本公開涉及取樣裝置相關(guān)，具體地說，是涉及一種基于無人機(jī)的智能取樣裝置及其取樣控制方法。

背景技術(shù)：

1、本部分的陳述僅僅是提供了與本公開相關(guān)的背景技術(shù)信息，并不必然構(gòu)成在先技術(shù)。

2、變壓器在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用十分廣泛，其故障診斷是保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。變壓器內(nèi)部絕緣材料因制造缺陷、材料老化或機(jī)械應(yīng)力等因素發(fā)生故障時(shí)，通常會(huì)導(dǎo)致油等絕緣介質(zhì)在放電或過熱的作用下產(chǎn)生瓦斯氣體。瓦斯氣體的成分和濃度可以為變壓器故障的類型、嚴(yán)重程度和位置提供重要線索，因此，瓦斯氣體的提取和分析在變壓器故障診斷中具有關(guān)鍵作用。

3、發(fā)明人在研究中發(fā)現(xiàn)，目前，瓦斯氣體的提取通常是通過人工操作來實(shí)現(xiàn)。然而，這一過程存在諸多局限性和風(fēng)險(xiǎn)。此時(shí)變壓器內(nèi)部可能已存在過熱、局部放電等現(xiàn)象，油或瓦斯存在爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，直接威脅到施工人員的生命安全。傳統(tǒng)的人工取樣方法不僅增加了操作的難度和危險(xiǎn)性，也在一定程度上限制了故障診斷的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。變壓器內(nèi)部的瓦斯氣體取樣位置通常是唯一且固定的，且變壓器本身結(jié)構(gòu)復(fù)雜，取樣環(huán)境狹窄，這與在開闊空間中進(jìn)行氣體取樣有很大不同?，F(xiàn)有的自動(dòng)取樣裝置多設(shè)計(jì)用于較為開闊的空間，無法直接應(yīng)用于變壓器的瓦斯氣體取樣場(chǎng)景，導(dǎo)致這些裝置在變壓器的內(nèi)部氣體取樣中受到限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本公開為了解決上述問題，提出了一種基于無人機(jī)的智能取樣裝置及取樣控制方法，提出的智能取樣裝置搭載在無人機(jī)上，通過智能識(shí)別以及自動(dòng)控制操作，能夠變壓器復(fù)雜環(huán)境的無人智能取樣。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本公開采用如下技術(shù)方案：

3、一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了基于無人機(jī)的智能取樣裝置，包括無人機(jī)，以及搭載在無人機(jī)上的取樣機(jī)器人；取樣機(jī)器人上設(shè)置有第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、儲(chǔ)氣裝置以及輸氣管；

4、第一機(jī)械臂末端設(shè)置有電動(dòng)扳手與爪狀器件，用于對(duì)取樣口處的安裝部件進(jìn)行拆除和復(fù)位；第二機(jī)械臂末端設(shè)置第一閘口和接口，用于實(shí)現(xiàn)與取樣口的匹配連接，第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂聯(lián)動(dòng)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)取樣；

5、輸氣管一端連接至儲(chǔ)氣裝置，另一端連接至第二機(jī)械臂的第一閘口，通過第一閘口和接口連接至取樣口上。

6、一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例提供了基于上述的基于無人機(jī)的智能取樣裝置的取樣控制方法，包括無人機(jī)的控制方法和取樣機(jī)器人的控制方法，取樣機(jī)器人的控制方法，對(duì)兩個(gè)機(jī)械臂進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)取樣，包括如下步驟：

7、根據(jù)取樣識(shí)別模塊識(shí)別的結(jié)果，確定瓦斯繼電器外罩的位置；

8、控制第一機(jī)械臂上的電動(dòng)扳手與瓦斯繼電器外罩上安裝部件匹配連接，并將安裝部件取下；

9、當(dāng)識(shí)別到安裝部件被取下，控制第一機(jī)械臂的爪狀器件將瓦斯繼電器外罩打開；

10、當(dāng)識(shí)別到外罩打開，第二機(jī)械臂的接口部分移動(dòng)到打開的瓦斯繼電器外罩后，將輸氣管的進(jìn)氣端連接到氣塞，打開第一閘口、第二閘口和氣塞進(jìn)行取樣。

11、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本公開的有益效果為：

12、本實(shí)公開取樣機(jī)器人通過無人機(jī)搭載可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程取樣，第一機(jī)械臂的電動(dòng)扳手用于松開或拆卸取樣口的固定部件，爪狀器件則用于抓取和移動(dòng)取樣口的蓋子等覆蓋部件。第二機(jī)械臂攜帶的閘口和接口則用于對(duì)接取樣口，完成氣體的抽取和傳輸。氣體通過輸氣管從取樣口被抽至儲(chǔ)氣裝置中進(jìn)行儲(chǔ)存。整個(gè)過程不需要人工接觸變壓器，從而避免了高危操作環(huán)境中的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

