CN103707650B - 一种槽型指示仪表画盘装置及其画盘方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种槽型指示仪表画盘装置，包括呈U型的滑动架，描画定位系统，能够伸缩的拉杆，固定吸盘，以及驱动控制系统；所述的描画定位系统包括描画压板，固定在描画压板上的描画电机，画线架，以及设置在描画压板背面的扫描口；所述的驱动控制系统包括旋转电机，角度传感器，LED灯，CCD图像传感器，光电转化电路，单片机和输入装置；LED灯和CCD图像传感器设置在扫描口内，CCD图像传感器的接收光线与描画笔相交于描画笔的描画点。本发明所述画盘方法，包括如下步骤，1）输入画盘参数；2）采集量程的起始点和终止点；3）确定分度值m对应的分度角度α，标示值M对应的标示角度β；4）在单片机的控制下从起始点定位开始画制刻度。

Description

一种槽型指示仪表画盘装置及其画盘方法

技术领域

本发明涉及一种变电指示仪表改制装置和方法，具体为一种槽型指示仪表画盘装置及其画盘方法。

背景技术

变电指示仪表在长期的工作过程中，随着一次侧电流互感器的更换，二次侧的指示仪表也要进行相应的更换，有同变比的指示仪表时能够进行直接更换，没有同变比的指示仪表时，就要对已有的不同量程变比的指示仪表进行重新画制刻度盘，槽型指示仪表的仪表表盘为圆弧状，在改制仪表表盘时没有专用的画刻度点工具，只能凭经验来进行操作，由于各人工作经验和技术水平的差异，重新刻画出的表盘工艺水平相差很远，费时费力，而且不能保证测量精度，需要多次的改画，工作效率低，由于改制的时间较长，甚至会影响了整个电网的正常稳定的运行。

发明内容

本发明解决的问题在于提供一种槽型指示仪表画盘装置及其画盘方法，能够自动进行对表盘刻度的测量和画制，使用方便，描画精度高，能够实现现场描画改制。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种槽型指示仪表画盘装置，包括呈U型的滑动架，描画定位系统，能够伸缩的拉杆，固定吸盘，以及驱动控制系统；

所述的描画定位系统包括描画压板，固定在描画压板上的描画电机，画线架，以及设置在描画压板背面的扫描口；描画压板通过扭力弹簧与滑动架两个侧臂之间设置的转轴连接；画线架平行于转轴设置，且与描画压板滑动连接，画线架中部固定设置描画笔；描画电机通过齿轮传动与画线架一侧设置的齿条啮合；扫描口长度方向与转轴平行，设置在画线架远离转轴的一侧；

所述滑动架的两个侧臂背面分别固定设置有滑轨，对应滑动架的两个侧臂分别设置有固定吸盘和至少一个拉杆；拉杆的两端分别与滑动架和同侧的固定吸盘铰接，拉杆所在平面与滑动架垂直；

所述的驱动控制系统包括用于驱动拉杆绕固定吸盘旋转的旋转电机，用于检测拉杆旋转角度信号的角度传感器，用于提供扫描光源的LED灯，用于采集反射光信号的CCD图像传感器，用于将采集的反射光信号转换为扫描电信号的光电转化电路，用于处理角度信号和扫描电信号并向描画电机发送运动指令和向旋转电机发送步进指令的单片机，用于输入画盘参数的输入装置；LED灯和CCD图像传感器设置在扫描口内，CCD图像传感器的接收光线与描画笔相交于描画笔的描画点。

优选的，光电转化电路和单片机设置在滑动架内部，输入装置设置在滑动架表面，旋转电机和角度传感器设置在拉杆与固定吸盘的铰接处，旋转电机的输出端与拉杆连接。

进一步，共设置有四个拉杆，分别对称设置在两个侧臂上，位于同侧的拉杆与对应的固定吸盘连接在同一个铰接点上。

再进一步，固定吸盘上设置有用于调节固定吸盘与拉杆之间轴向距离的调节螺母。

一种基于再进一步所述画盘装置的槽型指示仪表画盘方法，包括如下步骤，

）通过输入装置输入画盘参数；所述的画盘参数包括指示仪表的描画量程N和分度值m，长刻度线之间的标示值M；

2）通过CCD图像传感器采集量程的起始点和终止点，通过角度传感器采集起始点和终止点对应的角度信号，通过单片机计算得出起始点和终止点之间的夹角θ；

3）确定分度值m对应的分度角度α=θ·m/N，标示值M对应的标示角度β=θ·M/N；

4）从起始点定位开始画制刻度，单片机向旋转电机发出一个分度角度α信号，分度计数器加1，标示计数器加1；当标示计数器数值小于M/m时，单片机向描画电机发出一个短行程信号，画制短刻度线；当标示计数器数值等于M/m时，单片机向描画电机发出一个长行程信号，画制长刻度线，并且标示计数器归零；当分度计数器数值等于N/m时，刻度画制结束，分度计数器归零。

