CN108918010A - 一种插紧件检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种插紧件检测装置及方法，其中，装置包括：探头，用于插入插紧件内；伺服电机，用于带动探头将所述插紧件在其行程范围内撑开；连接部，用于连接探头和伺服电机的输出端；电流传感器，接在伺服电机的主回路中，用于采集流过伺服电机的电流；控制器，用于控制伺服电机以预设转速转动预设圈数，并接收电流传感器采集的流过伺服电机的电流，并对电流进行记录和分析。本发明实施例提供的插紧件检测装置及方法，通过伺服电机带动插入插紧件中的探头移动，由于伺服电机在控制器的控制下以预设转速转动，使得流过伺服电机的电流会因插紧件对探头的压紧力不同，而出现变化。通过实验，可以得到压紧力符合要求的插紧件对应的伺服电机电流值，该电流值可以用于夹紧件的压紧力检测。

Description

一种插紧件检测装置及方法

技术领域

本发明涉及电力检修技术领域，具体涉及一种插紧件检测装置及方法。

背景技术

目前，1000V以下的开关柜多采用抽屉式开关柜，馈线回路的元器件安装于可以移动的“抽屉”中，一次回路的连接方式为插头连接方式。静触头固定在开关柜的分支母线上，动触头安装在“抽屉”上，使用弹簧钢压紧原理，使动触头与静触头保持接触良好。

但是在抽屉式开关柜的使用过程中，出现大量因动触头和静触头接触不良而导致的短路或火灾事故，究其原因是动触头上保持压紧力的弹簧钢在长期使用过程中发生金属疲劳，弹性减弱，引起压紧力不足，导致一次回路中的接触电阻增大，进而发热引起短路或火灾事故。

插紧件的压紧力不足时，将会导致接触点发热，热量会传递到弹簧钢，加速了弹簧钢的金属疲劳，形成恶性循环。

长期以来，用户很难对抽屉式开关柜抽屉插头的压紧力进行定量检测和判断，往往都是通过经验主观判断夹紧力是否满足要求，为装置安全稳定运行带来很大的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种插紧件检测装置及方法，以解决现有技术缺乏针对电气开关柜等设备中的插紧件压紧力检测技术的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种插紧件检测装置，包括：探头，用于插入插紧件内；伺服电机，用于带动所述探头将所述插紧件在其行程范围内撑开；连接部，用于连接所述探头和所述伺服电机的输出端；电流传感器，接在所述伺服电机的主回路中，用于采集流过所述伺服电机的电流；控制器，用于控制所述伺服电机以预设转速转动预设圈数，并接收所述电流传感器采集的流过所述伺服电机的电流，并对电流进行记录和分析。

本发明实施例提供的插紧件检测装置，通过伺服电机带动插入插紧件中的探头移动，由于伺服电机在控制器的控制下以预设转速转动，使得流过伺服电机的电流会因插紧件对探头的压紧力不同，而出现变化。通过实验，可以得到压紧力符合要求的插紧件对应的伺服电机电流值、伺服电机输出功率以及斜率，上述电流值、输出功率和斜率可以用于夹紧件的压紧力检测。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述探头包括平行设置的第一金属片和第二金属片。

本发明实施例提供的插紧件检测装置，通过设置包括两个金属片的探头，使得探头在伺服电机驱动下的移动过程中，可以对抗插紧件的压紧力，将插紧件撑开，以此检测插紧件的压紧力是否满足要求。

结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，所述连接部包括螺杆、用于将螺杆接在所述伺服电机输出端的联轴器，以及与所述螺杆枢接的第一螺母和第二螺母；当所述螺杆转动时，所述第一螺母沿所述螺杆朝向靠近所述伺服电机的方向移动，所述第二螺母沿所述螺杆朝向远离所述伺服电机的方向移动；所述第一螺母和所述第二螺母分别接所述第一金属片和所述第二金属片。

本发明实施例提供的插紧件检测装置，通过螺杆、第一螺母和第二螺母将伺服电机输出的转动力转化为带动第一金属片和第二金属片移动的驱动力，使第一金属片和第二金属片的移动方向相反，进而通过第一金属片和第二金属片将插紧件撑开。

结合第一方面第一实施方式，在第一方面第三实施方式中，所述插紧件检测装置还包括第二伺服电机；所述伺服电机用于带动所述第一金属片移出所述插紧件，所述第二伺服电机用于带动所述第二金属片移出所述插紧件。

本发明实施例提供的插紧件检测装置，通过设置两个伺服电机分别带动构成探头的两个金属片移动，以撑开插紧件并对插紧件的压紧力进行检测。

结合第一方面第三实施方式，在第一方面第四实施方式中，所述连接部包括第一齿轮和与所述第一齿轮啮合的第一齿条，以及第二齿轮和与所述第二齿轮啮合的第二齿条；所述第一齿条和所述第二齿条分别接所述第一金属片和所述第二金属片。

