CN111082327B - 配电柜 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种配电柜，包括柜体、设置在柜体内的三轴移载机构和固定在三轴移载机构上的风机组件，通过三轴移载机构受控带动风机组件在柜体内运动，使风机组件具有空间上的三个移动自由度，从而使风机能够到达柜体内的各个位置对配电柜内部进行清洁。由此，本发明实施例的技术方案能够提高配电柜内部的清洁效果和自动化水平，降低了人力成本，并有利于配电设备的安全运行。

Description

配电柜

技术领域

本发明涉及配电技术领域，具体涉及一种配电柜。

背景技术

配电柜长期使用时内部容易积累灰尘等污垢，尤其是设置于户外的配电柜时常遭受风雨等各种气候灾害，或者是设置在特殊生产环境中的配电柜容易接触较多的粉尘等。这些配电柜的外部通过清洗擦拭能够清洁，但其内部则容易留下许多不易清理的污垢。现有的对配电柜内部的清洁方式大多为人工清扫，效率低下并且对边角处清扫困难。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种配电柜，包含三轴移载机构和风机组件，能够到达配电柜内部的各个角落对配电柜内部进行清洁。

本发明实施例的配电柜，包括：

柜体；

风机组件，包括风机，所述风机受控吹风和/或抽风，以清洁所述柜体内部；以及

三轴移载机构，设置在所述柜体内部，所述风机组件与所述三轴移载机构连接；

所述三轴移载机构包括X轴传动组件、Y轴传动组件和Z轴传动组件，所述X轴传动组件受控带动所述风机组件沿X轴移动，Y轴传动组件受控带动所述风机组件沿所述Y轴移动，Z轴传动组件受控带动所述风机组件沿所述Z轴移动，所述X轴、所述Y轴和所述Z轴分别对应于空间直角坐标系上的三个轴。

优选地，所述Z轴传动组件包括：

第一丝杠，沿所述Z轴方向布置，所述第一丝杠通过第一安装座固定设置在所述柜体内壁上；

第一驱动装置，被配置为驱动所述第一丝杠转动；

所述X轴传动组件包括：

第二丝杠，沿所述X轴方向布置，所述第二丝杠通过第二安装座与所述第一丝杠可移动地连接；

第二驱动装置，被配置为驱动所述第二丝杠转动；

所述Y轴传动组件包括：

第三丝杠，沿所述Y轴方向布置，所述第三丝杠通过第三安装座与所述第二丝杠可移动地连接，所述风机组件与所述第三丝杠可移动地连接；

第三驱动装置，被配置为驱动所述第三丝杠转动以带动所述风机组件沿所述Y轴移动。

优选地，所述X轴或所述Y轴或所述Z轴垂直于所述柜体的底面。

优选地，所述Z轴传动组件包括至少两个第一丝杠，所述第一丝杠对称设置在所述柜体内的两侧，所述第一驱动装置还被配置为驱动所述第一丝杠同步转动。

优选地，所述Z轴传动组件还包括第一滑轨，所述第一滑轨固定在所述柜体的内壁上，与所述第一丝杠相对设置；

所述第二丝杠还被配置为通过第一滑块与所述第一滑轨可移动地连接。

优选地，所述Z轴传动组件还包括第二滑轨，所述第二滑轨固定在所述柜体的内壁上，与所述第一丝杠平行设置；

所述X轴传动组件还包括导杆，所述导杆与所述第二丝杠平行设置，所述导杆被配置为通过第二滑块与所述第二滑轨可移动地连接；

所述第三安装座还被配置为与所述导杆可移动地连接。

优选地，所述风机组件还包括连接座，所述连接座与所述三轴移载机构可移动地连接，所述风机通过球铰链与所述连接座连接。

优选地，所述风机组件还包括收敛片，与所述风机的开口可转动地连接，所述收敛片被配置为受控运动以调节所述风机产生气流的风向和/或流速。

优选地，所述柜体侧壁上还形成有窗口；

所述配电柜还包括通风装置，所述通风装置包括与所述窗口相匹配的活动窗以及第四驱动装置，所述第四驱动装置受控驱动所述活动窗移动以控制所述窗口的开启度。

优选地，所述第四驱动装置包括伸缩杆，所述伸缩杆的一端与所述活动窗相连，另一端与所述柜体固定连接。

优选地，所述窗口的两侧还设置有第三滑轨，所述活动窗上设置有与所述第三滑轨相匹配的第三滑块，所述第三滑块被配置为沿所述第三滑轨移动。

本发明实施例的配电柜包括柜体、设置在柜体内的三轴移载机构和固定在三轴移载机构上的风机组件，三轴移载机构受控带动风机组件在柜体内运动，使风机组件具有空间上的三个移动自由度，从而使风机能够到达柜体内的各个位置对配电柜内部进行清洁。由此，本发明实施例的技术方案能够提高配电柜内部的清洁效果和自动化水平，降低了人力成本，并有利于配电设备的安全运行。

