CN110380355B - 一种中压断路器智能操控装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种中压断路器智能操控装置，包括外壳、框架、舵机一和过电流保护继电器，所述外壳下端两侧通过螺钉固定有红外线循迹测点，所述外壳后侧下端中间位置设置有万向轮，所述外壳前侧两端各设置有一个电动驱动轮。有益效果在于：通过设置舵机一、解锁钥匙、驱动头、主轴驱动电机、主丝杠、框架，完成了以往人员手动对断路器由试验位置到运行位置的操作及断路器的就地合闸、跳闸操作，自动化程度高；通过设置所述舵机五、所述舵机四以及所述舵机六组成的三轴舵机机械手，可以完成断路器的就地合、跳闸操作，方便事故情况下的紧急处置，安全性高，操作灵活。
Description
技术领域
本发明涉及断路器操控技术领域，本发明涉及一种中压断路器智能操控装置。
背景技术
断路器是指在正常情况下能够关合、切断负载电流，故障情况下能够切断短路电流的开关装置，断路器按其应用的电网电压等级分为高压断路器(大于10KV)、中压断路器(6－10KV)、低压断路器(小于1KV)，目前厂矿企业广泛应用的6KV-10KV断路器采用小车式结构。
在断路器由试验位置至运行位置的过程中，通过现场操作人员手持摇把与断路器内部的移动主轴连接，由操作人员手摇动断路器内部主轴顺时针转动，带动断路器本体的前进，将断路器由试验位置移动到运行位置，然后才能操作断路器进行分、合闸，实现电路的断开或接通，当电路中有设备检修工作时，需要现场操作人员手持摇把与断路器内部的主轴连接，由操作人员手摇动断路器内部主轴逆时针转动，带动断路器本体的后退，将断路器由运行位置移动到试验位置，将断路器从电路中彻底脱离，然后才能进行电气回路中的设备检修工作。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种中压断路器智能操控装置。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种中压断路器智能操控装置，包括外壳、框架、舵机一和过电流保护继电器，所述外壳下端两侧通过螺钉固定有红外线循迹测点，所述外壳后侧下端中间位置设置有万向轮，所述外壳前侧两端各设置有一个电动驱动轮，所述电动驱动轮旁边各设置有一个红外线避障测点，所述外壳一侧壁上设置有所述框架，所述框架一侧壁上通过螺栓固定有主轴驱动电机，所述主轴驱动电机的传动输出端设置有驱动头，所述驱动头一侧设置有解锁钥匙，所述解锁钥匙一端设置有所述舵机一，所述主轴驱动电机一侧设置有次丝杠，所述次丝杠一端设置有电机，所述框架上设置有主丝杠，所述主丝杠上端设置有手轮，所述手轮一侧设置有舵机二，所述舵机二上端设置有舵机三，所述舵机三两侧壁上设置有照明灯，所述舵机三上端设置有高清摄像头，所述外壳顶端设置有电动推杆，所述电动推杆上端设置有舵机四，所述舵机四上方一侧设置有舵机五，所述舵机五上方一侧设置有舵机六，所述主轴驱动电机下方设置有所述过电流保护继电器，所述过电流保护继电器下方设置有直流电机驱动板，所述直流电机驱动板一侧设置有微处理器，所述直流电机驱动板下方设置有锂电池组。
进一步的，所述万向轮以及所述电动驱动轮均与所述外壳通过螺栓连接，所述红外线避障测点与所述外壳通过螺钉连接。
通过采用上述技术方案，所述万向轮以及所述电动驱动轮可方便所述外壳的移动。
进一步的，所述外壳与所述主丝杠通过轴承连接，所述框架与所述主丝杠通过螺纹连接，所述电机以及所述舵机一均与所述框架通过螺栓连接，所述驱动头与所述主轴驱动电机通过联轴器连接，所述解锁钥匙与所述舵机一的传动输出端键连接。
