CN110011083B - 一种可自动控制的便携式短路接地装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出的本发明提出的一种可自动控制的便携式短路接地装置，V型夹上安装有Z轴激光测距元件，用于检测V型夹与位于其上方的目标物之间的垂直距离；两个动触头上分别安装有X轴激光传发生器和X轴激光接收器；控制模块分别连接第一驱动机构、夹紧驱动机构、第二驱动机构、水平旋转机构、Z轴激光测距元件、X轴激光传发生器和X轴激光接收器。本发明中，通过激光定位对动触头上升行程进行导向，通过激光感应对夹紧位置进行选取，配置多维度驱动机构，可实现对动触头位置的遥控微调。
Description
技术领域
本发明涉及电气作业技术领域，尤其涉及一种可自动控制的便携式短路接地装置。
背景技术
常规使用的便携式短路接地装置，在进行操作时，桅杆的上升高度往往依靠人为目测进行判断，可靠性差，动触头对导体的夹取行程控制也是依靠人为目测，动触头无法调节，动触头的加紧程度不易控制，导致常规的便携式短路接地装置在实际使用时具有很大的局限性。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种可自动控制的便携式短路接地装置。
本发明提出的一种可自动控制的便携式短路接地装置，包括：垂直伸缩杆、第一驱动机构、V型夹、夹紧驱动机构、第二驱动机构、水平旋转机构、接地线和控制模块；
夹紧驱动机构、第二驱动机构和水平旋转机构均安装在垂直伸缩杆的顶端；第二驱动机构和水平旋转机构分别连接夹紧驱动机构，并分别用于驱动夹紧驱动机构水平位移和水平旋转；
V型夹开口朝上的安装在夹紧驱动机构上，驱动夹紧驱动机构水平位移或者水平旋转过程中，V型夹与驱动夹紧驱动机构同步运动；夹紧驱动机构用于驱动V型夹开合；V型夹的两个夹紧臂的顶部分别设有一个动触头，V型夹合拢过程中用于带动两个动触头相向运动；
V型夹上安装有Z轴激光测距元件，用于检测V型夹与位于其上方的目标物之间的垂直距离；两个动触头上分别安装有X轴激光传发生器和X轴激光接收器；
接地线一端与任一个动触头导电连接，另一端接地；
控制模块分别连接第一驱动机构、夹紧驱动机构、第二驱动机构、水平旋转机构、Z轴激光测距元件、X轴激光传发生器和X轴激光接收器；控制模块用于根据Z轴激光测距元件的检测值控制第一驱动机构驱动垂直伸缩杆伸展，并用于根据X轴激光传发生器和X轴激光接收器的通信控制第二驱动机构和水平旋转机构工作以调整动触头水平位置，还用于根据X轴激光传发生器和X轴激光接收器的通信控制夹紧驱动机构驱动V型夹夹紧。
优选的，垂直伸缩杆为气动伸缩杆，第一驱动机构为出气口与气动伸缩杆进气口连通的电动气泵；或者，垂直伸缩杆由多个垂直叠加的气缸组成，相邻的两个气缸中位于上方的气缸安装在下方气缸的输出轴上，且相邻的两个气缸相连通；第一驱动机构为出气口与任一个气缸进气口连通的电动气泵。
优选的，V型夹上还安装有用于测试V型夹夹紧程度的夹紧测试元件，控制模块与夹紧测试元件连接，用于根据加紧测试元件的测试结果控制夹紧驱动机构工作；夹紧测试元件采用安装在夹紧臂上测试两个夹紧臂之间的压力的压力传感器，或者采用用于测试两个夹紧臂之间夹角的角度传感器。。
优选的，夹紧驱动机构包括折叠杆和夹紧动力源，V型夹安装在夹紧动力源上，折叠杆的两端分别与V型夹的两个夹紧臂铰接，夹紧动力源与折叠杆连接，用于通过驱动折叠杆形变带动V型夹开合；控制模块与夹紧动力源连接用于控制其工作；