附图说明

通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1是本发明实施例的配电柜的立体结构示意图；

图2是本发明实施例的配电柜的主视图；

图3是本发明实施例的三轴移载机构和风机组件的结构示意图；

图4是本发明实施例的风机组件的立体结构示意图。

附图标记说明：

1-柜体；11-门口；12-窗口；21-第二丝杠；22-第二安装座；23-导杆；31-第三丝杠；32-第三安装座；41-第一丝杠；42-第一安装座；43-第一滑轨；44-第二滑轨；5-风机组件；51-风机；52-球铰链；53-连接座；61-活动窗；62-第三滑轨；63-液压伸缩杆。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

当一元件或层被提及为在另一元件或层“上”、“被接合到”、“被连接到”或“被联接到”另一元件或层时，其可直接在另一元件或层上、被直接接合、连接或联接到另一元件或层，或者可存在中间元件或层。相比之下，当一元件被提及为“直接”在另一元件或层“上”、“直接被接合到”、“直接被连接到”或“直接被联接到”另一元件或层时，可不存在中间元件或层。用于描述元件之间关系的其它词语应该以相似方式被解释(例如，“之间”与“直接在之间”，“邻近”与“直接邻近”等)。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或更多关联的所列项目中的任一或全部组合。

为易于说明，诸如“内”、“外”、“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等等的空间相关术语在此被用于描述图中例示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。将理解的是，空间相关术语可意欲包含设备在使用或操作中的除图中描绘的方位之外的不同的方位。例如，如果图中的设备被翻转，则被描述为在其它元件或特征“下方”或“之下”的元件于是将被定位为在该其它元件或特征“上方”。因而，示例术语“下方”能包含上方和下方的方位二者。设备可以以其它方式被定向(旋转90度或处于其它方位)，并且在此使用的空间相关描述词应该被相应地解释。

图1是本发明实施例的配电柜的立体结构示意图，图2是本发明实施例的配电柜的主视图。如图1-图2所示，本实施例的配电柜包括柜体1、三轴移载机构和风机组件5，三轴移载机构设置于柜体1内部，风机组件5与三轴移载机构连接。风机组件5包括风机51，风机51受控吹风和/或抽风，以清洁箱体内部。三轴移载机构包括X轴传动组件、Y轴传动组件和Z轴传动组件，X轴传动组件受控带动风机组件5沿X轴移动，Y轴传动组件受控带动风机组件5沿Y轴移动，Z轴传动组件受控带动风机组件5沿Z轴移动，X轴、Y轴和Z轴分别对应于空间直角坐标系上的三个轴。三轴移载机构受控带动风机组件5在柜体1内部空间内运动，可以较为全面地清洁柜体1内部的各个位置。

图3是本发明实施例的三轴移载机构和风机组件5的结构示意图。如图1-图3所示，Z轴传动组件包括第一丝杠41，X轴传动组件包括第二丝杠21，Y轴传动组件包括第三丝杠31，第一丝杠41、第二丝杠21和第三丝杠31两辆垂直，第一丝杠41、第二丝杠21和第三丝杠31的长度方向分别与空间直角坐标系中的Z轴、X轴和Y轴相对应。

Z轴传动组件还包括第一安装座42和第一驱动装置，X轴传动组件还包括第二安装座22和第二驱动装置，Y轴传动组件还包括第三安装座32和第三驱动装置。第一丝杠41的两端通过第一安装座42固定在柜体1的内壁上，通过第一驱动装置驱动第一丝杠41转动。第二安装座22上设置有与第一丝杠41上的螺纹相匹配的螺纹孔，第二丝杠21通过第二安装座22上的所述螺纹孔与第一丝杠41连接，从而使第二丝杠21能够沿着第一丝杠41移动。第三安装座32上设置有与第二丝杠21上的螺纹相匹配的螺纹孔，第三丝杠31通过第三安装座32上的所述螺纹孔与第二丝杠21连接，从而使第三丝杠31能够沿着第二丝杠21移动。风机组件5还包括连接座53，连接座53上设置有与第三丝杠31上的螺纹相匹配的螺纹孔，风机组件5通过连接座53上的所述螺纹孔与第三丝杠31连接，从而使风机组件5能够沿着第三丝杠31移动。由此，Z轴传动组件、X轴传动组件和Y轴传动组件相互配合工作，可以使风机组件5在柜体1内具有沿X轴、Y轴和Z轴三个直角坐标轴方向的移动自由度。

