全自动油样采集与检测一体化机器人及油样采集与检测方法与流程
本发明涉及对充油电气设备中的油液进行采集与检测的，具体涉及一种全自动油样采集与检测一体化机器人及油样采集与检测方法。
背景技术：
1、绝缘油色谱检测技术能有效发现和诊断充油类设备内部是否发生放电、过热等异常故障。而变压器、油浸式电抗器作为一种大型充油电气设备，若其内部发生故障，存在一定燃爆风险。若此时在现场开展人工离线油样采集工作，存在高危作业风险，严重危及作业人员人身安全。
2、近年来，随着变压器产品安全性要求的不断提高，智能自动油色谱产品也在不断普及，但目前市面上的取油操作普遍需要人工在变压器上取油，在对于出现故障的变压器需进行油色谱异常诊断分析时，仍需要进行人工紧急取油，会对取油人员造成很大的安全隐患。
3、传统人工不停电取油方式劳动强度大、安全风险高、工作环境恶劣，易受气象环境干扰影响，且属于高空、高危、高强度作业，因处在高空、高电压作业环境中，若作业电工稍有疏忽或绝缘防护不足就会发生高处坠落、触电等安全事故。人工取油作业手法不一，因个人习惯一致性无法保证，人工取样真实性随机误差大，时有发生取样不真实现象。取油样的过程存安全风险，人工和机器人取油时被取油设备发生爆炸对人和取油机器人造成巨大、额外损失。
4、为此市面上也有发明一些自动取油机器人，目前取样机器人仅完成自动取油作业，在取油样后要获知油样状态，进而判断变压器、电抗器等充油设备的状态，还需将油样送往检测实验室进行人工检测分析，不能第一时间掌握变压器异常情况。
5、例如公开号为cn114102621a的中国发明专利公开了一种变压器取油机器人取油方法，首先通过控制部进行对管路停起的控制；然后，取油机器人通过履带行走部到达取样位置；其次，通过手动控制总阀门实现物理开关与应急开关，通过快速接头实现快速连接。该变压器取油机器人直接从变压器中进行取油，对接过程中需要人工参与，虽然降低了一定的人员取油风险，但其自动化程度较低，与变压器对接的难度较高；此外，该采集机器人仅仅实现采集油液的功能，还需将油样送往检测实验室进行人工检测分析，不能第一时间掌握变压器异常情况。
6、例如公开号为cn112229683a的发明专利公开了一种变压器油样采集机器人，包括：行走机构、取油装置、导航装置、导向机构、通信装置和控制装置；其中，控制装置与导航装置电连接，用以控制所述导航装置指引所述行走机构沿预设路径行进至变压器的取油位置处，实现所述行走机构与所述取油位置之间的粗定位；导向机构与所述控制装置电连接，用以使所述取油装置对准所述变压器的取油位置，实现取油装置精准取油。该发明专利公开的变压器油样采集机器人，直接从变压器中进行取油，与变压器对接的难度较高；此外，该采集机器人仅仅实现采集油液的功能，还需将油样送往检测实验室进行人工检测分析，不能第一时间掌握变压器异常情况。
7、例如公开号为cn116086896a的中国发明专利一种适用于变压器取油机器人的标准化取油装置及方法。首先通过控制部进行对管路停起的控制；然后，取油机器人通过履带行走部到达取样位置；其次，通过手动控制总阀门实现物理开关与应急开关，通过快速接头实现快速连接。上述取油机器人即可以实现手动对接，也可以实现自动对接，
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是解决现有技术中取油机器人直接从充油电气设备中取油后还需将油样送往检测实验室进行人工检测分析，不能第一时间掌握充油电气设备的异常情况的技术缺陷。
2、为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：一种全自动油样采集与检测一体化机器人，至少包括油样外引装置、机器人以及柔性色谱仪，所述柔性色谱仪搭载于机器人中；
3、所述油样外引装置至少设置有：