通过采用上述技术方案，所述驱动头的后端与所述主轴驱动电机的输出端为可拆卸联轴器连接，可根据具体断路器主轴形状的要求将所述驱动头更换为六边形、方形或其他特殊形状，所述框架与所述主丝杠连接的位置内嵌有主丝母，可与所述主丝杠螺纹连接，从而使所述框架在所述主丝杠转动时能够进行升降。
进一步的，所述主丝杠与所述手轮过盈连接，所述手轮与所述外壳转动连接。
通过采用上述技术方案，根据不同型号断路器的需要，通过旋转所述手轮可使所述主丝杠进行转动，进而使所述主丝杠带动主丝母上、下移动，可调整所述主轴驱动电机所带所述驱动头和所述解锁钥匙的离地距离，使之与断路器主轴驱动孔和闭锁钥匙孔离地距离一致。
进一步的，所述舵机二与所述外壳通过螺栓连接，所述舵机三与所述舵机二通过螺栓连接，所述照明灯与所述舵机三通过螺钉连接，所述高清摄像头与所述舵机三通过螺钉连接。
通过采用上述技术方案，通过操作所述舵机二和所述舵机三可实现所述高清摄像头及所述照明灯上下方向、左右方向各270°范围内的旋转，实现操作人员远程通过所述高清摄像头对上述中压断路器智能操控装置周围环境的拍摄。
进一步的，所述电机与所述次丝杠通过联轴器连接，所述框架与所述外壳滑动连接，所述电机与所述框架通过螺栓连接。
通过采用上述技术方案，所述电机的输出轴所连接的所述次丝杠上设有限位块，可通过调节限位块前、后方的行程开关位置来调节所述次丝杠所带丝母的位移量，来保证所述舵机一所带的所述解锁钥匙打开断路器主轴驱动孔盖板后，断路器主轴能够完全插入所述主轴驱动电机所带的所述驱动头，该位移量可根据具体断路器的要求进行调整。
进一步的，所述电动推杆与所述外壳通过螺栓连接，所述电动推杆与所述舵机四通过螺栓连接，所述舵机五与所述舵机四以及所述舵机六均通过螺栓连接。
通过采用上述技术方案，所述舵机五、所述舵机四以及所述舵机六构成一个三轴舵机机械手，通过所述电动推杆可控制所述舵机四的升降，所述电动推杆的升、降操作和三轴舵机机械手的控制全部由操作人员通过连接于局域网络中的电脑或Android系统手机APP完成。
进一步的，所述过电流保护继电器与所述外壳通过螺钉连接。
通过采用上述技术方案，所述主轴驱动电机的转动时间通过所述微处理器软件程序中设计的定时器控制，来保证与断路器主轴要求的转动圈数相适应，同时所述过电流保护继电器用于故障情况下对所述主轴驱动电机的过载保护。
进一步的，所述直流电机驱动板与所述外壳通过螺钉连接。
通过采用上述技术方案，所述直流电机驱动板可对所述电动驱动轮进行驱动，通过所述微处理器对所述直流电机驱动板的输出电流大小和电流方向进行控制，所述直流电机驱动板具有对所述电动驱动轮的电子刹车功能，用于对中压断路器智能操控装置非移动过程中的所述外壳的稳固作用。
进一步的，所述微处理器与所述外壳通过螺钉连接，所述锂电池组与所述外壳通过螺栓连接。
通过采用上述技术方案，当所述外壳到达断路器柜前预定位置时所述红外线避障测点通过所述微处理器自动将所述电动驱动轮电子刹车，同时能够避免中压断路器智能操控装置与断路器柜相撞，当所述外壳到达断路器柜前预定位置时所述红外线循迹测点与地面上画出的黑色直线配合，在前进过程中通过所述微处理器自动将中压断路器智能操控装置的所述解锁钥匙对准断路器柜前面板中的钥匙孔并插入其中，装置中设置有24伏电压低报警模块，当所述锂电池组输出电压低于22伏时启动蜂鸣器及报警灯闪烁，提示操作人员给所述锂电池组充电，充电过程中所述锂电池组输出电压达到额定值时，24伏电压低报警模块输出充电完成后发出信号给所述微处理器，由所述微处理器驱动中压断路器智能操控装置自动后退一定距离，使所述锂电池组与充电器脱离，避免所述锂电池组过充。