夹紧动力源采用电动气缸，其输出轴与折叠杆中部连接；或者，加紧动力源采用伺服电机，夹紧驱动机构还包括传动杆和齿轮，齿轮安装在夹紧动力源的输出轴上并同步转动，传动杆上下滑动地垂直安装在加紧动力源上，传动杆上设有与齿轮啮合的齿条，传动杆顶端与折叠杆中部连接。
优选的，V型夹上还安装有水平设置的托杆；托杆为伸缩杆，其两端分别连接V型夹的两个夹紧臂，Z轴激光测距元件安装在托杆上。
优选的，垂直伸缩杆的顶端安装有工作平台，夹紧动力源、第二驱动机构和水平旋转机构均安装在工作平台上。
优选的，水平旋转机构采用伺服电机；夹紧动力源安装在水平旋转机构的输出轴上并与水平旋转机构的输出轴同轴设置并同步转动。
优选的，第二驱动机构包括水平动力源和水平推杆，水平推杆水平滑动的安装在工作平台上；水平动力源的输出轴通水平推杆与水平旋转机构连接，水平动力源用于通过水平推杆带动夹紧动力源在工作平台上水平位移；
水平动力源采用伺服电机，水平动力源的输出轴与水平推杆上设置的齿条啮合；或者，水平动力源有电动气泵和气缸组成，电动气泵用于向气缸供气，气缸的输出轴作为水平动力源的输出轴与水平推杆连接。
优选的，工作平台上位于夹紧动力源移动轨迹远离水平动力源的一侧设有导向座，水平推杆远离水平动力源的一侧插入导向座并与导向座滑动连接。
优选的，工作平台上还安装有摄像头，摄像头用于拍摄工作平台上方包括有动触头的画面，控制模块与摄像头连接，用于根据摄像头拍摄的画面上动触头与待接地导体的距离控制第二驱动机构和水平旋转机构工作。
本发明提出的一种可自动控制的便携式短路接地装置，通过控制模块、Z轴激光测距元件、X轴激光发生器和X轴激光接收器的结合，可通过第一驱动机构驱动垂直伸缩杆实现动触头垂直位置的自动调节，并可通过第二驱动机构和水平旋转机构对动触头的水平位置进行微调，从而实现动触头位置的自动调节，智能控制动触头与待接地导体的连接，实现了现有的短路接地装置的智能化改造，降低了人员劳动强度，并提高了作业安全程度。
本发明中，通过激光定位对动触头上升行程进行导向，通过激光感应对夹紧位置进行选取，配置多维度驱动机构，可实现对动触头位置的遥控微调。
本发明提出的一种可自动控制的便携式短路接地装置，作业范围小、便于携带、安全可靠、大大提高便携式短路接地装置的实用性，且作业成本低廉。
附图说明
图1为本发明提出的一种可自动控制的便携式短路接地装置结构图。
图示：垂直伸缩杆1、第一驱动机构2、V型夹3、夹紧驱动机构4、折叠杆4-1、夹紧动力源4-2、第二驱动机构5、水平动力源5-1、水平推杆5-2、水平旋转机构6、接地线7、控制模块8、Z轴激光测距元件9、X轴激光传发生器10、X轴激光接收器11、夹紧测试元件12、托杆13、工作平台14、导向座15、电磁阀16、动触头17、、、、、
待接地导体A
具体实施方式
参照图1，本发明提出的一种可自动控制的便携式短路接地装置，包括：垂直伸缩杆1、第一驱动机构2、V型夹3、夹紧驱动机构4、第二驱动机构5、水平旋转机构6、接地线7和控制模块8。
夹紧驱动机构4、第二驱动机构5和水平旋转机构6均安装在垂直伸缩杆1的顶端。第二驱动机构5和水平旋转机构6分别连接夹紧驱动机构4，并分别用于驱动夹紧驱动机构4水平位移和水平旋转。
V型夹3开口朝上的安装在夹紧驱动机构4上，驱动夹紧驱动机构4水平位移或者水平旋转过程中，V型夹3与驱动夹紧驱动机构4同步运动。如此，通过第二驱动机构5和水平旋转机构6可分别驱动V型夹3水平移动和水平旋转。夹紧驱动机构4用于驱动V型夹3开合。V型夹3的两个夹紧臂的顶部分别设有一个动触头17，V型夹3合拢过程中用于带动两个动触头17相向运动以夹紧目标物。本实施方式中，通过两个动触头17相向运动以夹紧待接地导体A，实现带接地导体与动触头17的导电连接。
