CN107399695A - 一种屏柜电气板上板装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种屏柜电气板上板装置，包括支架、力臂、升降机构及用于抓取电气板的抓取机构，抓取机构安装于支架上，力臂一端与支架铰接并使支架可在电气板的重力作用下绕力臂旋转，力臂另一端与升降机构固定连接。本发明还提供了该屏柜电气板上板装置的上板方法，包括以下步骤：步骤一：抓取机构抓取电气板；步骤二：升降机构带动力臂上升，支架及电气板随力臂上升过程中在重力作用下绕力臂旋转至竖直状态；步骤三：升降机构将竖直状态的电气板运送至柜体内安装位置；步骤四：将电气板安装于柜体内；步骤五：抓取机构释放电气板，升降机构带动抓取机构退出柜体。本发明具有结构可靠，操作方便，能大幅度降低劳动强度，提高装配效率等优点。

Description

一种屏柜电气板上板装置及方法

技术领域

本发明涉及风力发电机组电气控制屏柜，尤其涉及一种屏柜电气板上板装置及方法。

背景技术

在风力发电机组的电气部件中，有多种不同规格的电气控制屏柜，例如机舱控制柜、轮毂控制柜、塔基柜等。电气控制屏柜一般由柜体及电气板两大部分组成，电气板用来安装基本电气元器件、线槽等，再按照工艺要求进行电气布线，然后通过螺栓等将电气板固定在柜体内。

目前，电气屏柜特别是大屏柜柜体装配制作时，比较普遍的方法就是先将电气板从柜体内拆卸下来，摆放在工作台上，然后按工艺要求，在电气板上进行电器元件、接线端子及线槽等部件的安装，再进行布线，布线工序完成之后，因电气板上安装有电器元件及导线，整个电气板的重量会数倍增加，受屏柜柜体空间的限制，人工根本无法将电气板安装到电气屏柜内。常用的安装方法是操作天车将电气板的上端缓缓吊起，待电气板处于自然垂直状态后，控制天车将电气板缓慢移至电气屏柜内，移至合适位置时，天车吊钩缓缓下降，再用螺栓将电气板固定在屏柜柜体内，最后取下天车吊钩。整个过程至少需要三人操作，即一人操作天车，两人协助固定电气板，操作起来既不方便，又存在一定的安全隐患，且工作效率极低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构可靠，操作方便，能大幅度降低劳动强度，提高装配效率的屏柜电气板上板装置。

本发明进一步提供一种上述屏柜电气板上板装置的上板方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种屏柜电气板上板装置，包括支架、力臂、升降机构及用于抓取电气板的抓取机构，所述抓取机构安装于所述支架上，所述力臂一端与所述支架铰接并使支架可在电气板的重力作用下绕力臂旋转，所述力臂另一端与所述升降机构固定连接。

一种上述的屏柜电气板上板装置的上板方法，包括以下步骤：

步骤一：抓取机构抓取电气板；

步骤二：升降机构带动力臂上升，支架及电气板随力臂上升过程中在重力作用下绕力臂旋转至竖直状态；

步骤三：升降机构将竖直状态的电气板运送至柜体内安装位置；

步骤四：将电气板安装于柜体内；

步骤五：抓取机构释放电气板，升降机构带动抓取机构退出柜体。

作为上述技术方案的进一步改进：所述抓取机构包括抓取组件，所述抓取组件包括支撑筒、旋转杆及操作手柄，所述支撑筒上端固定于所述支架上，支撑筒下端与电气板相抵，所述旋转杆贯穿所述支撑筒，旋转杆下端设有偏心布置的卡爪部，所述卡爪部位于电气板上的安装孔中，旋转杆上端与所述操作手柄相连。