所述第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置可以采用伺服电机或其他驱动装置。可以由控制器根据预先存储的程序控制第一驱动装置、第二驱动装置和/或第三驱动装置运行，使电机组件在柜体1中沿着预定的轨迹运动。当然，控制器也可以根据用户的实时输入来控制第一至第三驱动装置。可选地，第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置可以分别与第一丝杠、第二丝杠和第三丝杠的一端连接，并分别固定在第一安装座、第二安装座和第三安装座上，可以使三轴移载机构的结构更加简洁美观。

柜体1的外形可以是长方体、圆柱体、棱台或其他适于使用的形状，本实施例的配电柜的柜体1近似长方体，便于加工、运输和安装。柜体1包括相对设置的底面和顶面以及基本垂直于底面和顶面的四个侧面，其中一个侧面上设置有门口11，门口11上设置柜门(图中未示出)，便于用户在柜体1内布置配电设备。

第一丝杠41可以基本上垂直于底面设置也可以基本上平行于底面设置，当然，也可以倾斜于底面设置。优选地，第一丝杠41垂直于底面或平行于底面设置，占用柜体1内部空间较小且便于安装。本实施例中的第一丝杠41垂直于底面设置，且第一丝杠41通过第一安装座42固定在其中柜体1一个与门口11相垂直的侧面的内壁上，以减小三轴移载机构对用户通过门口11布置配电部件造成妨碍。当然，第一丝杠41也可以设置在两个侧面形成的角落上。由此，可以确定本实施例中的空间直角坐标系的Z轴方向为垂直于柜体1底面的方向。

在一种可选的实施方式中，可以在柜体1内的两个侧面上对称地设置两组第一丝杠41，两组丝杠可以完全相同，第二丝杠21的两端分别通过第二安装座22与相对应的两个第一丝杠41连接。第一驱动装置驱动两组第一丝杠41同步转动，以使第二丝杠21能够沿着Z轴方向平稳地移动。

在另一种可选的实施方式中，Z轴传动组件还包括第一滑轨43，第一滑轨43固定在柜体1内壁上并与第一丝杠41基本平行。可以在其中一个侧面上设置第一丝杠41，在与其相对的另一个侧面上设置第一滑轨43。第二丝杠21的一端通过第二安装座22与第一丝杠41连接，另一端通过与所述第一滑轨43相匹配的第一滑块与第一滑轨43连接。第一驱动装置带动第一丝杠41转动，第二安装座22和与之相连的第二丝杠21的一端随之沿第一丝杠41运动，带动第二丝杠21的另一端沿第一滑轨43运动。

第二丝杠21和第三丝杠31与柜体1底面基本平行地设置。第二丝杠21与第一丝杠41基本垂直地连接，第三丝杠31与第二丝杠21基本垂直地连接。由此可以确定本实施例中的X轴方向为垂直于第一丝杠41所在侧面的方向，Y轴方向为垂直于所述门口11所在侧面的方向。

当其中一个第一丝杠41设置在两个侧面形成的角落上时，与之相对应的另一个第一丝杠41或者第一滑轨43可以设置在与所述角落的对角上，则X轴方向与柜体1底面的一条对角线一致，Y轴方向与底面相平行且垂直于所述X轴方向。如果所述柜体1底面为正方形时，则X轴方向和Y轴方向分别与所述底面的两条对角线相一致。

由于第三丝杠31悬挂在第二丝杠21上，为使第三丝杠31能够平稳地移动，X轴传动组件还包括导杆23，导杆23与第二丝杠21基本平行，Z轴传动组件还包括第二滑轨44，第二滑轨44设置在第一丝杠41的侧向上并与第一丝杠41基本平行，每组第二滑轨44对称地设置在两个相对的侧面上。导杆23的两端分别通过与第二滑轨44相匹配的第二滑块与两个对应的第二滑轨44连接，从而使导杆23能够沿第二滑轨44移动。第三安装座32上还包括与导杆23相匹配的导向孔，导杆23穿过所述导向孔并能沿着导杆23滑动。第三安装座32上的所述导向孔和所述螺纹孔的位置相对固定，从而使第二丝杠21带动第三安装座32和第三丝杠31移动时导杆23能起到导向作用而防止第三丝杠31发生晃动。当然，也可以将所述导杆23替换为第二丝杠21，第三安装座32上的导向孔替换为相应的螺纹孔，第二驱动装置驱动多个第二丝杠21同步转动。所述第二滑轨44和第二滑块也可以分别被替换为第一丝杠41和第二安装座22，多个第一丝杠41受第一驱动装置驱动而同步转动。