V型夹3上安装有Z轴激光测距元件9，用于检测V型夹3与位于其上方的目标物之间的垂直距离。两个动触头17上分别安装有X轴激光传发生器10和X轴激光接收器11。
如此，当该短路接地装置安装在待接地导体A下方，通过Z周激光测距元件可测得动触头17与待接地导体A之间的垂直距离，从而通过第一驱动机构2驱动垂直伸缩杆1伸展，使得动触头17在垂直方向上抵达待接地导体A；然后根据X轴激光传发生器10和X轴激光接收器11通信和第二驱动机构5以及水平旋转机构6调整动触头17，使得待接地导体A位于动触头17之间；最后通过夹紧驱动机构4驱动V型夹3合拢，使得两个动触头17从两侧夹持待接地导体A。
接地线7一端与任一个动触头17导电连接，另一端接地。如此，当动触头17夹持待接地导体A后，待接地导体A串联动触头17和接地线7后接地。
具体的，本实施方式中垂直伸缩杆1延伸后，如果接地导体已处于两个动触头17正中间并被两个动触头17包围时，X轴激光传发生器10和X轴激光接收器11之间被待接地导体A遮挡，X轴激光传发生器10发射的信号无法被X轴激光接收器11接收。故而，当X轴激光接收器11接收不到信号时，表示待接地导体A被动触头17包围，表示可以驱动动触头17夹紧待接地导体A；如果X轴激光接收器11接收到了激光信号，说明动触头17位置不正，此时可启动第二驱动机构5和水平旋转机构6对动触头17位置进行微调。
本实施方式中，垂直伸缩杆1在升高后可能由于形变在水平面上产生位置误差，此时，通过第二驱动机构5和水平旋转机构6可驱动动触头17水平位置和旋转，从而使得动触头17包围带接地导体，以便驱动V型夹3使得动触头17夹持待接地导体A。
控制模块8分别连接第一驱动机构2、夹紧驱动机构4、第二驱动机构5、水平旋转机构6、Z轴激光测距元件9、X轴激光传发生器10和X轴激光接收器11。控制模块8用于根据Z轴激光测距元件9的检测值控制第一驱动机构2驱动垂直伸缩杆1伸展，并用于根据X轴激光传发生器10和X轴激光接收器11的通信控制第二驱动机构5和水平旋转机构6工作以调整动触头17水平位置，还用于根据X轴激光传发生器10和X轴激光接收器11的通信控制夹紧驱动机构4驱动V型夹3夹紧。
具体的，控制模块8用于根据Z轴激光测距元件9测得的待接地导体A与动触头17之间的距离控制第一驱动机构2驱动垂直伸缩杆1自动伸缩，并用于在垂直伸缩杆1伸展后控制X轴激光传发生器10和X轴激光接收器11工作，用于在X轴激光接收器11没有接收到激光信号时控制夹紧驱动机构4驱动V型夹3夹紧使得动触头17夹持带接地导体，用于在X轴激光接收器11接收到激光型号时，控制第二驱动机构5和水平旋转机构6调整动触头17的水平位置，使得动触头17包围待接地导体A直至X轴激光接收器11接收不到激光信号。
具体的，本实施方式中，V型夹3上还安装有用于测试V型夹3夹紧程度的夹紧测试元件12，控制模块8与夹紧测试元件12连接，用于根据加紧测试元件的测试结果控制夹紧驱动机构4工作。具体的，当X轴激光接收器11接收不到激光信号，控制模块8控制夹紧驱动机构4驱动V型夹3夹紧直至加紧测试元件的测量值达到预设值，以避免V型夹3过度夹紧导致变形或者动触头17损伤待接地导体A。具体的，本实施方式中，夹紧测试元件12采用安装在夹紧臂上测试两个夹紧臂之间的压力的压力传感器，也可采用用于测试两个夹紧臂之间夹角的角度传感器。前者，控制模块8用于在压力传感器检测到的压力值达到预设压力值时控制夹紧驱动机构4停止工作，后者，控制模块8用于在角度传感器检测到的V型夹3开度达到预设角度值时控制夹紧驱动机构4停止工作。