一种上述的屏柜电气板上板装置的上板方法，包括以下步骤：

步骤一：抓取机构抓取电气板：旋转操作手柄，使旋转杆下端的卡爪部卡在电气板下方避免从安装孔脱出；

步骤二：升降机构带动力臂上升，支架及电气板随力臂上升过程中在重力作用下绕力臂旋转至竖直状态；

步骤三：升降机构将竖直状态的电气板运送至柜体内安装位置；

步骤四：将电气板安装于柜体内；

步骤五：抓取机构释放电气板：旋转操作手柄至初始位置，使旋转杆下端的卡爪部可从电气板上的安装孔脱出，升降机构带动抓取机构退出柜体。

作为上述技术方案的进一步改进：所述支架为三角形架，所述抓取组件设有三组并分别布置于所述支架的三角处，所述支架的中心与所述力臂铰接。

作为上述技术方案的进一步改进：所述支架上开设有三个用于增加支架刚性的通孔。

作为上述技术方案的进一步改进：所述支撑筒经过调质处理，调质硬度为HB200～260。

作为上述技术方案的进一步改进：所述旋转杆下端经过调质处理、调质硬度为HB220～300，以及表面淬火处理HRC40～60。

作为上述技术方案的进一步改进：所述操作手柄包括锁套及与锁套相连的手柄，所述锁套的直径大于所述支撑筒的直径，所述锁套与所述旋转杆键连接。

作为上述技术方案的进一步改进：所述支架上安装有一对轴承底座，各轴承底座上均安装有轴承座，两所述轴承座之间设有转轴，所述力臂与所述转轴相连。

与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明公开的屏柜电气板上板装置，利用抓取机构实现对电气板在安装之前的抓取、固定，抓取机构安装于支架上，支架与力臂一端铰接并可在抓取机构抓取电气板之后在电气板的重力作用下绕铰接处旋转，力臂另一端与升降机构固定连接，结构简单、可靠；随着升降机构的上升，质量较重的电气板在自身重力作用下旋转至竖直状态（或安装状态），然后升降机构将竖直状态的电气板运送至柜体的安装位置，电气板完成安装之后，抓取机构释放电气板，升降机构带动抓取机构退出柜体，操作非常方便，电气板上柜过程无需多人配合，可减少操作人员数量，大幅度降低劳动强度，提高电气板的装配效率。

本发明公开的屏柜电气板上板装置的上柜方法，步骤简单，效率高。

附图说明

图1是本发明屏柜电气板上板装置的立体结构示意图。

图2是本发明屏柜电气板上板装置的主视结构示意图。

图3是本发明屏柜电气板上板装置的俯视结构示意图。

图4是本发明中的抓取组件的结构示意图。

图5是本发明中的旋转杆的结构示意图。

图6是图5中的A-A视图（放大）。

图7是图5中的B-B视图（放大）。

图8是本发明中的锁套的结构示意图。

图中各标号表示：

1、支架；11、通孔；12、轴承底座；13、轴承座；14、转轴；2、抓取机构；21、支撑筒；211、定位凸环；22、旋转杆；221、卡爪部；23、操作手柄；231、锁套；232、手柄；3、力臂；4、升降机构；41、端板；5、键槽；6、锁紧螺母；10、电气板；101、安装孔。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例一

图1至图3示出了本发明的一种实施例，本实施例的屏柜电气板上板装置，包括支架1、力臂3、升降机构4及用于抓取电气板10的抓取机构2，抓取机构2安装于支架1上，力臂3一端与支架1铰接并使支架1可在电气板10的重力作用下绕力臂3旋转，即抓取机构2抓取电气板10之后，力臂3对于支架1的作用力与支架1、电气板10整体的重力不在同一条直线上，力臂3另一端与升降机构4固定连接。其中，升降机构4采用车间常见的电动升降叉车，附图中仅示出固定连接于电动升降叉车的叉架上的端板41，力臂3与端板41焊接固定，并于力臂3上下两侧焊接加强筋板，提升力臂3与端板41之间的结构强度，在其他实施例中也可采用其他部件或组件，能够实现力臂3的升降即可；抓取机构2也可采用吸盘、机械手等。

该屏柜电气板上板装置，利用抓取机构2实现对电气板10在安装之前的抓取、固定，抓取机构2安装于支架1上，支架1与力臂3一端铰接并可在抓取机构3抓取电气板10之后在电气板10的重力作用下绕铰接处旋转，力臂3另一端与升降机构4固定连接，结构简单、可靠；随着升降机构4的上升，质量较重的电气板10在自身重力作用下旋转至竖直状态（或安装状态），然后升降机构4将竖直状态的电气板10运送至柜体的安装位置，电气板10完成安装之后，抓取机构2释放电气板10，升降机构4带动抓取机构2退出柜体，操作非常方便，电气板10上柜过程无需多人配合，可减少操作人员数量，大幅度降低劳动强度，提高电气板10的装配效率。