本发明实施例提供的插紧件检测装置，通过设置两套齿轮和齿条，分别将两个伺服电机输出的转动力转化为带动第一金属片和第二金属片移动的驱动力，从而使两个金属片移动，以撑开插紧件并对插紧件的压紧力进行检测。

结合第一方面第四实施方式，在第一方面第五实施方式中，所述第一齿轮枢接于所述伺服电机的输出端，所述第二齿轮枢接于所述第二伺服电机的输出端。

本发明实施例提供的插紧件检测装置，将两套齿轮和齿条分别与两个伺服电机的输出端相连，以分别将两个伺服电机输出的转动力转化为带动第一金属片和第二金属片移动的驱动力。

结合第一方面第五实施方式，在第一方面第六实施方式中，当所述第一齿轮和所述第二齿轮转动时，所述第一齿条和所述第二齿条的运行方向相反。

本发明实施例提供的插紧件检测装置，在两个伺服电机运行时，通过将两个齿条的运动方向设置为相反方向的运动，使得与两个齿条相连的两个金属片反向运动，以撑开插紧件并对插紧件的压紧力进行检测。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种插紧件检测方法，其特征在于，包括：将如第一方面或第一方面任一实施方式中所述的插紧件检测装置中的探头插入插紧件内；控制如第一方面或第一方面任一实施方式中所述的插紧件检测装置中的伺服电机以预设转速转动预设圈数；获取流过所述伺服电机的电流；根据流过所述伺服电机的电流，判断所述插紧件的压紧力是否不足。

本发明实施例提供的插紧件检测方法，通过控制伺服电机以预设转速转动预设圈数，带动探头撑开插紧件，插紧件对探头的压紧力不同会使流过伺服电机的电流出现变化。通过实验，可以得到压紧力符合要求的插紧件对应的伺服电机电流值、伺服电机输出功率以及斜率，上述电流值、伺服电机输出功率以及斜率可以作为阈值，用于夹紧件的压紧力检测。在插紧件的压紧力减小的情况下，探头移出该插紧件会比较容易，从而使伺服电机在较小的驱动电流下就能保持预设转速，进而使得伺服电机的电流能够反映插紧件的压紧力。在插紧件的压紧力未减小的情况下，探头移出该插紧件会比较困难，伺服电机需要以较大的电流的驱动以保持预设转速。

结合第二方面，在第二方面第一实施方式中，所述根据流过所述伺服电机的电流，判定所述插紧件的压紧力是否不足的步骤，包括：使用插紧件检测装置对一个全新插紧件进行初始化检测，初始化检测开始后，控制器控制伺服电机转动，当流过伺服电机主回路的电流变化率小于某特定数值时，伺服电机停止，视为金属片的位移已接近夹紧件的极限位置。按特定数值的采样周期，记录以上过程中电流的数值。分别对流过所述伺服电机的电流数据进行积分处理和微分处理，得到所述伺服电机的输出功率曲线和斜率变化曲线，作为该型号插紧件的标准曲线。储存在控制器内，便于用户后期调用；使用插紧件检测装置对已使用一段时间的插紧件进行检测，先使用控制器选择前期预设的插紧件型号，然后开始检测；计算所述输出功率曲线和所述斜率变化曲线分别与预存的功率曲线和预存的斜率变化曲线的差异，得到功率差异和斜率差异；当所述功率差异或所述斜率差异小于对应的阈值时，判定所述插紧件的压紧力不足。

本发明实施例提供的插紧件检测方法，通过对流过伺服电机的电流进行积分及微分处理，能够提高电流对压紧力不足的插紧件的识别准确率。由于将伺服电机以预设转速运行预设圈数的全过程的电流数据均加以利用，使得本发明实施例提供的插紧件检测方法的数据更为丰富，进而提高了插紧件检测的准确率。

结合第二方面第一实施方式，在第二方面第二实施方式中，在所述分别对流过所述伺服电机的电流数据进行积分处理和微分处理的步骤之前，还包括：计算所述电流的曲线与预存的电流曲线的差异，得到电流差异；当所述电流差异小于电流阈值时，判定所述插紧件的压紧力不足。

本发明实施例提供的插紧件检测方法，首先直接利用流过伺服电机的电流数据对插紧件的压紧力进行检测，能够快速识别压紧力显著不足的插紧件，有利于提高插紧件的检测效率。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了本发明实施例中的一种插紧件检测装置的一个具体示例的结构示意图；