本实施方式中，垂直伸缩杆1为气动伸缩杆，第一驱动机构2为出气口与气动伸缩杆进气口连通的电动气泵。控制模块8控制电动气泵向气动伸缩杆充气，以控制垂直伸缩杆1伸展。
本实施方式中，垂直伸缩杆1还可由多个垂直叠加的气缸组成，相邻的两个气缸中位于上方的气缸安装在下方气缸的输出轴上，且相邻的两个气缸相连通。第一驱动机构2为出气口与任一个气缸进气口连通的电动气泵。具体实施时，为了方便电动气泵的安装，可将电动气泵与最底层的气缸连接。本实施方式中，控制模块8控制电动气泵向垂直叠加的气缸内充气，通过充其量可控制各气缸的输出轴的伸出长度，从而控制垂直伸缩杆1的升高。
本实施方式中，第一驱动机构2与垂直伸缩杆1之间设有电磁阀16，控制模块8与电磁阀16连接用于控制其工作。具体的，在第一驱动机构2工作时，控制模块8控制电磁阀16与第一驱动机构2同步开启；当第一驱动机构2工作停止时，控制模块8控制电磁阀16与第一驱动机构2同步关闭。电磁阀16的设置，可进一步保证第一驱动机构2工作的可靠性。
本实施方式中，夹紧驱动机构4包括折叠杆4-1和夹紧动力源4-2，V型夹3安装在夹紧动力源4-2上，折叠杆4-1的两端分别与V型夹3的两个夹紧臂铰接，夹紧动力源4-2与折叠杆4-1连接，用于通过驱动折叠杆4-1形变带动V型夹3开合。控制模块8与夹紧动力源4-2连接用于控制其工作。
具体实施时，夹紧动力源4-2可采用电动气缸，其输出轴与折叠杆4-1中部连接。如此，夹紧动力源4-2从折叠杆4-1中部向折叠杆4-1施力，有利于保证V型夹3两个夹紧臂在水平方向上位移的对称，从而保证V型夹3夹紧的可控。
具体实施时，加紧动力源还可采用伺服电机。本实施方式中，夹紧驱动机构4还包括传动杆和齿轮，齿轮安装在夹紧动力源4-2的输出轴上并同步转动，传动杆上下滑动地垂直安装在加紧动力源上，传动杆上设有与齿轮啮合的齿条，传动杆顶端与折叠杆4-1中部连接。如此，夹紧动力源4-2工作后带动齿轮转动，并通过齿轮带动传动杆上下移动，从而通过传动杆驱动折叠杆4-1形变，以驱动V型夹3开合。
本实施方式中，V型夹3上还安装有水平设置的托杆13。托杆13为伸缩杆，其两端分别连接V型夹3的两个夹紧臂，Z轴激光测距元件9安装在托杆13上并位于托杆13中部。如此，有利于保证Z轴激光测距元件9工作的准确性。
本实施方式中，垂直伸缩杆1的顶端安装有工作平台14，夹紧动力源4-2、第二驱动机构5和水平旋转机构6均安装在工作平台14上，以保证安装的稳定和方便。本实施方式中，工作平台14上还安装有摄像头，摄像头用于拍摄工作平台14上方包括有动触头17的画面，控制模块8与摄像头连接，用于根据摄像头拍摄的画面上动触头17与待接地导体A的距离控制第二驱动机构5和水平旋转机构6工作。具体的，本实施方式中，控制模块8用于对摄像头拍摄的图像进行图像分析，已获得动触头17与待接地导体A的垂直距离，从而针对性的通过第二驱动机构5和水平旋转机构6调节动触头17的水平位置。
本实施方式中，水平旋转机构6采用伺服电机。夹紧动力源4-2安装在水平旋转机构6的输出轴上并与水平旋转机构6的输出轴同轴设置并同步转动，以便通过水平旋转机构6直接带动夹紧动力源4-2旋转，从而使得两个动触头17进行水平转动。
本实施方式中，第二驱动机构5包括水平动力源5-1和水平推杆5-2，水平推杆5-2水平滑动的安装在工作平台14上。水平动力源5-1的输出轴通水平推杆5-2与水平旋转机构6连接，水平动力源5-1用于通过水平推杆5-2带动夹紧动力源4-2在工作平台14上水平位移。本实施方式中，夹紧动力源4-2安装在水平旋转机构6上，保证了夹紧动力源4-2水平移动时，夹紧动力源4-2u水平旋转机构6的连接可靠性，保证夹紧动力源4-2与水平旋转机构6在水平动力源5-1的驱动下进行水平滑动的同步性。