具体工作原理为：上述中压断路器智能操控装置在使用时，通过操作人员远方操作连接于局域网络中的电脑或现场操作Android系统手机APP软件，通过微处理器接受到的WIFI信号指令驱动该装置至断路器正对面位置，通过所述高清摄像头核对断路器编号、状态与要求操作的要求一致，然后操作所述电动驱动轮前进使所述舵机一输出轴所连接的所述解锁钥匙插入断路器对应的钥匙孔内，操作所述舵机一转动所述解锁钥匙90°(断路器摇进为顺时针转动、断路器摇出为逆时针转动)，打开断路器主轴驱动孔盖板，再操作所述电机顺时针方向转动设定的时间间隔，通过所述次丝杠推动所述主轴驱动电机及其所连接所述驱动头至与断路器主轴相连，操作所述主轴驱动电机所带所述驱动头绕自身轴线顺时针(摇进断路器)或逆时针(摇出断路器)转动，经设定的时间间隔后断路器到达预定位置，所述主轴驱动电机停止转动，然后操作所述电机转动设定的时间间隔，通过所述次丝杠带动所述主轴驱动电机所带所述驱动头与断路器主轴脱离连接，操作所述舵机一转动所述解锁钥匙90°(断路器摇进为顺时针转动、断路器摇出为逆时针转动)，关闭断路器主轴驱动孔，最后操作人员操作所述电动驱动轮后退，使所述解锁钥匙退出断路器钥匙孔，在此操作过程中，操作人员全程通过连接于局域网络中的电脑或Android系统手机APP软件在安全距离以外实现对断路器的操作及视频监控，避免了人身伤害风险和降低了人员劳动强度，并可节省人员到配电室现场操作的路途时间。
本发明的有益效果在于：
1、通过设置微处理器，本中压断路器智能操控装置可以通过连接于局域网络中的电脑或Android系统手机APP软件通过WIFI信号在安全距离以外代替操作人员手动操作断路器，安全性更高，省时省力；
2、通过设置舵机一、解锁钥匙、驱动头、主轴驱动电机、主丝杠、框架，完成了以往人员手动对断路器由试验位置到运行位置的操作及断路器的就地合闸、跳闸操作，自动化程度高；
3、通过设置所述舵机五、所述舵机四以及所述舵机六组成的三轴舵机机械手，可以完成断路器的就地合、跳闸操作，方便事故情况下的紧急处置，安全性高，操作灵活。
附图说明
图1是本发明所述一种中压断路器智能操控装置的主视图；
图2是本发明所述一种中压断路器智能操控装置的背部视图；
图3是本发明所述一种中压断路器智能操控装置的俯视图；
图4是本发明所述一种中压断路器智能操控装置的左视图。
附图标记说明如下：
1、外壳；2、万向轮；3、电动驱动轮；4、框架；5、主轴驱动电机；6、微处理器；7、锂电池组；8、高清摄像头；9、电机；10、舵机一；11、舵机二；12、舵机三；13、舵机四；14、舵机五；15舵机六；16、电动推杆；17、驱动头；18、解锁钥匙；19、手轮；20、照明灯；21、次丝杠；22、过电流保护继电器；23、直流电机驱动板；24、红外线避障测点；25、主丝杠；26、红外线循迹测点。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1-图4所示，一种中压断路器智能操控装置，包括外壳1、框架4、舵机一10和过电流保护继电器22，所述外壳1后侧下端中间位置设置有万向轮2，所述外壳1前侧两端各设置有一个电动驱动轮3，所述电动驱动轮3旁边各设置有一个红外线避障测点24，所述外壳1一侧壁上设置有所述框架4，所述框架4一侧壁上通过螺栓固定有主轴驱动电机5，所述主轴驱动电机5的传动输出端设置有驱动头17，所述驱动头17一侧设置有解锁钥匙18