图2示出了本发明实施例中的另一种插紧件检测装置的一个具体示例的结构示意图；

图3示出了本发明实施例中的一种插紧件检测方法的一个具体示例的流程图；

图4示出了本发明实施例中的另一种插紧件检测方法的一个具体示例的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种插紧件检测装置，如图1所示，该插紧件检测装置可以包括：探头1、伺服电机2、连接部3、电流传感器4以及控制器5。其中，探头1用于插入插紧件内；伺服电机2用于带动探头1移出插紧件；连接部3用于连接探头1和伺服电机2的输出端；电流传感器4接在伺服电机2的主回路中，用于采集流过伺服电机2的电流；控制器5用于控制伺服电机2以预设转速转动预设圈数，并接收电流传感器4采集的流过伺服电机2的电流。

在一具体实施方式中，如图1所示，探头1可以由平行设置的第一金属片11和第二金属片12构成，上述两个金属片在伺服电机的作用下，可以将插紧件撑开。

在另一具体实施方式中，如图1所示，连接部3可以包括螺杆31、用于将螺杆31接在伺服电机2输出端的联轴器32，以及与螺杆31枢接的第一螺母33和第二螺母34。当螺杆31在伺服电机2的带动下转动时，第一螺母33沿螺杆31朝向靠近伺服电机2的方向移动，第二螺母34沿螺杆31朝向远离伺服电机2的方向移动。第一螺母33和第二螺母34分别接第一金属片11和第二金属片12。

本发明实施例还提供了另一种插紧件检测装置，如图2所示，该插紧件检测装置包括如图1所示的探头1、伺服电机2、电流传感器4以及控制器5，为避免重复，在此不再赘述。图2所示的插紧件检测装置还可以包括第二伺服电机6。在图2所示的插紧件检测装置中，第二伺服电机6用于带动第二金属片12移出插紧件，伺服电机2用于带动第一金属片11移出插紧件。

为了将伺服电机2和第二伺服电机6输出的转动传送至由第一金属片11和第二金属片12构成的探头1，在一具体实施方式中，如图2所示，连接部3可以包括第一齿轮35和与第一齿轮35啮合的第一齿条36，以及第二齿轮37和与第二齿轮37啮合的第二齿条38。第一齿条35和第二齿条38分别接第一金属片11和第二金属片12。具体的，第一齿轮枢35接于伺服电机2的输出端，第二齿轮37枢接于第二伺服电机6的输出端。当第一齿轮35和第二齿轮37分别在伺服电机2和第二伺服电机6的带动下转动时，第一齿条36和第二齿条38的运行方向相反，从而通过第一齿条36和第二齿条38可以带动第一金属片11和第二金属片12将插紧件撑开。

本发明实施例提供的插紧件检测装置，通过伺服电机带动插入插紧件中的探头移动，由于伺服电机在控制器的控制下以预设转速转动，使得流过伺服电机的电流会因插紧件对探头的压紧力不同，而出现变化。通过实验，可以得到压紧力符合要求的插紧件对应的伺服电机电流值，该电流值可以用于夹紧件的压紧力检测。为了使用户实时掌握在插紧件压紧力检测过程中，流过伺服电机的电流值，还可以在图1或图2所述的插紧件检测装置中增设显示屏，以显示流过伺服电机的电流值，或者在流过伺服电机的电流值过大时，向客户发出告警信号。

本发明实施例还提供了一种插紧件检测方法，如图3所示，该插紧件检测方法可以包括：

步骤S101：将如图1或图2所述的插紧件检测装置中的探头插入插紧件内。

步骤S102：控制如图1或图2所述的插紧件检测装置中的伺服电机以预设转速转动预设圈数。通过控制伺服电机以预设转速转动预设圈数，带动探头撑开插紧件，插紧件对探头的压紧力不同会使流过伺服电机的电流出现变化。

