CN107123929B - 一种智能防护配电柜 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能防护配电柜，配电柜的柜体上设有至少一个散热窗，所述散热窗包括散热窗本体、智能控制系统和防护装置，散热窗本体采用网状散热窗，智能控制系统安装在散热窗本体上，防护装置安装于柜体，智能控制系统控制防护装置开关状态；所述智能控制系统包括控制系统、检测装置和电控部分；其中检测装置安装于散热窗外侧，实时监测散热窗外侧是否存在动物；控制系统分别与检测部分、电控部分电性相连。本发明的有益效果是：本发明通过智能控制系统自动开启声控防护装置和机械防护装置，对配电柜柜体起到高效地自动化防护。

Description

一种智能防护配电柜

技术领域

本发明涉及配电柜技术领域，尤其涉及一种智能防护配电柜。

背景技术

配电柜分动力配电柜和照明配电柜、计量柜，是配电系统的末级设备。配电柜使用在负荷比较分散、回路较少的场合：电动机控制中心用于负荷集中、回路较多的场合。现有的配电柜设计大多没有考虑在露天高处的工作环境，户外配电柜一般置于人口稀少或人类活动较少的地方，这种地方是虫类或其他动物经常出没得地方，传统的配电柜由于散热孔的存在，使得配电柜成为一个开放的结构，若动物通过散热窗进入柜体，有可能对柜内电器电路造成损害。

中国专利CN206004179U公开了一种具有散热除湿防虫功能的配电箱柜，包括箱体和箱门，所述箱体的下部设置进气窗和空气处理器，空气处理器与进气窗对应设置，进气窗与空气处理器之间设置有进气扇，且空气处理器设置于箱体内，所述箱体的中上部设置有第一加热管，所述箱体的上部设置有排气窗和排气扇，排气扇设置在与排气窗对应的箱体内，所述箱体内设置若干温度感应器，所述进气窗和排气窗分别设置防护网罩。又如中国专利CN205565446U一种户外防虫防雷配电柜，包括底座及柜体，所述柜体通过其下端的多个支撑腿与底座相连，所述底座中部设置有接地装置；所述柜体前端设置有柜门，所述柜门内侧设置有竖直布置的缓冲条，所述柜门上端设置有观察口；所述柜体左右两侧均设置有散热百叶窗，所述散热百叶窗的条状檐向下倾斜，所述散热百叶窗内侧设置有防虫网；所述柜体底部设置有干燥腔，所述干燥腔内设置有放置干燥剂的抽屉，所述干燥腔上端设置有透气板，所述干燥腔通过透气板与柜体内部连通。通过这两个发明都仅仅是通过散热除湿，保证配电柜中环境保持干燥状态，但并不能阻止一些动物的进入，一旦动物进入配电柜后势必会对配电柜中各元器件造成破坏，无法起到防护作用。

发明内容

为克服现有技术中存在的安全性差问题，本发明提供了一种智能防护配电柜。

本发明提供了一种智能防护配电柜，配电柜的柜体上设有至少一个散热窗，其创新点在于：所述散热窗包括散热窗本体、智能控制系统和防护装置，散热窗本体采用网状散热窗，智能控制系统安装在散热窗本体上，防护装置安装于柜体，智能控制系统控制防护装置开关状态；所述智能控制系统包括控制系统、检测装置和电控部分；其中检测装置安装于散热窗外侧，实时监测散热窗外侧是否存在动物；控制系统分别与检测部分、电控部分电性相连。

进一步的，所述检测部分包括红外探测传感器和压力膜传感器，红外探测传感器置于散热窗内侧，压力膜传感器设散热窗本体上红外探测传感器的输出端分别连接压力膜传感器的输入端和控制系统，压力膜传感器输出端连接控制系统。

进一步的，所述控制系统、检测部分和电控部分整体采用嵌入式控制系统，控制系统采用51单片机、MSP430单片机或AVR单片机作为控制核心。

进一步的，所述防护装置由机械防护装置和声控防护装置构成，机械防护装置内嵌于柜体，靠近散热窗位置，通过机械防护装置将外界和配电柜柜体内部隔开；声控防护装置安装于柜体外侧，置于散热窗上，用于通过声音驱散动物。

进一步的，所述声控防护装置和机械防护放置存在优先级，声控防护装置优先级高于机械防护装置；仅红外探测传感器被触发，电控部分优先开启声控防护装置；红外探测传感器和压力膜传感器均被触发后，会向控制系统发出反馈信号，控制系统收到红外探测传感器和压力膜传感器的反馈信号后，控制系统控制电控部分执行开启机械防护装置和声控防护装置。

进一步的，所述声控防护装置包括照相机、临时存储单元、固定存储单元、配比单元和声控装置；照相机为微型照相机，照相机与临时存储单元的输入端相连，临时存储单元和固定存储单元的输出端连接至配比单元，配比单元输出端与声控装置相连，声控装置和照相机均安装在柜体外部且位于散热窗上方。