，所述解锁钥匙18一端设置有所述舵机一10，所述主轴驱动电机5一侧设置有次丝杠21，所述次丝杠21一端设置有电机9，所述框架4上设置有主丝杠25，所述主丝杠25上端设置有手轮19，所述手轮19一侧设置有舵机二11，所述舵机二11上端设置有舵机三12，所述舵机三12两侧壁上设置有照明灯20，所述舵机三12上端设置有高清摄像头8，所述外壳1顶端设置有电动推杆16，所述电动推杆16上端设置有舵机四13，所述舵机四13上方一侧设置有舵机五14，所述舵机五14上方一侧设置有舵机六15，所述主轴驱动电机5下方设置有所述过电流保护继电器22，所述过电流保护继电器22下方设置有直流电机驱动板23，所述直流电机驱动板23一侧设置有微处理器6，所述直流电机驱动板23下方设置有锂电池组7。
本实施例中，所述万向轮2以及所述电动驱动轮3均与所述外壳1通过螺栓连接，所述红外线避障测点24与所述外壳1通过螺钉连接，所述万向轮2以及所述电动驱动轮3可方便所述外壳1的移动。
本实施例中，所述外壳1与所述主丝杠25通过轴承连接，所述框架4与所述主丝杠25通过螺纹连接，所述电机9以及所述舵机一10均与所述框架4通过螺栓连接，所述驱动头17与所述主轴驱动电机5通过联轴器连接，所述解锁钥匙18与所述舵机一10的传动输出端键连接，所述驱动头17的后端与所述主轴驱动电机5的输出端为可拆卸联轴器连接，可根据具体断路器主轴形状的要求将所述驱动头17更换为六边形、方形或其他特殊形状，所述框架4与所述主丝杠25连接的位置内嵌有主丝母，可与所述主丝杠25螺纹连接，从而使所述框架4在所述主丝杠25转动时能够进行升降。
本实施例中，所述主丝杠25与所述手轮19过盈连接，所述手轮19与所述外壳1转动连接，根据不同型号断路器的需要，通过旋转所述手轮19可使所述主丝杠25进行转动，进而使所述主丝杠25带动主丝母上、下移动，可调整所述主轴驱动电机5所带所述驱动头17和所述解锁钥匙18的离地距离，使之与断路器主轴驱动孔和闭锁钥匙孔离地距离一致。
本实施例中，所述舵机二11与所述外壳1通过螺栓连接，所述舵机三12与所述舵机二11通过螺栓连接，所述照明灯20与所述舵机三12通过螺钉连接，所述高清摄像头8与所述舵机三12通过螺钉连接，通过操作所述舵机二11和所述舵机三12可实现所述高清摄像头8及所述照明灯20上下方向、左右方向各270°范围内的旋转，实现操作人员远程通过所述高清摄像头8对上述中压断路器智能操控装置周围环境的拍摄。
本实施例中，所述电机9与所述次丝杠21通过联轴器连接，所述框架4与所述外壳1滑动连接，所述电机9与所述框架4通过螺栓连接，所述电机9的输出轴所连接的所述次丝杠21上设有限位块，可通过调节限位块前、后方的行程开关位置来调节所述次丝杠21所带丝母的位移量，来保证所述舵机一10所带的所述解锁钥匙18打开断路器主轴驱动孔盖板后，断路器主轴能够完全插入所述主轴驱动电机5所带的所述驱动头17，该位移量可根据具体断路器的要求进行调整。
本实施例中，所述电动推杆16与所述外壳1通过螺栓连接，所述电动推杆16与所述舵机四13通过螺栓连接，所述舵机五14与所述舵机四13以及所述舵机六15均通过螺栓连接，所述舵机五14、所述舵机四13以及所述舵机六15构成一个三轴舵机机械手，三轴舵机机械手在使用时可与多轴机器人互相替换，通过所述电动推杆16可控制所述舵机四13的升降，所述电动推杆16的升、降操作和三轴舵机机械手的控制全部由操作人员通过连接于局域网络中的电脑或Android系统手机APP完成。