上述的屏柜电气板上板装置的上板方法，包括以下步骤：

步骤一：抓取机构2抓取电气板10；

步骤二：升降机构4带动力臂3上升，支架1及电气板10随力臂3上升过程中在重力作用下绕力臂3旋转至竖直状态；

步骤三：升降机构4将竖直状态的电气板10运送至柜体内安装位置。本实施例中，通过电动升降叉车的移动将竖直状态的电气板10运送至柜体内安装位置；在其他实施例中，当采用其他升降机构4时，也可保持升降机构4本身不动，而在升降机构4上设置水平伸缩机构，同样可以实现将竖直状态的电气板10运送至柜体内安装位置

步骤四：将电气板10安装于柜体内；

步骤五：抓取机构2释放电气板10，升降机构4带动抓取机构2退出柜体。

该方法，步骤简单，操作方便，所需操作人员数量少，可大大提高电气板10的装配效率。

实施例二

图4至图8示出了本发明的另一种实施例，作为进一步优选的技术方案，本实施例中，抓取机构2包括抓取组件，抓取组件包括支撑筒21、旋转杆22及操作手柄23，支撑筒21上端固定于支架1上，支撑筒21下端与电气板10相抵，旋转杆22贯穿支撑筒21，旋转杆22下端设有偏心布置的卡爪部221，卡爪部221位于电气板10上的安装孔101中，旋转杆22上端与操作手柄23相连。其中，支撑筒21用于支撑、固定住电气板10，保持电气板10与支架1之间的相对位置，以及安装旋转杆22，便于旋转杆22的旋转操作；为了便于旋转杆22的装配和旋转，旋转杆22与支撑筒21之间具有0.05至0.1mm的间隙。该抓取组件为纯机械式结构，相比上述的机械手、真空吸盘等，其结构简单、成本低，可靠性极高，且抓取、释放快速，操作非常方便。

相应地，本实施例的屏柜电气板上板装置的上板方法，包括以下步骤：

步骤一：抓取机构2抓取电气板10：旋转操作手柄23，使旋转杆22下端的卡爪部221卡在电气板10下方避免从安装孔101脱出；其中，安装孔101为电气板10已有的，无需重新开孔，避免破坏电气板10的结构。

步骤二：升降机构4带动力臂3上升，支架1及电气板10随力臂3上升过程中在重力作用下绕力臂3旋转至竖直状态；

步骤三：升降机构4将竖直状态的电气板10运送至柜体内安装位置；

步骤四：将电气板10安装于柜体内；

步骤五：抓取机构2释放电气板10：旋转操作手柄23至初始位置，使旋转杆22下端的卡爪部221可从电气板10上的安装孔101脱出，升降机构4带动抓取机构2退出柜体。

更进一步地，本实施例中，支架1为三角形架，抓取组件设有三组并分别布置于支架1的三角处，支架1的中心与力臂3铰接。其中，支撑筒21上端设置有定位凸环211并于定位定位凸环211上方设置锁紧螺母6，支撑筒21穿设于支架1上并通过定位凸环211和锁紧螺母6实现固定。采用三角形的支架1，抓取组件设有三组并分别布置于支架1的三角处，一方面可减少支架1的自重，另一方面有利于保持质量较重的电气板10在旋转、移动过程中的稳定性；支架1的中心与力臂3铰接，也即力臂3对于支架1向上的作用力与支架1本身的重力在同一条直线上，在抓取机构2未抓取电气板10时（例如从柜体内退出时、装配不同工件台上的电气板10时）能保持良好的平衡，便于支架1的转运。

更进一步地，本实施例中，支架1上开设有三个用于增加支架1刚性的通孔11，三个通孔11中心的连线构成的三角形与支架1的三角形为相似三角形。通孔11在增加支架1刚性的同时，也减轻了支架1的自重。

本实施例中，支撑筒21经过调质处理，调质硬度为HB200～260。如前所述，支撑筒21为主要的受力件，故需要进行调质处理，从而满足结构强度的要求。

本实施例中，旋转杆22下端经过调质处理、调质硬度为HB220～300，以及表面淬火处理HRC40～60。因旋转杆22下端的卡爪部221承载质量较重的电气板10，故需要进行调质处理和表面淬火处理，从而满足结构强度的要求。

