機(jī)控制器采用用于工業(yè)控制的意法半導(dǎo)體微控制芯片，采用arm-32位核心，包含32kram、rs232、adc和32個io控制口。

為了減少成本提高效率，旋轉(zhuǎn)電機(jī)和升降電機(jī)均采用自帶減速齒輪的組合式電機(jī)，該種電機(jī)控制簡單，扭矩大，轉(zhuǎn)速比較低，配以4個大功率三極管組成的h橋電路形式的驅(qū)動器就可以有效控制，該電路可控制電機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和剎車動作，并讀取相應(yīng)的保護(hù)信號，對電機(jī)進(jìn)行斷電保護(hù)。另外，為了設(shè)備及人身安全，執(zhí)行單元采用直流24v電源供電，具體方式是通過電源適配器從電網(wǎng)中獲取電能并轉(zhuǎn)換成直流24v電壓，然后再傳送給執(zhí)行單元。

上位機(jī)包括計算機(jī)、圖像分析軟件和系統(tǒng)控制軟件，用于分析圖像信息及控制執(zhí)行單元，其中上位機(jī)通訊接口包括lan口和rs232口，并配置了圖像識別分析軟件和系統(tǒng)控制軟件，圖像識別分析軟件可以采用現(xiàn)有的圖像識別軟件，系統(tǒng)控制軟件包括采用vb、vc、c、或c++語音組建而成的能夠控制計算機(jī)接收圖像分析軟件內(nèi)的信息以及發(fā)送控制命令的應(yīng)用程序。

使用時，根據(jù)以下步驟操作：

步驟s1、啟動裝置，執(zhí)行單元移動到機(jī)械檔位旋鈕位置并抓緊：將被測設(shè)備放置到檢測平臺上，上位機(jī)軟件（系統(tǒng)控制軟件）上點(diǎn)擊“開始校準(zhǔn)”按鈕后，通過圖像采集器的實(shí)時監(jiān)視和反饋定位，機(jī)械手移動到被測設(shè)備的檔位旋鈕上方，通過升降電機(jī)控制和升降電機(jī)，機(jī)械手下降并將檔位旋鈕抓獲。

步驟s2、通過圖像采集單元獲取機(jī)械檔位旋鈕對應(yīng)的文字、顏色、面積信息：光源發(fā)生器打開，發(fā)射出亮光，圖像采集器對檔位旋鈕及旋鈕對應(yīng)的文字、顏色、面積等特征進(jìn)行拍攝，并將拍攝內(nèi)容通過lan口上傳到上位機(jī)圖像分析軟件。

步驟s3、通過圖像分析軟件對步驟s2獲取的信息進(jìn)行分析和識別得到檔位信息：上位機(jī)圖像分析軟件對拍攝的檔位信息圖片進(jìn)行分析識別，得到檔位信息。

步驟s4、系統(tǒng)控制軟件向執(zhí)行單元下發(fā)控制指令并等待執(zhí)行單元執(zhí)行：上位機(jī)軟件按獲取的檔位信息從小到大的順序向單片機(jī)控制器下發(fā)檔位控制指令，當(dāng)下發(fā)某一檔位控制指令時，圖像采集器首先監(jiān)測旋鈕上指針的當(dāng)前位置，如果指針在下發(fā)的檔位上，則單片機(jī)控制器不響應(yīng)；如果指針不在下發(fā)命令指定的檔位上，則單片機(jī)控制器根據(jù)下發(fā)的旋轉(zhuǎn)檔位信息分發(fā)到旋鈕電機(jī)控制器，通過控制旋轉(zhuǎn)電機(jī)帶動機(jī)械抓手，逐步將指針調(diào)節(jié)到指定檔位。

步驟s5、執(zhí)行單元執(zhí)行完成后再次通過圖像采集單元獲取機(jī)械檔位旋鈕對應(yīng)的文字、顏色、面積信息并上傳給圖像分析軟件確認(rèn)，如果還沒有執(zhí)行到位則繼續(xù)回到步驟s4執(zhí)行，直到滿足要求具體是：每次調(diào)節(jié)后，圖像采集器再次對旋鈕指針進(jìn)行拍攝，并上傳到上位機(jī)圖像分析軟件對當(dāng)前指針位置進(jìn)行確認(rèn)，如果指針位置與發(fā)下指令指定位置相符，即調(diào)節(jié)到位，不作處理，如果指針位置與下發(fā)指令指定位置不相符，則繼續(xù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，直至指針位置調(diào)節(jié)到位。

本發(fā)明圖像識別系統(tǒng)識別負(fù)載箱上標(biāo)識的負(fù)載點(diǎn)，上傳到上位機(jī)形成校準(zhǔn)方案，然后通過執(zhí)行單元將負(fù)載箱的機(jī)械檔位自動切換到方案上相對應(yīng)的負(fù)載點(diǎn)進(jìn)行校準(zhǔn)，將負(fù)載箱繁瑣的校準(zhǔn)工作變成一鍵化操作，有效提高負(fù)載箱校準(zhǔn)的自動化、智能化水平。