本实施方式中，水平动力源5-1采用伺服电机，水平动力源5-1的输出轴与水平推杆5-2上设置的齿条啮合，以便通过水平动力输出轴上齿轮和水平推杆5-2上齿条的传动，将水平动力源5-1的转动输出转换为水平推杆5-2的水平位移，实现通过伺服电机驱动驱动水平旋转机构6的直线位置，对动触头17的水平位置进行微调。或者，水平动力源5-1有电动气泵和气缸组成，电动气泵用于向气缸供气，气缸的输出轴作为水平动力源5-1的输出轴与水平推杆5-2连接。如此，控制模块8通过控制电动气泵的供气控制气缸输出轴的伸缩以控制水平旋转机构6的水平位置。
本实施方式中，工作平台14上位于夹紧动力源4-2移动轨迹远离水平动力源5-1的一侧设有导向座15，水平推杆5-2远离水平动力源5-1的一侧插入导向座15并与导向座15滑动连接。如此，通过水平动力源5-1和导向座15固定了水平推杆5-2的移动路线，从而有利于保证水平旋转机构6水平位移的可靠性，从而保证动触头17水平微调的可靠性。
本实施方式中，V型夹3上安装有水平设置的复位弹簧，复位弹簧的两端分别连接V型夹3的两个夹紧臂。具体的，复位弹簧自然状态下，V型夹3打开，两个动触头17相互远离，以保证V型夹3随着垂直伸缩杆1上升过程中，动触头17包围待接地导体A。
以上所述，仅为本发明涉及的较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种可自动控制的便携式短路接地装置，其特征在于，包括：垂直伸缩杆(1)、第一驱动机构(2)、V型夹(3)、夹紧驱动机构(4)、第二驱动机构(5)、水平旋转机构(6)、接地线(7)和控制模块(8)；
夹紧驱动机构(4)、第二驱动机构(5)和水平旋转机构(6)均安装在垂直伸缩杆(1)的顶端；第二驱动机构(5)和水平旋转机构(6)分别连接夹紧驱动机构(4)，并分别用于驱动夹紧驱动机构(4)水平位移和水平旋转；
V型夹(3)开口朝上的安装在夹紧驱动机构(4)上，驱动夹紧驱动机构(4)水平位移或者水平旋转过程中，V型夹(3)与夹紧驱动机构(4)同步运动；夹紧驱动机构(4)用于驱动V型夹(3)开合；V型夹(3)的两个夹紧臂的顶部分别设有一个动触头(17)，V型夹(3)合拢过程中用于带动两个动触头(17)相向运动；
V型夹(3)上安装有Z轴激光测距元件(9)，用于检测V型夹(3)与位于其上方的目标物之间的垂直距离；两个动触头(17)上分别安装有X轴激光传发生器(10)和X轴激光接收器(11)；
接地线(7)一端与任一个动触头(17)导电连接，另一端接地；
控制模块(8)分别连接第一驱动机构(2)、夹紧驱动机构(4)、第二驱动机构(5)、水平旋转机构(6)、Z轴激光测距元件(9)、X轴激光传发生器(10)和X轴激光接收器(11)；控制模块(8)用于根据Z轴激光测距元件(9)的检测值控制第一驱动机构(2)驱动垂直伸缩杆(1)伸展，并用于根据X轴激光传发生器(10)和X轴激光接收器(11)的通信控制第二驱动机构(5)和水平旋转机构(6)工作以调整动触头(17)水平位置，还用于根据X轴激光传发生器(10)和X轴激光接收器(11)的通信控制夹紧驱动机构(4)驱动V型夹(3)夹紧。
2.如权利要求1所述的可自动控制的便携式短路接地装置，其特征在于，垂直伸缩杆(1)为气动伸缩杆，第一驱动机构(2)为出气口与气动伸缩杆进气口连通的电动气泵；或者，垂直伸缩杆(1)由多个垂直叠加的气缸组成，相邻的两个气缸中位于上方的气缸安装在下方气缸的输出轴上，且相邻的两个气缸相连通；第一驱动机构(2)为出气口与任一个气缸进气口连通的电动气泵。