4、第一对接模块，所述第一对接模块上至少设置有外引油路对接口；
5、外引油路系统，所述外引油路系统的一端连接充油电气设备的取/回油口，所述外引油路系统连通至所述外引油路对接口；
6、所述机器人至少设置有：
7、第二对接模块，用于与所述第一对接模块适配对接，所述第二对接模块上设置有与所述外引油路对接口适配对接的取油对接口；
8、取油油路系统，所述取油油路系统分别与所述取油对接口和柔性色谱仪的取样口连通。
9、一种优选的实施例，所述外引油路对接口包括第一外引油路对接口和第二外引油路对接口；所述外引油路系统包括：
10、油馕；
11、外引主油路，所述外引主油路的一端连接充油电气设备的取/回油口；
12、第一外引支油路，所述第一外引支油路的一端连接至所述外引主油路，另一端连接至第一外引油路对接口；
13、第二外引支油路，所述第二外引支油路的一端连接至所述外引主油路，另一端连接至油馕；
14、第三外引支油路，所述第三外引支油路的一端连接至第二外引油路对接口，另一端连接至油馕。
15、一种优选的实施例，所述外引油路系统还包括：
16、过滤器，设置于所述外引主油路上；
17、第一电磁阀，设置于所述第一外引支油路上；
18、第二电磁阀，设置于所述第三外引支油路上；
19、第三电磁阀，设置于所述第二外引支油路上；
20、压力表，设置于：所述第一外引支油路的第一电磁阀与第一外引油路对接口之间，或，所述第二外引支油路的第三电磁阀与油馕之间，或，所述第三外引支油路上；
21、真空泵，设置于：所述第一外引支油路的第一电磁阀与第一外引油路对接口之间，或，所述第二外引支油路的第三电磁阀与油馕之间，或，所述第三外引支油路上；
22、油泵，用于将所述油馕中的油样泵送至所述第二外引支油路中。
23、一种优选的实施例，所述取油对接口包括与所述第一外引油路对接口适配对接的第一取油对接口和与所述第二外引油路对接口适配对接的第二取油对接口；
24、所述取油油路系统至少包括：
25、第一取油支路，所述第一取油支路的一端连接至所述第一取油对接口；
26、第二取油支路，所述第二取油支路的一端连接至第二取油对接口；
27、取样油路，所述取样油路的一端连接至所述第一取油支路和第二取油支路的汇合处，另一端连接至所述柔性色谱仪的取样口；
28、第四电磁阀，设置于所述取样油路上。
29、一种优选的实施例，还包括设置于所述取样油路上位于第四电磁阀与柔性色谱仪的取样口之间的第五电磁阀以及与所述第五电磁阀连通的取油容器。
30、一种优选的实施例，所述第二对接模块至少包括：
31、固定支架，固定设置于所述机器人上；
32、浮动板，所述浮动板相对固定支架具有左右位移自由度和前后位移自由度；
33、对接基板，所述对接基板设置于所述浮动板上远离固定支架的一侧，所述取油对接口设置于所述对接基板上。
34、一种优选的实施例，还包括左右位移机构，所述左右位移机构包括设置于所述固定支架上的左右位移导杆以及与所述左右位移导杆滑动配合的滑块。
35、一种优选的实施例，还包括前后位移机构，所述前后位移机构包括设置于所述滑块上的导向块以及与所述导向块导向配合的前后位移导杆，所述前后位移导杆的一端与所述浮动板固定连接。
36、一种优选的实施例，还包括左右复位弹性件和前后复位弹性件。
37、一种优选的实施例，所述左右复位弹性件包括一对对称设置于浮动板与固定支架之间的左右复位弹簧，所述左右复位弹簧相对所述浮动板的前后位移方向倾斜设置。
38、一种优选的实施例，所述前后复位弹性件包括套设于所述浮动板与导向块之间的前后位移导杆上的前后复位弹簧。
39、一种优选的实施例，所述第二对接模块与所述油样外引装置之间设置有一级导向定位机构，所述一级导向定位机构包括设置于浮动板上的导向板和设置于油样外引装置上与所述导向板适配的导向口，所述导向板的自由端设置有导引面。