进一步的，所述固定存储单元中配置有图像预存单元和声音预存单元，图像预存单元中预存常见的动物图像；声音预存单元中预存图像存储中相对应的动物声音。

进一步的，所述机械防护装置包括窗框、栏杆窗扇、电机、传动机构和导轨，窗框内安装散热窗和一个滑动栏杆窗扇，栏杆窗扇与栏杆窗扇前后相错，散热窗朝向配电柜柜体外侧，栏杆窗扇朝向柜体内部，窗框底部与栏杆窗扇之间通过导轨连接，电机安装在导轨上方且位于窗框底角，电机经传动机构连接栏杆窗扇，控制栏杆窗扇左右移动。

进一步的，所述导轨由外轨道、中轨道和内轨道构成，外轨道靠近散热窗，中轨道置于外轨道和内轨道之间，内轨道远离散热窗，其中中轨道整体宽度大于外轨道。

进一步的，所述传动机构包括第一齿轮组、第二齿轮组和齿条，栏杆窗扇的底边内水平固定安装有齿条，第二齿轮组置于第一齿轮组和齿条之间。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过智能控制系统自动开启声控防护装置和机械防护装置，对配电柜柜体起到高效地自动化防护。

(2)当动物碰触散热窗后即触发压力膜传感器，红外探测传感器和压力膜传感器均被触发后，会向控制系统发出反馈信号，控制系统收到红外探测传感器和压力膜传感器的反馈信号后，控制系统控制电控部分执行开启机械防护装置和声控防护装置。

(3)电控部分触发声控防护装置，通过照相机拍摄动物图像，将图像储存于临时存储单元中，通过配比单元将临时存储单元和固定存储单元中的图像预存单元进行配比，配比成功后选择与该动物的天敌的动物图像，与此同时，通过图像预存单元中的天敌图像从声音预存单元中选取相对应的动物声音，配比单元将信号传输至声控装置，声控装置发出驱赶声音。

(4)第一齿轮组实现电机到第二齿轮组之间的减速；电机的正反转动作由控制部分经分控器控制，电机带动主动轮转动，最后输出轮带动链条滚动，链条通过同轴齿轮组带动齿条水平滑动，齿条进一步带动栏杆窗扇滑动，当随着栏杆窗扇完全打开或者关闭时，安装在栏杆窗扇上的磁铁将磁感应开关吸合使其动作，并发送信号，分控器及时停止对电机的驱动，使栏杆窗扇停止运动。

(5)为便于安装，电机、减速装置、链条、同轴齿轮组和调整螺栓可以统一安装在一个箱体内，安装传动装置时直接将箱体装在中轨道和窗框的底角，箱体同时还可以对中轨道的两竖直边起到支撑作用。

附图说明

图1是智能控制系统与防护装置连接示意图；

图2是机械防护装置结构示意图。

结合附图并其上标记：

1-窗框，2-栏杆窗扇，3-电机、4-第一齿轮组，5-链条，6-同轴齿轮组，7-调整螺栓，71-螺母，8-齿条，9-滚轮，10-磁感应开关，11-磁铁。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1示出了本发明提供的智能防护配电柜的一个实施例的示意图，如图1所示，该配电柜的柜体上设有至少一个散热窗，本实施方式中散热窗包括散热窗本体、智能控制系统和防护装置，散热窗本体采用网状散热窗，智能控制系统安装在散热窗本体上，防护装置安装于柜体，智能控制系统控制防护装置开关状态。通过智能控制系统自动探测散热窗外是否具备动物，防止例如蛇、老鼠等通过散热窗进入配电柜中。所述智能控制系统包括控制系统、检测装置和电控部分；其中检测装置安装于散热窗外侧，实时监测散热窗外侧是否存在动物；控制系统分别与检测部分、电控部分电性相连，检测部分包括红外探测传感器和压力膜传感器，红外探测传感器置于散热窗内侧，压力膜传感器设散热窗本体上红外探测传感器的输出端分别连接压力膜传感器的输入端和控制系统，压力膜传感器输出端连接控制系统；当动物进入红外探测传感器的探测范围内，红外探测传感器点亮，红外探测传感器将信号传至压力膜传感器，压力膜传感器进入工作模式；红外探测传感器将信号传至控制系统，控制系统通过电控部分传输至防护装置，防护装置开启防护功能。所述控制系统、检测部分和电控部分整体采用嵌入式控制系统，控制系统采用51单片机、MSP430单片机或AVR单片机作为控制核心，大大提高了整个控制系统控制可靠性。