3.如权利要求1所述的可自动控制的便携式短路接地装置，其特征在于，V型夹(3)上还安装有用于测试V型夹(3)夹紧程度的夹紧测试元件(12)，控制模块(8)与夹紧测试元件(12)连接，用于根据夹紧测试元件的测试结果控制夹紧驱动机构(4)工作；夹紧测试元件(12)采用安装在夹紧臂上测试两个夹紧臂之间的压力的压力传感器，或者采用用于测试两个夹紧臂之间夹角的角度传感器。
4.如权利要求1所述的可自动控制的便携式短路接地装置，其特征在于，夹紧驱动机构(4)包括折叠杆(4-1)和夹紧动力源(4-2)，V型夹(3)安装在夹紧动力源(4-2)上，折叠杆(4-1)的两端分别与V型夹(3)的两个夹紧臂铰接，夹紧动力源(4-2)与折叠杆(4-1)连接，用于通过驱动折叠杆(4-1)形变带动V型夹(3)开合；控制模块(8)与夹紧动力源(4-2)连接用于控制其工作；
夹紧动力源(4-2)采用电动气缸，其输出轴与折叠杆(4-1)中部连接；或者，夹紧动力源采用伺服电机，夹紧驱动机构(4)还包括传动杆和齿轮，齿轮安装在夹紧动力源(4-2)的输出轴上并同步转动，传动杆上下滑动地垂直安装在夹紧动力源上，传动杆上设有与齿轮啮合的齿条，传动杆顶端与折叠杆(4-1)中部连接。
5.如权利要求4所述的可自动控制的便携式短路接地装置，其特征在于，V型夹(3)上还安装有水平设置的托杆(13)；托杆(13)为伸缩杆，其两端分别连接V型夹(3)的两个夹紧臂，Z轴激光测距元件(9)安装在托杆(13)上。
6.如权利要求4所述的可自动控制的便携式短路接地装置，其特征在于，垂直伸缩杆(1)的顶端安装有工作平台(14)，夹紧动力源(4-2)、第二驱动机构(5)和水平旋转机构(6)均安装在工作平台(14)上。
7.如权利要求4所述的可自动控制的便携式短路接地装置，其特征在于，水平旋转机构(6)采用伺服电机；夹紧动力源(4-2)安装在水平旋转机构(6)的输出轴上并与水平旋转机构(6)的输出轴同轴设置并同步转动。
8.如权利要求7所述的可自动控制的便携式短路接地装置，其特征在于，第二驱动机构(5)包括水平动力源(5-1)和水平推杆(5-2)，水平推杆(5-2)水平滑动的安装在工作平台(14)上；水平动力源(5-1)的输出轴通水平推杆(5-2)与水平旋转机构(6)连接，水平动力源(5-1)用于通过水平推杆(5-2)带动夹紧动力源(4-2)在工作平台(14)上水平位移；
水平动力源(5-1)采用伺服电机，水平动力源(5-1)的输出轴与水平推杆(5-2)上设置的齿条啮合；或者，水平动力源(5-1)有电动气泵和气缸组成，电动气泵用于向气缸供气，气缸的输出轴作为水平动力源(5-1)的输出轴与水平推杆(5-2)连接。
9.如权利要求7所述的可自动控制的便携式短路接地装置，其特征在于，工作平台(14)上位于夹紧动力源(4-2)移动轨迹远离水平动力源(5-1)的一侧设有导向座(15)，水平推杆(5-2)远离水平动力源(5-1)的一侧插入导向座(15)并与导向座(15)滑动连接。
10.如权利要求7所述的可自动控制的便携式短路接地装置，其特征在于，工作平台(14)上还安装有摄像头，摄像头用于拍摄工作平台(14)上方包括有动触头(17)的画面，控制模块(8)与摄像头连接，用于根据摄像头拍摄的画面上动触头(17)与待接地导体(A)的距离控制第二驱动机构(5)和水平旋转机构(6)工作。
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