优选的，还包括通过LED灯提供的光源，CCD图像传感器采集反射光信号的步骤。

优选的，还包括重复步骤4）进行刻度二次画制的步骤。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明所述画盘装置，利用驱动控制系统实现对量程起始和终止的定位以及对描画的控制；配合固定吸盘和拉杆的设置，能够保证滑动架与指示仪表框体表面的贴合，并且将刻度之间的关系转化为角度关系，从而实现精确控制，避免了因弧度造成的误差；通过转轴和扭力弹簧，使得描画压板能够在呈弧面的表盘上保持紧贴；从而实现了对画盘的自动控制，提高了表盘的画制效率。

进一步的，通过对驱动控制系统的合理布置，使其结构紧凑，布局合理，；同时通过四个拉杆的设置，保证了滑动架的稳定运行，从而为刻度画制保证了稳定的画制基准，通过对固定吸盘的调节设置，使其一方面能够适应不同规格的指示仪厚度，一方面能够增加固定吸盘与指示仪的结合力，保证了使用时结构和动作的稳定性。

本发明所述画盘方法，通过将画盘改制时的量程和分度值等价换算为旋转角度，也就是弧度值，能够精确的实现刻度的划分和描画，相比较现有技术中量程和分度值换算为弧长的方法，更加的精确和容易实现，由于表盘弧度的限制，通过将弧长的控制转换为对角度的控制，再利用CCD图像传感器精确定位起始点和终止点，利用角度传感器精确定位旋转角，从而保证了起点、度量和控制三方面的准确性，提高了整体的实施精度，而且方法无人为因素，避免了技术水平的差异，简单实用，方便快捷。

进一步的，通过二次画制能够保证描画质量，并且提高了刻度的显示效果，保证了改制后表盘的质量和显示清晰度。

附图说明

图1为本发明所述画盘装置的背面立体结构示意图。

图2为本发明所述画盘装置使用时的正面结构示意图。

图3为图2的左视图。

图中：滑动架1，描画压板2，滑轨3，转轴4，扭力弹簧5，拉杆6，旋转电机7，角度传感器8，固定吸盘9，描画电机10，画线架11，扫描口12，输入装置13。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

一种槽型指示仪表画盘装置，包括呈U型的滑动架1，描画定位系统，能够伸缩的拉杆6，固定吸盘9，以及驱动控制系统；

如图1所示，描画定位系统包括描画压板2，固定在描画压板2上的描画电机10，画线架11，以及设置在描画压板2背面的扫描口12；描画压板2通过扭力弹簧5与滑动架1两个侧臂之间设置的转轴4连接；画线架11平行于转轴4设置，且与描画压板2滑动连接，画线架11中部固定设置描画笔；描画电机10通过齿轮传动与画线架11一侧设置的齿条啮合；扫描口12长度方向与转轴4平行，设置在画线架11远离转轴4的一侧。

如图3所示，滑动架1的两个侧臂背面分别固定设置有滑轨3，对应滑动架1的两个侧臂分别设置有固定吸盘9和至少一个拉杆6；拉杆6的两端分别与滑动架1和同侧的固定吸盘9铰接，拉杆6所在平面与滑动架1垂直。

如图1所示，驱动控制系统包括用于驱动拉杆6绕固定吸盘9旋转的旋转电机7，用于检测拉杆6旋转角度信号的角度传感器8，用于提供扫描光源的LED灯，用于采集反射光信号的CCD图像传感器，用于将采集的反射光信号转换为扫描电信号的光电转化电路，用于处理角度信号和扫描电信号并向描画电机10发送运动指令和向旋转电机7发送步进指令的单片机，用于输入画盘参数的输入装置13；LED灯和CCD图像传感器设置在扫描口12内，CCD图像传感器的接收光线与描画笔相交于描画笔的描画点；也就是CCD图像传感器采集的反射光信号的反射点与描画笔的描画点相重合，保证了检测位置就是画制的起始位置和终止位置，避免了采集和计算偏差。

本优选实施例中，光电转化电路和单片机设置在滑动架1内部，输入装置13设置在滑动架1表面，旋转电机7和角度传感器8设置在拉杆6与固定吸盘9的铰接处，旋转电机7的输出端与拉杆6连接。其中，如图2和3所示，共设置有四个拉杆6，分别对称设置在两个侧臂上，位于同侧的拉杆6与对应的固定吸盘9连接在同一个铰接点上。固定吸盘9上设置有用于调节固定吸盘9与拉杆6之间轴向距离的调节螺母，从而能够调整上下两个固定吸盘9之间的相对距离。

一种基于以上优选实施例所述画盘装置的槽型指示仪表画盘方法，包括如下步骤，

1）通过输入装置13输入画盘参数；所述的画盘参数包括指示仪表的描画量程N和分度值m，长刻度线之间的标示值M；

2）通过CCD图像传感器采集量程的起始点和终止点，通过角度传感器采集起始点和终止点对应的角度信号，通过单片机计算得出起始点和终止点之间的夹角θ；

3）确定分度值m对应的分度角度α=θ·m/N，标示值M对应的标示角度β=θ·M/N；

4）从起始点定位开始画制刻度，单片机向旋转电机7发出一个分度角度α信号，分度计数器加1，标示计数器加1；当标示计数器数值小于M/m时，单片机向描画电机10发出一个短行程信号，画制短刻度线；当标示计数器数值等于M/m时，单片机向描画电机10发出一个长行程信号，画制长刻度线，并且标示计数器归零；当分度计数器数值等于N/m时，刻度画制结束，分度计数器归零。