40、一种优选的实施例，所述对接基板与所述第一对接模块之间设置有至少两组二级导向定位机构，所述二级导向定位机构包括相互适配的导向销和导向套，所述导向销的自由端设置有导引端。
41、一种优选的实施例，至少一组二级导向定位机构中导向销的横截面为多边形。
42、本发明的全自动油样采集与检测一体化机器人，与现有技术相比，具有如下有益效果：
43、(1)在机器人中搭载了柔性色谱仪，在现场采集油样后，可在现场直接进行油样检测与分析，无需再将油样送往检测实验室进行人工检测分析，如此可在第一时间掌握充油电气设备的状态，若有异常情况，可更加迅速地进行相应地安全处置，极大地提升了油样采集与检测分析的效率。
44、(2)油样外引装置将充油电气设备中的油液引出后进行取样，改变传统直接从充油电气设备取样的方式，降低了取样过程中的安全风险。
45、(3)基于油样外引装置的设置，不需对现有充油电气设备进行改造，适用不同类型的充油电气设备，例如变压器，仅需通过对接头和标准油管实现油路连接，通用性强，应用范围更广。
46、(4)规避取样安全风险，当设备存在异常时，代替人工进行取油和检测分析作业，减轻人员作业工作量，降低运维人员安全风险，解决当前取油作业安全风险高、作业技能要求高、取样与分析效率低的问题。
47、(5)降低取样技能要求：按照规范要求标准进行取样，避免因取样不规范导致检测结果不准确。
48、(6)提升取样分析效率：无需人工到场，机器人依据要求自动完成取油分析一体化作业，在现场取样的同时可进行现场检测分析，大大提升了检测效率。
49、本发明还提供了一种油样采集与检测方法，至少包括以下步骤：
50、步骤10：所述机器人接收指令后到达油样外引装置处，通过第二对接模块与第一对接模块完成对接；
51、步骤20：气密性检测，关闭第一电磁阀、第三电磁阀以及第四电磁阀，打开第二电磁阀，启动真空泵，将第一电磁阀、第三电磁阀以及第四电磁阀之间的管路中的残留空气排出，至达到设定负压并保持预定时间后，关闭真空泵；在设定的时间内观察压力表，判断该段管路的气密性；
52、步骤30：油路清洗，关闭第三电磁阀和第四电磁阀，打开第一电磁阀和第二电磁阀，油液在自重压力下自充油电气设备的取/回油口依次沿外引主油路、第一外引支油路、第一取油支路、第二取油支路、第三外引支油路流入所述油馕中，至油馕中达到预定体积的油液；
53、步骤40：油样采集，关闭第二电磁阀和第三电磁阀，打开第一电磁阀、第四电磁阀以及第五电磁阀，油液在自重压力下自充油电气设备的取/回油口依次沿外引主油路、第一外引支油路、第一取油支路、取样油路流入所述柔性色谱仪的取样口；
54、步骤50：油样检测，所述柔性色谱仪对油样进行检测，并将检测结果发送至后台控制系统。
55、一种优选的实施例，还包括：
56、步骤60：回油，若步骤50中检测结果正常，关闭电磁阀一、电磁阀二及电磁阀四，打开电磁阀三，启动油泵，将油馕中的油液依次经由第二外引支油路、外引主油路泵送至充油电气设备中。
57、一种优选的实施例，还包括：
58、步骤70：若步骤50中检测结果异常，柔性色谱仪内分析检测单元中的油液自电磁阀五进入取油容器中。
59、本发明的油样采集与检测方法，与现有技术相比，具有以下有益效果：
60、(1)通过气密性检测确保管路连接的密封性以及排除了管路中残留空气对检测结果的影响。
61、(2)通过油路清洗确保取样油液为新鲜油液，更加精确的判断充油电气设备内的油液状态。
62、(3)在现场取样的同时可进行现场检测分析，更加地获知油液的状态，大大提升了检测效率。
技术特征：
1.一种全自动油样采集与检测一体化机器人，其特征在于，至少包括油样外引装置、机器人以及柔性色谱仪，所述柔性色谱仪搭载于机器人中；
2.按照权利要求1所述的全自动油样采集与检测一体化机器人，其特征在于，所述外引油路对接口包括第一外引油路对接口和第二外引油路对接口；所述外引油路系统包括：