如图1所示，所述防护装置由机械防护装置和声控防护装置构成，机械防护装置内嵌于柜体，靠近散热窗位置，通过机械防护装置将外界和配电柜柜体内部隔开；声控防护装置安装于柜体外侧，置于散热窗上，用于通过声音驱散动物；其中声控防护装置和机械防护放置存在优先级，声控防护装置优先级高于机械防护装置。当检测装置仅红外探测传感器被触发时，电控部分优先开启声控防护装置；当动物碰触散热窗后即触发压力膜传感器，红外探测传感器和压力膜传感器均被触发后，会向控制系统发出反馈信号，控制系统收到红外探测传感器和压力膜传感器的反馈信号后，控制系统控制电控部分执行开启机械防护装置和声控防护装置。

如图1所示，所述声控防护装置包括照相机、临时存储单元、固定存储单元、配比单元和声控装置；照相机为微型照相机，照相机与临时存储单元的输入端相连，临时存储单元和固定存储单元的输出端连接至配比单元，配比单元输出端与声控装置相连，声控装置和照相机均安装在柜体外部且位于散热窗上方。所述固定存储单元中配置有图像预存单元和声音预存单元，图像预存单元中预存常见的动物图像；声音预存单元中预存图像存储中相对应的动物声音。照相机用于拍摄进入红外探测传感器工作范围内的动物，临时存储单元用于放置由照相机拍摄到的动物图像，配比单元用于将固定存储单元和临时存储单元中的动物图像进行对比，通过对比结构调用固定存储单元中的预存信息。声控防护装置防护工作过程：当动物进入红外探测传感器工作范围内，红外探测传感器将信号传输至控制系统，控制系统启动电控部分，此时电控部分触发声控防护装置，通过照相机拍摄动物图像，将图像储存于临时存储单元中，通过配比单元将临时存储单元和固定存储单元中的图像预存单元进行配比，配比成功后选择与该动物的天敌的动物图像，与此同时，通过图像预存单元中的天敌图像从声音预存单元中选取相对应的动物声音，配比单元将信号传输至声控装置，声控装置发出驱赶声音。

图2为本发明的散热窗的机械防护装置结构示意图；所述机械防护装置包括窗框1、栏杆窗扇2、电机3、传动机构和导轨，窗框1内安装散热窗和一个滑动栏杆窗扇2，栏杆窗扇2与散热窗前后相错，散热窗朝向配电柜柜体外侧，栏杆窗扇2朝向柜体内部，窗框1底部与栏杆窗扇2之间通过导轨连接，电机3安装在导轨上方且位于窗框1底角，电机3经传动机构连接栏杆窗扇2，控制栏杆窗扇2左右移动。所述导轨由外轨道、中轨道和内轨道构成，外轨道靠近散热窗，中轨道置于外轨道和内轨道之间，内轨道远离散热窗，其中中轨道整体宽度大于外轨道。传动机构包括第一齿轮组4、第二齿轮组和齿条8，栏杆窗扇2的底边内水平固定安装有齿条8，第二齿轮组置于第一齿轮组4和齿条8之间。所述第一齿轮组4包括齿轮A、齿轮B、齿轮C、齿轮D、齿轮E、输出轮和主动轮，主动轮为同轴固定在电机3的输出轴上的蜗杆，主动轮与齿轮A啮合，齿轮A与齿轮B同轴传动，齿轮B与齿轮C啮合，齿轮C与齿轮D同轴传动，齿轮D与齿轮E啮合，齿轮E与输出轮同轴传动，输出轮与第二齿轮组相啮合，第一齿轮组4实现电机3到第二齿轮组之间的减速，电机3和第一齿轮组4竖直固定在窗框1底角。所述第二齿轮组包括同轴齿轮组6和链条5，同轴齿轮组6安装于栏杆窗扇2底部且置于散热窗底角位置，输出轮经链条5连接同轴齿轮组6，同轴齿轮组6其中一端齿轮与齿条8啮合，相对齿轮与链条5啮合；同轴齿轮组6和输出轮两者轴线之间距离略大于栏杆窗扇2底部横边长度。

作为本实施方式进一步优选的，所述栏杆窗扇2的两外侧下部分别设有磁铁11，与磁铁11对应的在电机3内侧与窗框1内侧分别固定有磁感应开关10，在本发明中，磁感应开关10采用的是干簧管与磁铁11配合完成窗户开关的限位控制。栏杆窗扇2底部两端设有与中轨道接触的滚轮9。所述中轨道11和散热窗之间还设有调整机构，调整机构包括水平的调整螺栓7和固定板，调整螺栓7通过螺母71固定，调整螺栓7螺杆一端连接固定板，固定板与同轴齿轮组6轴端连接。固定板分为固定板a和固定板b，固定板a和固定板b之间留有距离，固定板b靠近同轴齿轮组6，固定板a与中轨道固定连接，固定板b可在中轨道中左右移动。固定板b通过调整螺栓7可改变固定板a和固定板b之间留有距离，即对同轴齿轮组6进行移动，可进一步调整链条5。为便于安装，电机3、减速装置4、链条5、同轴齿轮组6和调整螺栓7可以统一安装在一个箱体17内，安装传动装置时直接将箱体17装在中轨道11和窗框1的底角，箱体17同时还可以对中轨道11的两竖直边起到支撑作用。