本实施例中，所述过电流保护继电器22与所述外壳1通过螺钉连接，所述主轴驱动电机5的转动时间通过所述微处理器6软件程序中设计的定时器控制，来保证与断路器主轴要求的转动圈数相适应，同时所述过电流保护继电器22用于故障情况下对所述主轴驱动电机5的过载保护。
本实施例中，所述直流电机驱动板23与所述外壳1通过螺钉连接，所述直流电机驱动板23可对所述电动驱动轮3进行驱动，通过所述微处理器6对所述直流电机驱动板23的输出电流大小和电流方向进行控制，所述直流电机驱动板23具有对所述电动驱动轮3的电子刹车功能，用于对中压断路器智能操控装置非移动过程中的所述外壳1的稳固作用。
本实施例中，所述微处理器6与所述外壳1通过螺钉连接，所述锂电池组7与所述外壳1通过螺栓连接，所述微处理器6可以是单片机、PLC、微型计算机等工控设备，当所述外壳1到达断路器柜前预定位置时所述红外线避障测点24通过所述微处理器6自动将所述电动驱动轮3电子刹车，同时能够避免中压断路器智能操控装置与断路器柜相撞，当所述外壳1到达断路器柜前预定位置时所述红外线循迹测点26与地面上画出的黑色直线配合，在前进过程中通过所述微处理器6自动将中压断路器智能操控装置的所述解锁钥匙18对准断路器柜前面板中的钥匙孔并插入其中，装置中设置有24伏电压低报警模块，当所述锂电池组7输出电压低于22伏时启动蜂鸣器及报警灯闪烁，提示操作人员给所述锂电池组7充电，充电过程中所述锂电池组7输出电压达到额定值时，24伏电压低报警模块输出充电完成后发出信号给所述微处理器6，由所述微处理器6驱动中压断路器智能操控装置自动后退一定距离，使所述锂电池组7与充电器脱离，避免所述锂电池组7过充。
具体工作原理为：上述中压断路器智能操控装置在使用时，通过操作人员远方操作连接于局域网络中的电脑或现场操作Android系统手机APP软件，通过微处理器6接受到的WIFI信号指令驱动该装置至断路器正对面位置，通过所述高清摄像头8核对断路器编号、状态与要求操作的要求一致，然后操作所述电动驱动轮3前进使所述舵机一10输出轴所连接的所述解锁钥匙18插入断路器对应的钥匙孔内，操作所述舵机一10转动所述解锁钥匙1890°断路器摇进为顺时针转动、断路器摇出为逆时针转动，打开断路器主轴驱动孔盖板，再操作所述电机9顺时针方向转动设定的时间间隔，通过所述次丝杠21推动所述主轴驱动电机5及其所连接所述驱动头17至与断路器主轴相连，操作所述主轴驱动电机5所带所述驱动头17绕自身轴线顺时针摇进断路器或逆时针摇出断路器转动，经设定的时间间隔后断路器到达预定位置，所述主轴驱动电机5停止转动，然后操作所述电机9转动设定的时间间隔，通过所述次丝杠21带动所述主轴驱动电机5所带所述驱动头17与断路器主轴脱离连接，操作所述舵机一10使所述解锁钥匙18旋转90°(断路器摇进为顺时针转动、断路器摇出为逆时针转动)，关闭断路器主轴驱动孔，最后操作人员操作所述电动驱动轮3后退，使所述解锁钥匙18退出断路器钥匙孔，在此操作过程中，操作人员全程通过连接于局域网络中的电脑或Android系统手机APP软件在安全距离以外实现对断路器的操作及视频监控，避免了人身伤害风险和降低了人员劳动强度，并可节省人员到配电室现场操作的路途时间。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。
Claims (10)