3.按照权利要求1所述的全自动油样采集与检测一体化机器人，其特征在于，所述外引油路系统还包括：
4.按照权利要求3所述的一种全自动油样采集与检测一体化机器人，其特征在于，所述取油对接口包括与所述第一外引油路对接口适配对接的第一取油对接口和与所述第二外引油路对接口适配对接的第二取油对接口；
5.按照权利要求4所述的一种全自动油样采集与检测一体化机器人，其特征在于，还包括设置于所述取样油路上位于第四电磁阀与柔性色谱仪的取样口之间的第五电磁阀以及与所述第五电磁阀连通的取油容器。
6.按照权利要求1-5任一项所述的一种全自动油样采集与检测一体化机器人，其特征在于，所述第二对接模块至少包括：
7.按照权利要求6所述的一种全自动油样采集与检测一体化机器人，其特征在于，还包括左右位移机构，所述左右位移机构包括设置于所述固定支架上的左右位移导杆以及与所述左右位移导杆滑动配合的滑块。
8.按照权利要求7所述的一种全自动油样采集与检测一体化机器人，其特征在于，还包括前后位移机构，所述前后位移机构包括设置于所述滑块上的导向块以及与所述导向块导向配合的前后位移导杆，所述前后位移导杆的一端与所述浮动板固定连接。
9.按照权利要求8所述的一种全自动油样采集与检测一体化机器人，其特征在于，还包括左右复位弹性件和前后复位弹性件。
10.按照权利要求9所述的一种全自动油样采集与检测一体化机器人，其特征在于，所述左右复位弹性件包括一对对称设置于浮动板与固定支架之间的左右复位弹簧，所述左右复位弹簧相对所述浮动板的前后位移方向倾斜设置。
11.按照权利要求9所述的一种全自动油样采集与检测一体化机器人，其特征在于，所述前后复位弹性件包括套设于所述浮动板与导向块之间的前后位移导杆上的前后复位弹簧。
12.按照权利要求7-11任一项所述的一种全自动油样采集与检测一体化机器人，其特征在于，所述第二对接模块与所述油样外引装置之间设置有一级导向定位机构，所述一级导向定位机构包括设置于浮动板上的导向板和设置于油样外引装置上与所述导向板适配的导向口，所述导向板的自由端设置有导引面。
13.按照权利要求12所述的一种全自动油样采集与检测一体化机器人，其特征在于，所述对接基板与所述第一对接模块之间设置有至少两组二级导向定位机构，所述二级导向定位机构包括相互适配的导向销和导向套，所述导向销的自由端设置有导引端。
14.按照权利要求13所述的一种全自动油样采集与检测一体化机器人，其特征在于，至少一组二级导向定位机构中导向销的横截面为多边形。
15.一种按照权利要求5-14任一项所述的全自动油样采集与检测一体化机器人的油样采集与检测方法，其特征在于，至少包括以下步骤：
16.一种按照权利要求15所述的油样采集与检测方法，其特征在于，还包括：
17.一种按照权利要求15所述的油样采集与检测方法，其特征在于，还包括：
技术总结
本发明公开了一种全自动油样采集与检测一体化机器人及油样采集与检测方法，至少包括油样外引装置、机器人以及柔性色谱仪，所述柔性色谱仪搭载于机器人中，所述油样外引装置至少设置有第一对接模块和外引油路系统，所述所述机器人至少设置有第二对接模块和取油油路系统。上述结构油样外引装置将充油电气设备中的油液引出后进行取样，改变传统直接从充油电气设备取样的方式，降低了取样过程中的安全风险；无需对现有充油电气设备进行改造，适用不同类型的充油电气设备，通用性强，应用范围更广；在现场采集油样后，可在现场直接进行油样检测与分析，无需再将油样送往检测实验室进行人工检测分析，如此可在第一时间掌握充油电气设备的状态。
技术研发人员：吴海腾,张晓琴,朱洪斌,胡光杰,毛泽庆,杨子赫
受保护的技术使用者：杭州申昊科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23