步骤S103：获取流过伺服电机的电流。通过实验，可以得到压紧力符合要求的插紧件对应的伺服电机电流值，该电流值可以作为电流阈值，用于夹紧件的压紧力检测。

步骤S104：根据流过伺服电机的电流，判断插紧件的压紧力是否不足。当插紧件的压紧力不足时，执行步骤S105；当插紧件的压紧力充足时，不执行任何操作。

在一具体实施方式中，如图4所示，可以通过以下几个子步骤实现步骤S104的过程：

步骤S1041：计算电流的曲线与预存的电流曲线的差异，得到电流差异。

步骤S1042：判断电流差异是否小于电流阈值。当电流差异小于电流阈值时，执行步骤S1044；当电流差异不小于电流阈值时，执行步骤S1043。

步骤S1043：判定插紧件的压紧力不足。

步骤S1044：分别对流过伺服电机的电流数据进行积分处理和微分处理，得到伺服电机的输出功率曲线和斜率变化曲线。

步骤S1045：计算输出功率曲线和斜率变化曲线分别与预存的功率曲线和预存的斜率变化曲线的差异，得到功率差异和斜率差异。

步骤S1046：判断功率差异是否小于功率阈值。当功率差异小于功率阈值时，执行步骤S1047；当功率差异不小于功率阈值时，执行步骤S1043。

步骤S1047：判断斜率差异是否小于斜率阈值。当斜率差异小于斜率阈值时，不执行任何操作；当功率差异不小于功率阈值时，执行步骤S1043。

可选的，在S1043判定插紧件的压紧力不足的步骤之后，还可以增设以下步骤：

步骤S1048：生成告警信息。在判定插紧件的压紧力不足的情况下，通过告警信息能够提示用户更换插紧件，从而避免因插紧件松动造成的电气安全事故。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种插紧件检测装置，其特征在于，包括：

探头，用于插入插紧件内；

伺服电机，用于带动所述探头将所述插紧件在其行程范围内撑开；

连接部，用于连接所述探头和所述伺服电机的输出端；

电流传感器，接在所述伺服电机的主回路中，用于采集流过所述伺服电机的电流；

控制器，用于控制所述伺服电机以预设转速转动预设圈数，并接收所述电流传感器采集的流过所述伺服电机的电流，并对电流进行记录和分析。

2.根据权利要求1所述的插紧件检测装置，其特征在于，所述探头包括平行设置的第一金属片和第二金属片。

3.根据权利要求2所述的插紧件检测装置，其特征在于，所述连接部包括螺杆、用于将螺杆接在所述伺服电机输出端的联轴器，以及与所述螺杆枢接的第一螺母和第二螺母；

当所述螺杆转动时，所述第一螺母沿所述螺杆朝向靠近所述伺服电机的方向移动，所述第二螺母沿所述螺杆朝向远离所述伺服电机的方向移动；

所述第一螺母和所述第二螺母分别接所述第一金属片和所述第二金属片。

4.根据权利要求2所述的插紧件检测装置，其特征在于，所述插紧件检测装置还包括第二伺服电机；所述伺服电机用于带动所述第一金属片移出所述插紧件，所述第二伺服电机用于带动所述第二金属片移出所述插紧件。

5.根据权利要求4所述的插紧件检测装置，其特征在于，所述连接部包括第一齿轮和与所述第一齿轮啮合的第一齿条，以及第二齿轮和与所述第二齿轮啮合的第二齿条；

所述第一齿条和所述第二齿条分别接所述第一金属片和所述第二金属片。

6.根据权利要求5所述的插紧件检测装置，其特征在于，所述第一齿轮枢接于所述伺服电机的输出端，所述第二齿轮枢接于所述第二伺服电机的输出端。

7.根据权利要求6所述的插紧件检测装置，其特征在于，当所述第一齿轮和所述第二齿轮转动时，所述第一齿条和所述第二齿条的运行方向相反。

8.一种插紧件检测方法，其特征在于，包括：

将如权利要求1至7所述的插紧件检测装置中的探头插入插紧件内；

控制如权利要求1至7所述的插紧件检测装置中的伺服电机以预设转速转动预设圈数；

获取流过所述伺服电机的电流；

根据流过所述伺服电机的电流，判断所述插紧件的压紧力是否不足。

9.根据权利要求8所述的插紧件检测方法，其特征在于，所述根据流过所述伺服电机的电流，判定所述插紧件的压紧力是否不足的步骤，包括：

使用插紧件检测装置对一个全新插紧件进行初始化检测，初始化检测开始后，控制器控制伺服电机转动，当流过伺服电机主回路的电流变化率小于某特定数值时，伺服电机停止，视为金属片的位移已接近夹紧件的极限位置。

按特定数值的采样周期，记录以上过程中电流的数值。

分别对流过所述伺服电机的电流数据进行积分处理和微分处理，得到所述伺服电机的输出功率曲线和斜率变化曲线，作为该型号插紧件的标准曲线。储存在控制器内，便于用户后期调用；

使用插紧件检测装置对已使用一段时间的插紧件进行检测，先使用控制器选择前期预设的插紧件型号，然后开始检测。

计算所述输出功率曲线和所述斜率变化曲线分别与预存的功率曲线和预存的斜率变化曲线的差异，得到功率差异和斜率差异；

当所述功率差异或所述斜率差异小于对应的阈值时，判定所述插紧件的压紧力不足。

10.根据权利要求9所述的插紧件检测方法，其特征在于，在所述分别对流过所述伺服电机的电流数据进行积分处理和微分处理的步骤之前，还包括：

计算所述电流的曲线与预存的电流曲线的差异，得到电流差异；

当所述电流差异小于电流阈值时，判定所述插紧件的压紧力不足。