13、本公開采用無人機(jī)使得裝置能夠輕松進(jìn)入變壓器內(nèi)部狹窄的空間，能夠在復(fù)雜的結(jié)構(gòu)中準(zhǔn)確定位取樣位置，確保了取樣的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。與現(xiàn)有的自動(dòng)取樣裝置相比，本實(shí)施例的裝置適用于變壓器的瓦斯氣體取樣環(huán)境，不受空間的限制，大大提高了裝置的適用性和可靠性。

14、本公開的優(yōu)點(diǎn)以及附加方面的優(yōu)點(diǎn)將在下面的具體實(shí)施例中進(jìn)行詳細(xì)說明。

技術(shù)特征：

1.基于無人機(jī)的智能取樣裝置，其特征在于：包括無人機(jī)，以及搭載在無人機(jī)上的取樣機(jī)器人；取樣機(jī)器人上設(shè)置有第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、儲(chǔ)氣裝置以及輸氣管；

2.如權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的智能取樣裝置，其特征在于：第一機(jī)械臂末端設(shè)置有固定座，固定座的末端端面設(shè)置有可旋轉(zhuǎn)的第一旋轉(zhuǎn)座，第一旋轉(zhuǎn)座固定設(shè)置電動(dòng)扳手，固定座的側(cè)面端面設(shè)置有可旋轉(zhuǎn)的第二旋轉(zhuǎn)座，第二旋轉(zhuǎn)座固定設(shè)置爪狀器件。

3.如權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的智能取樣裝置，其特征在于：第二機(jī)械臂上的第一閘口包括閘口殼體，閘口殼體內(nèi)形成氣體通道，閘口殼體內(nèi)相對(duì)設(shè)置有兩個(gè)閘閥，兩個(gè)閘閥可升降動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)氣體通道的通斷控制。

4.如權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的智能取樣裝置，其特征在于：輸氣管采用軟管，為橡膠管或者pvc管；

5.如權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的智能取樣裝置，其特征在于：取樣機(jī)器人上還設(shè)置有取樣機(jī)器人識(shí)別模塊，包括設(shè)置在取樣機(jī)器人前端的第一攝像頭、第一照明燈、第一超聲波測(cè)距儀以及取樣識(shí)別控制器；

6.如權(quán)利要求1所述的基于無人機(jī)的智能取樣裝置，其特征在于：無人機(jī)上還設(shè)置有無人機(jī)識(shí)別模塊，包括：信號(hào)接收裝置、第二攝像頭、第二照明燈，第二超聲波測(cè)距儀以及無人機(jī)處理單元；

7.基于權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的基于無人機(jī)的智能取樣裝置的取樣控制方法，其特征在于，包括無人機(jī)的控制方法和取樣機(jī)器人的控制方法，取樣機(jī)器人的控制方法，對(duì)兩個(gè)機(jī)械臂進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)取樣，包括如下步驟：

8.如權(quán)利要求7所述的取樣控制方法，其特征在于：

9.如權(quán)利要求7所述的取樣控制方法，其特征在于，無人機(jī)的控制方法，包括如下步驟：

10.如權(quán)利要求9所述的取樣控制方法，其特征在于，取樣降落位置的確定方法，包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本公開涉及取樣裝置技術(shù)領(lǐng)域，提出了一種基于無人機(jī)的智能取樣裝置及取樣控制方法，包括無人機(jī)，以及搭載在無人機(jī)上的取樣機(jī)器人；取樣機(jī)器人上設(shè)置有第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂、儲(chǔ)氣裝置以及輸氣管；第一機(jī)械臂末端設(shè)置有電動(dòng)扳手與爪狀器件，用于對(duì)取樣口處的安裝部件進(jìn)行拆除和復(fù)位；第二機(jī)械臂末端設(shè)置第一閘口和接口，用于實(shí)現(xiàn)與取樣口的匹配連接，第一機(jī)械臂、第二機(jī)械臂聯(lián)動(dòng)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)取樣；輸氣管一端連接至儲(chǔ)氣裝置，另一端連接至第二機(jī)械臂的第一閘口，通過第一閘口和接口連接至取樣口上。本公開的裝置適用于變壓器的瓦斯氣體取樣環(huán)境，不受空間的限制，大大提高了裝置的適用性和可靠性。

技術(shù)研發(fā)人員：李宗,劉鵬,王璟琛,李峰,張龍龍,王凱,于大海,梁言,徐龍江,韓興磊,劉延慶,張若愚,賈琦,雷敏
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)山東省電力公司青島供電公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9