图4是本发明实施例的风机组件5的立体结构示意图。如图4所示，优选地，风机51和连接座53可以通过球铰链52连接，并通过液压驱动或其它驱动方式驱动球铰链52的球头和球壳相对转动，使风机51能够绕球铰链52转动而获得空间上的三个转动自由度。由此，通过球铰链52和三轴移载机构相互配合工作，风机51能够具有空间上的六个自由度，从而使风机51能够到达三轴移载机构所限定范围内的各个位置对柜体1内部的部件进行清洁。

所述风机51可以是叶片式风扇、负压设备、吹吸两用风机51或其它能够吸气和/或吹气的设备。本实施例中的风机51为吹吸两用风机51，风机51对需要清理的位置吹气，使柜体1和器件上的灰尘扬起并分布空气中，然后风机51受控吸气，抽吸分布在柜体1内的灰尘。风机51与存储腔相连，通过吸气可以采集柜体1内的灰尘并收集到存储腔内。用户可以定期对所述存储腔进行清理。配电柜还可以设置粉尘传感器，控制器在粉尘传感器测得的粉尘浓度达到预定值时控制风机51吸气以降低粉尘浓度，防止粉尘腐蚀配电柜内的配电设备等器件。尤其是在矿山、面粉厂等含有较多爆炸性粉尘的环境中，降低配电柜中的粉尘浓度能有效减少粉尘爆炸事故的发生。此外，风机51还可以通过吸气清理柜体1内的水汽，防止柜体1内湿度过大加快器件的腐蚀。

风机组件5还可以包括收敛片。收敛片设置在风机51的开口处，与液压机构、电机或其它驱动连接，受控运动以改变风机51所产生气流的风向和流速。可选地，收敛片与风机51的开口边缘通过铰链连接，通过调节收敛片与风机51开口的夹角，可以调节风向，同时，在流量一定的情况下，风机51开口的开度的改变也能改变气流的流速。由此，风机组件5能够适应不同厚度的灰尘。

如图1-图2所示，优选地，本实施例的配电柜还包括通风装置，通风装置包括活动窗61和第四驱动装置。配电柜的柜体1上形成有窗口12，窗口12与活动窗61的尺寸相匹配，第四驱动装置受控驱动活动窗61运动以改变窗口12的开启度。当风机51受控吹气时，控制器可以控制活动窗61运动使窗口12打开，由此，灰尘可以直接通过活动窗61排出到配电柜外部。由于配电柜在设置时，门口11所朝向的位置通常有人员通过或设置了其它生产设备，因此，窗口12可以设置在与所述门口11相对或相交的一个侧面上，以防止吹出的灰尘对人员或其它生产设备产生不良影响。本实施例的窗口12设置在与门口11相对的侧面上。活动窗61可以通过移动或者翻转等方式控制窗口12的开启度。由于活动窗61翻转打开时会占据较大的空间，本实施例的活动窗61通过移动的方式控制窗口12的开启度。

第四驱动装置可以是各种适于驱动活动窗61移动的组件，例如拉线绞盘机构、齿轮齿条机构、凸轮连杆机构等。本实施例中的第四驱动装置为液压伸缩杆63，可以在实现较大的行程同时占用较小的空间。液压伸缩杆63的一端与活动窗61连接，另一端与柜体1或其它固定物体固定连接。液压伸缩杆63可以控制活动窗61沿X轴方向、Z轴方向或其它方向运动。由于配电柜的高度方向(即图中Z轴方向)通常具有较大的空间，本实施例的液压伸缩杆63控制活动窗61沿Z轴方向运动，能够使所述窗口12的尺寸设置得较大并且便于液压伸缩杆63的安装。可以在活动窗61的两侧对称地设置两个液压伸缩杆63，以使活动窗61的移动较为平稳。

窗口12的两侧可以设置导轨，液压伸缩杆63设置在导轨内，导轨为液压伸缩杆63的伸缩提供导向作用，防止伸缩杆工作时发生倾倒。为进一步提高活动窗61移动的平稳度，窗口12的两侧还设置有沿Z轴方向延伸的第三滑轨62，活动窗61相对应的两端上设置有第三滑块。液压伸缩杆63驱动活动窗61沿Z轴方向运动时，第三滑块也随之沿着第三滑轨62移动。第三滑轨62的长度应保证活动窗61受液压伸缩杆63驱动而运动到各个位置时，第三滑块均能保持在第三滑轨62上。