其中，还包括通过LED灯提供的光源，CCD图像传感器采集反射光信号的步骤和重复步骤4）进行刻度二次画制的步骤。

使用时，先通过固定吸盘9将指示仪表卡合在上下的固定吸盘之间，同时通过能够伸缩的拉杆6保证滑动架1通过滑轨3与指示仪表的前端面卡接配合，从量程以外开始画盘，以上所述的装置和方法实现对指示仪表表盘刻度的重新画制，结构简单，使用方面，能够自动控制和精确划分定位变比后的分度值，画制准确，工作效率高。

Claims (7)

1.一种槽型指示仪表画盘装置，其特征在于，包括呈U型的滑动架（1），描画定位系统，能够伸缩的拉杆（6），固定吸盘（9），以及驱动控制系统；

所述的描画定位系统包括描画压板（2），固定在描画压板（2）上的描画电机（10），画线架（11），以及设置在描画压板（2）背面的扫描口（12）；描画压板（2）通过扭力弹簧（5）与滑动架（1）两个侧臂之间设置的转轴（4）连接；画线架（11）平行于转轴（4）设置，且与描画压板（2）滑动连接，画线架（11）中部固定设置描画笔；描画电机（10）通过齿轮传动与画线架（11）一侧设置的齿条啮合；扫描口（12）长度方向与转轴（4）平行；

所述滑动架（1）的两个侧臂背面分别固定设置有滑轨（3），对应滑动架（1）的两个侧臂分别设置有固定吸盘（9）和至少一个拉杆（6）；拉杆（6）的两端分别与滑动架（1）和同侧的固定吸盘（9）铰接，拉杆（6）所在平面与滑动架（1）垂直；

所述的驱动控制系统包括用于驱动拉杆（6）绕固定吸盘（9）旋转的旋转电机（7），用于检测拉杆（6）旋转角度信号的角度传感器（8），用于提供扫描光源的LED灯，用于采集反射光信号的CCD图像传感器，用于将采集的反射光信号转换为扫描电信号的光电转化电路，用于处理角度信号和扫描电信号并向描画电机（10）发送运动指令和向旋转电机（7）发送步进指令的单片机，用于输入画盘参数的输入装置（13）；LED灯和CCD图像传感器设置在扫描口（12）内，CCD图像传感器的接收光线与描画笔相交于描画笔的描画点。

2.根据权利要求1所述的一种槽型指示仪表画盘装置，其特征在于，所述的光电转化电路和单片机设置在滑动架（1）内部，输入装置（13）设置在滑动架（1）表面，旋转电机（7）和角度传感器（8）设置在拉杆（6）与固定吸盘（9）的铰接处，旋转电机（7）的输出端与拉杆（6）连接。

3.根据权利要求2所述的一种槽型指示仪表画盘装置，其特征在于，共设置有四个拉杆（6），分别对称设置在两个侧臂上，位于同侧的拉杆（6）与对应的固定吸盘（9）连接在同一个铰接点上。

4.根据权利要求3所述的一种槽型指示仪表画盘装置，其特征在于，所述的固定吸盘（9）上设置有用于调节固定吸盘（9）与拉杆（6）之间轴向距离的调节螺母。

5.一种基于权利要求4所述画盘装置的槽型指示仪表画盘方法，其特征在于，包括如下步骤，

1）通过输入装置（13）输入画盘参数；所述的画盘参数包括指示仪表的描画量程N和分度值m，长刻度线之间的标示值M；

2）通过CCD图像传感器采集量程的起始点和终止点，通过角度传感器采集起始点和终止点对应的角度信号，通过单片机计算得出起始点和终止点之间的夹角θ；

3）确定分度值m对应的分度角度α=θ·m/N，标示值M对应的标示角度β=θ·M/N；

4）从起始点定位开始画制刻度，单片机向旋转电机（7）发出一个分度角度α信号，分度计数器加1，标示计数器加1；当标示计数器数值小于M/m时，单片机向描画电机（10）发出一个短行程信号，画制短刻度线；当标示计数器数值等于M/m时，单片机向描画电机（10）发出一个长行程信号，画制长刻度线，并且标示计数器归零；当分度计数器数值等于N/m时，刻度画制结束，分度计数器归零。

6.根据权利要求5所述的槽型指示仪表画盘方法，其特征在于，还包括通过LED灯提供的光源，CCD图像传感器采集反射光信号的步骤。

7.根据权利要求5所述的槽型指示仪表画盘方法，其特征在于，还包括重复步骤4）进行刻度二次画制的步骤。