开关室操作机器人

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开关室操作机器人杭州申昊科技股份有限公司成立于2002年，是一家致力于设备检测及故障诊断的高新技术企业。公司利用传感器、机器人、人工智能^[1]及大数据分析技术，以服务工业大健康为宗旨，为工业设备安全运行及智能化运维提供综合解决方案。目前，公司已开发了一系列具有自主知识产权的智能机器人及智能电力监测及控制设备产品，可用于电力电网、轨道交通、石油化工等行业，解决客户的难点与痛点，为客户无人或少人值守和智能化管理提供有效的检测、监测手段。

项目简介

曾获得“中国轻工业联合会科技进步奖”二等奖、“中国机械工业科学技术奖”-二等奖，国家科技型技术创新基金项目以及多次获得浙江省首台套奖项等。公司建有省智能电网企业研究院、省高新技术企业研究开发中心、省企业技术中心、省工业设计中心和特种机器人联合研究中心等，拥有核心的专业技术团队，专业知识涵盖电力电子、计算机、测量和控制、信息技术、机械制造等多个学科,是工信部专精特新“小巨人”企业，浙江省首批隐形冠军企业、省创新型示范中小企业及科技型中小企业^[2]等。同时，公司提出了“海、陆、空、隧”的全方位、立体化的机器人应用场景和技术运用战略，通过整合机器人技术、人工智能技术、大数据技术、故障诊断和分析技术等实现机器人产品系列来代替人工完成巡检和作业。

开关室操作机器人主要应用于变电站10kV开关室，完成开关柜的应急分闸操作及常规倒闸操作任务。具备自主导航、末端作业工具精准定位、设备状态智能识别、自主紧急分闸、转换旋钮开关、按键操作、地刀操作、手车摇进摇出等功能，能够替代或辅助人工应急操作，大大减少工作人员的工作负担，缩短故障处理时间，保障作业人员的人身安全及电网安全，减少电力事故的发生。

变电站的规模越来越大，开关柜设备也越来越多，传统的开关室操作模式逐渐不能满足电力系统发展和社会连续用电的需要，运维人员不仅要负责传统的开关室操作和巡视，还要负责部分设备维护、消缺和检修等工作。另外，工作人员对开关柜设备进行故障检测、带电作业时，存在一定的安全隐患，威胁工作人员的生命安全。在这一背景下，采用智能巡检操作机器人不仅能够大大减少工作人员的工作负担，提高设备检测的精度，也能够减少人工操作，减少电力事故的发生。11113.png

开关室操作机器人，以安全、精准、智能为核心，整合机器臂安全控制技术、视觉识别与定位技术、开关柜操作与检测技术、移动机器人技术等，搭载灵活安全的协作六轴机械臂，配合高精度3D相机，替代人工完成开关柜紧急分闸、开关室操作、保护装置查看等操作任务；并配备可见光摄像机、红外热成像仪、局部放电传感器、声音采集、环境量采集等检测设备，实现开关室环境的智能巡检。运维人员可通过远程监控平台或本地操作后台，完成对开关室操作及巡检等任务的管理，实现数字运维。

产品核心功能与优势

开关室操作机器人产品功能：

① 常规操作功能：支持机器人与单人协同操作模式，可自主或遥控完成开关柜“冷备用”“热备用”“检修”状态切换等常规操作。

1)就地/远方转换开关操作

2)手车摇进、摇出操作

3)接地刀闸分合操作

② 应急操作功能：在开关室发生紧急情况或者远程操作不成功的情况下，通过远程下发任务，机器人执行操作，人工远程确认的方式，利用智能机器人进行紧急机械分闸操作。

③ 保护装置操作功能：现场设备发生故障异常时，运维人员可以利用智能机器人远程进行保护装置按键操作、进行屏幕翻页并拍照上传，查看和复位故障信息，提升现场故障处理效率。

④ 设备状态可视化功能：运维人员可以利用智能机器人远端直接查看现场情况，进行开关柜操作前、操作中、操作后的状态识别。包括：

1) 保护测控装置指示灯状态

2) 操作显示面板状态

3) 远方/就地转换开关状态

4) 分闸/合闸转换开关状态

5) 断路器本体状态

6) 压板状态

7) 地刀指示状态

⑤ 智能巡检功能：机器人配备可见光摄像机、红外热成像仪、局部放电传感器、声音采集、环境量采集等检测设备，并能将所采集的视频、声音和数据上传至监控后台，实现开关室环境的智能监测巡检。开关室操作机器人的优势。

① 操作巡检一体化：机器人兼具操作与巡检功能，实现了从“门诊医生”到能诊断、能“手术”的“全科医生”跨越。

② 远程数字运维：机器人可通过远程控制，实现开关室数字化运维任务，具备时效性高、安全性强、全天候作业的优点。

③ 机械臂安全控制：基于机械臂柔顺控制技术与视觉技术，利用相机采样和障碍物物理映射相结合的机械臂动态避障规划方法，实时计算机械臂当前的安全位姿信息，并规划出一条无碰撞路径。

④ 精准作业定位：基于移动平台相机拍摄姿态矫正技术与检测目标图像AI自动识别技术，实现开关柜操作工具的3D姿态较正与作业目标定位，且定位精度优于1mm。

⑤操作高效可靠：基于扭矩曲线多点判断技术，实现断路器手车快速摇进摇出操作与到位判断，且驱动时间小于20s。通过机械臂末端工具浮动装置和零扭矩控制技术，实现工具与开关柜手车的安全接驳。基于力、声、光的开关柜接地刀闸操作检测技术，利用两种以上非同源信号实现大扭矩接地刀闸的安全操作与稳定检测。

⑥ 快速部署：基于操作复用与模拟调试技术，在不停电，非接触的情况下完成模拟调试，将停电调试验证转为模拟调试和停电验证，大大加快机器人的部署，减少停电时间。