电机3的正反转动作由控制部分经分控器控制，电机3带动主动轮转动，最后输出轮带动链条5滚动，链条5通过同轴齿轮组6带动齿条8水平滑动，齿条8进一步带动栏杆窗扇2滑动，当随着栏杆窗扇2完全打开或者关闭时，安装在栏杆窗扇2上的磁铁11将磁感应开关10吸合使其动作，并发送信号，分控器及时停止对电机3的驱动，使栏杆窗扇2停止运动。

所述检测装置通过数据线与控制系统连接，控制系统通过电源线与电机3相连接；控制装置是窗的总指挥，发出相应指令，控制电机3的运转；检测装置负责接收外部的信号，就如同人们的眼睛一样，当探测到有移动的物体进入它的控制范围，并触碰到散热窗时，它就给控制部分一个脉冲信号；电机3主要提供机械防护装置的主动力；当有动物接近散热窗并发生触碰时，红外探测传感器和压力膜传感器向控制装置发送脉冲信号，从而触发控制装置，控制装置启动电控部分，并通过电控部分内部设定好的程序大规模集成块，发出指令，控制电机3运转，电机3再通过机械部分完成关闭的动作。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.一种智能防护配电柜，配电柜的柜体上设有至少一个散热窗，其特征在于：所述散热窗包括散热窗本体、智能控制系统和防护装置，散热窗本体采用网状散热窗，智能控制系统安装在散热窗本体上，防护装置安装于柜体，智能控制系统控制防护装置开关状态；所述智能控制系统包括控制系统、检测装置和电控部分；其中检测装置安装于散热窗外侧，实时监测散热窗外侧是否存在动物；控制系统分别与检测部分、电控部分电性相连；

所述防护装置由机械防护装置和声控防护装置构成，机械防护装置内嵌于柜体，靠近散热窗位置，通过机械防护装置将外界和配电柜柜体内部隔开；声控防护装置安装于柜体外侧，置于散热窗上，用于通过声音驱散动物；

所述声控防护装置和机械防护装置存在优先级，声控防护装置优先级高于机械防护装置；仅红外探测传感器被触发，电控部分优先开启声控防护装置；红外探测传感器和压力膜传感器均被触发后，会向控制系统发出反馈信号，控制系统收到红外探测传感器和压力膜传感器的反馈信号后，控制系统控制电控部分执行开启机械防护装置和声控防护装置。

2.根据权利要求1所述的智能防护配电柜，其特征在于：所述控制系统、检测部分和电控部分整体采用嵌入式控制系统，控制系统采用51单片机、MSP430单片机或AVR单片机作为控制核心。

3.根据权利要求2所述的智能防护配电柜，其特征在于：所述声控防护装置包括照相机、临时存储单元、固定存储单元、配比单元和声控装置；照相机为微型照相机，照相机与临时存储单元的输入端相连，临时存储单元和固定存储单元的输出端连接至配比单元，配比单元输出端与声控装置相连，声控装置和照相机均安装在柜体外部且位于散热窗上方。

4.根据权利要求3所述的智能防护配电柜，其特征在于：所述固定存储单元中配置有图像预存单元和声音预存单元，图像预存单元中预存常见的动物图像；声音预存单元中预存图像存储中相对应的动物声音。

5.根据权利要求1所述的智能防护配电柜，其特征在于：所述机械防护装置包括窗框(1)、栏杆窗扇(2)、电机(3)、传动机构和导轨，窗框(1)内安装散热窗和栏杆窗扇(2)，栏杆窗扇(2)与散热窗前后相错，散热窗朝向配电柜柜体外侧，栏杆窗扇(2)朝向柜体内部，窗框(1)底部与栏杆窗扇(2)之间通过导轨连接，电机(3)安装在导轨上方且位于窗框(1)底角，电机(3)经传动机构连接栏杆窗扇(2)，控制栏杆窗扇(2)左右移动。

6.根据权利要求5所述的智能防护配电柜，其特征在于：所述导轨由外轨道、中轨道和内轨道构成，外轨道靠近散热窗，中轨道置于外轨道和内轨道之间，内轨道远离散热窗，其中中轨道整体宽度大于外轨道。

7.根据权利要求5所述的智能防护配电柜，其特征在于：所述传动机构包括第一齿轮组(4)、第二齿轮组和齿条(8)，栏杆窗扇(2)的底边内水平固定安装有齿条(8)，第二齿轮组置于第一齿轮组(4)和齿条(8)之间。