1.一种中压断路器智能操控装置，其特征在于：包括外壳(1)、框架(4)、舵机一(10)和过电流保护继电器(22)，所述外壳(1)下端两侧通过螺钉固定有红外线循迹测点(26)，所述外壳(1)后侧下端中间位置设置有万向轮(2)，所述外壳(1)前侧两端各设置有一个电动驱动轮(3)，所述电动驱动轮(3)旁边各设置有一个红外线避障测点(24)，所述外壳(1)一侧壁上设置有所述框架(4)，所述框架(4)一侧壁上通过螺栓固定有主轴驱动电机(5)，所述主轴驱动电机(5)的传动输出端设置有驱动头(17)，所述驱动头(17)一侧设置有解锁钥匙(18)，所述解锁钥匙(18)一端设置有所述舵机一(10)，所述主轴驱动电机(5)一侧设置有次丝杠(21)，所述次丝杠(21)一端设置有电机(9)，所述框架(4)上设置有主丝杠(25)，所述主丝杠(25)上端设置有手轮(19)，所述手轮(19)一侧设置有舵机二(11)，所述舵机二(11)上端设置有舵机三(12)，所述舵机三(12)两侧壁上设置有照明灯(20)，所述舵机三(12)上端设置有高清摄像头(8)，所述外壳(1)顶端设置有电动推杆(16)，所述电动推杆(16)上端设置有舵机四(13)，所述舵机四(13)上方一侧设置有舵机五(14)，所述舵机五(14)上方一侧设置有舵机六(15)，所述主轴驱动电机(5)下方设置有所述过电流保护继电器(22)，所述过电流保护继电器(22)下方设置有直流电机驱动板(23)，所述直流电机驱动板(23)一侧设置有微处理器(6)，所述直流电机驱动板(23)下方设置有锂电池组(7)。
2.根据权利要求1所述的一种中压断路器智能操控装置，其特征在于：所述万向轮(2)以及所述电动驱动轮(3)均与所述外壳(1)通过螺栓连接，所述红外线避障测点(24)与所述外壳(1)通过螺钉连接。
3.根据权利要求1所述的一种中压断路器智能操控装置，其特征在于：所述外壳(1)与所述主丝杠(25)通过轴承连接，所述框架(4)与所述主丝杠(25)通过螺纹连接，所述电机(9)以及所述舵机一(10)均与所述框架(4)通过螺栓连接，所述驱动头(17)与所述主轴驱动电机(5)通过联轴器连接，所述解锁钥匙(18)与所述舵机一(10)的传动输出端键连接。
4.根据权利要求1所述的一种中压断路器智能操控装置，其特征在于：所述主丝杠(25)与所述手轮(19)过盈连接，所述手轮(19)与所述外壳(1)转动连接。
5.根据权利要求1所述的一种中压断路器智能操控装置，其特征在于：所述舵机二(11)与所述外壳(1)通过螺栓连接，所述舵机三(12)与所述舵机二(11)通过螺栓连接，所述照明灯(20)与所述舵机三(12)通过螺钉连接，所述高清摄像头(8)与所述舵机三(12)通过螺钉连接。
6.根据权利要求1所述的一种中压断路器智能操控装置，其特征在于：所述电机(9)与所述次丝杠(21)通过联轴器连接，所述框架(4)与所述外壳(1)滑动连接，所述电机(9)与所述框架(4)通过螺栓连接。
7.根据权利要求1所述的一种中压断路器智能操控装置，其特征在于：所述电动推杆(16)与所述外壳(1)通过螺栓连接，所述电动推杆(16)与所述舵机四(13)通过螺栓连接，所述舵机五(14)与所述舵机四(13)以及所述舵机六(15)均通过螺栓连接。
8.根据权利要求1所述的一种中压断路器智能操控装置，其特征在于：所述过电流保护继电器(22)与所述外壳(1)通过螺钉连接。
9.根据权利要求1所述的一种中压断路器智能操控装置，其特征在于：所述直流电机驱动板(23)与所述外壳(1)通过螺钉连接。
10.根据权利要求1所述的一种中压断路器智能操控装置，其特征在于：所述微处理器(6)与所述外壳(1)通过螺钉连接，所述锂电池组(7)与所述外壳(1)通过螺栓连接。
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