本实施例中，操作手柄23包括锁套231及与锁套231相连的手柄232，锁套231的直径大于支撑筒21的直径，以避免旋转杆22下滑，锁套31与旋转杆22键连接。其中，键优选采用平键，旋转杆22上及锁套231内壁均设置键槽5，旋转杆22于键槽5上方还设有锁紧螺母6；锁套231上设置螺纹孔，手柄232上设置相配合的外螺纹。组装抓取组件时，可将旋转杆22从支撑筒21下端穿入，穿过支撑筒21后在旋转杆22上端的键槽5内安装传动用的平键，然后将锁套231内壁的键槽对准平键套装在旋转杆22上，再利用锁紧螺母6锁紧，最后将手柄232与锁套231拧紧，此时扳动手柄232，旋转杆22及其上的卡爪部221也将随之转动，因卡爪部221为偏心结构，在旋转过程中可实现卡入电气板10的背面或脱出。

本实施例中，支架1上安装有一对轴承底座12，各轴承底座12上均安装有轴承座13，两轴承座13之间设有转轴14，力臂3与转轴14相连。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种屏柜电气板上板装置，其特征在于：包括支架（1）、力臂（3）、升降机构（4）及用于抓取电气板（10）的抓取机构（2），所述抓取机构（2）安装于所述支架（1）上，所述力臂（3）一端与所述支架（1）铰接并使支架（1）可在电气板（10）的重力作用下绕力臂（3）旋转，所述力臂（3）另一端与所述升降机构（4）固定连接。

2.根据权利要求1所述的屏柜电气板上板装置，其特征在于：所述抓取机构（2）包括抓取组件，所述抓取组件包括支撑筒（21）、旋转杆（22）及操作手柄（23），所述支撑筒（21）上端固定于所述支架（1）上，支撑筒（21）下端与电气板（10）相抵，所述旋转杆（22）贯穿所述支撑筒（21），旋转杆（22）下端设有偏心布置的卡爪部（221），所述卡爪部（221）位于电气板（10）上的安装孔（101）中，旋转杆（22）上端与所述操作手柄（23）相连。

3.根据权利要求2所述的屏柜电气板上板装置，其特征在于：所述支架（1）为三角形架，所述抓取组件设有三组并分别布置于所述支架（1）的三角处，所述支架（1）的中心与所述力臂（3）铰接。

4.根据权利要求3所述的屏柜电气板上板装置，其特征在于：所述支架（1）上开设有用于增加支架（1）刚性的通孔（11）。

5.根据权利要求2或3或4所述的屏柜电气板上板装置，其特征在于：所述支撑筒（21）经过调质处理，调质硬度为HB200～260。

6.根据权利要求2或3或4所述的屏柜电气板上板装置，其特征在于：所述旋转杆（22）下端经过调质处理、调质硬度为HB220～300，以及表面淬火处理HRC40～60。

7.根据权利要求2或3或4所述的屏柜电气板上板装置，其特征在于：所述操作手柄（23）包括锁套（231）及与锁套（231）相连的手柄（232），所述锁套（231）的直径大于所述支撑筒（21）的直径，所述锁套（231）与所述旋转杆（22）键连接。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的屏柜电气板上板装置，其特征在于：所述支架（1）上安装有一对轴承底座（12），各轴承底座（12）上均安装有轴承座（13），两所述轴承座（13）之间设有转轴（14），所述力臂（3）与所述转轴（14）相连。

9.一种权利要求1至8中任一项所述的屏柜电气板上板装置的上板方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：抓取机构（2）抓取电气板（10）；

步骤二：升降机构（4）带动力臂（3）上升，支架（1）及电气板（10）随力臂（3）上升过程中在重力作用下绕力臂（3）旋转至竖直状态；

步骤三：升降机构（4）将竖直状态的电气板（10）运送至柜体内安装位置；

步骤四：将电气板（10）安装于柜体内；

步骤五：抓取机构（2）释放电气板（10），升降机构（4）带动抓取机构（2）退出柜体。

10.一种权利要求2至8中任一项所述的屏柜电气板上板装置的上板方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：抓取机构（2）抓取电气板（10）：旋转操作手柄（23），使旋转杆（22）下端的卡爪部（221）卡在电气板（10）下方避免从安装孔（101）脱出；

步骤二：升降机构（4）带动力臂（3）上升，支架（1）及电气板（10）随力臂（3）上升过程中在重力作用下绕力臂（3）旋转至竖直状态；

步骤三：升降机构（4）将竖直状态的电气板（10）运送至柜体内安装位置；

步骤四：将电气板（10）安装于柜体内；

步骤五：抓取机构（2）释放电气板（10）：旋转操作手柄（23）至初始位置，使旋转杆（22）下端的卡爪部（221）可从电气板（10）上的安装孔（101）脱出，升降机构（4）带动抓取机构（2）退出柜体。