优选地，风机组件5上还可以固定设置毛刷，能够在风机组件5运动时对柜体1内的器件表面进行擦拭，以提升清洁效果。

本发明实施例的配电柜包括柜体、设置在柜体内的三轴移载机构和固定在三轴移载机构上的风机组件，通过三轴移载机构受控带动风机组件在柜体内运动，使风机组件具有空间上的三个移动自由度，通过设置球铰链连接风机与三轴移载机构，使风机具有空间上的三个转动自由度，从而使风机具有六自由度，能够到达柜体内的各个位置对配电柜内部进行清洁。由此，本发明实施例的技术方案能够提高配电柜内部的清洁效果和自动化水平，降低了人力成本，并有利于配电设备的安全运行。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种配电柜，其特征在于，包括：

柜体，所述柜体侧壁上具有门口和窗口，所述窗口设置在所述柜体的与所述门口相对或相交的一个侧面上；

通风装置，包括与所述窗口相匹配的活动窗以及第四驱动装置，所述第四驱动装置受控驱动所述活动窗移动以控制所述窗口的开启度；

风机组件，包括风机，所述风机为吹吸两用风机，所述风机与存储腔连接，所述风机被配置为在吹气扬起灰尘后受控吸气，采集灰尘并将灰尘收集到所述存储腔内；以及

三轴移载机构，设置在所述柜体内部，所述风机组件与所述三轴移载机构连接；

所述三轴移载机构包括X轴传动组件、Y轴传动组件和Z轴传动组件，所述X轴传动组件受控带动所述风机组件沿X轴移动，Y轴传动组件受控带动所述风机组件沿所述Y轴移动，Z轴传动组件受控带动所述风机组件沿所述Z轴移动，所述X轴、所述Y轴和所述Z轴分别对应于空间直角坐标系上的三个轴；

所述风机组件还包括连接座，所述连接座与所述三轴移载机构可移动地连接，所述风机通过球铰链与所述连接座连接；

其中，所述Z轴传动组件包括第一丝杠，沿所述Z轴方向布置，所述第一丝杠通过第一安装座固定设置在所述柜体内壁上；

所述X轴传动组件包括第二丝杠，沿所述X轴方向布置，所述第二丝杠通过第二安装座与所述第一丝杠可移动地连接；

所述Y轴传动组件包括第三丝杠，沿所述Y轴方向布置，所述第三丝杠通过第三安装座与所述第二丝杠可移动地连接，所述风机组件与所述第三丝杠可移动地连接；

所述风机组件上固定设置有毛刷；

所述风机组件还包括收敛片，与所述风机的开口可转动地连接，所述收敛片被配置为受控运动以调节所述风机产生气流的风向和/或流速；

所述配电柜还被配置为所述风机受控吹气时，所述第四驱动装置受控驱动所述活动窗移动以使所述窗口打开。

2.根据权利要求1所述的配电柜，其特征在于，

所述Z轴传动组件还包括：

第一驱动装置，被配置为驱动所述第一丝杠转动；

所述X轴传动组件还包括：

第二驱动装置，被配置为驱动所述第二丝杠转动；

所述Y轴传动组件还包括：

第三驱动装置，被配置为驱动所述第三丝杠转动以带动所述风机组件沿所述Y轴移动。

3.根据权利要求2所述的配电柜，其特征在于，所述X轴或所述Y轴或所述Z轴垂直于所述柜体的底面。

4.根据权利要求3所述的配电柜，其特征在于，所述Z轴传动组件包括至少两个第一丝杠，所述第一丝杠对称设置在所述柜体内的两侧，所述第一驱动装置还被配置为驱动所述第一丝杠同步转动。

5.根据权利要求3所述的配电柜，其特征在于，所述Z轴传动组件还包括第一滑轨，所述第一滑轨固定在所述柜体的内壁上，与所述第一丝杠相对设置；

所述第二丝杠还被配置为通过第一滑块与所述第一滑轨可移动地连接。

6.根据权利要求2所述的配电柜，其特征在于，所述Z轴传动组件还包括第二滑轨，所述第二滑轨固定在所述柜体的内壁上，与所述第一丝杠平行设置；

所述X轴传动组件还包括导杆，所述导杆与所述第二丝杠平行设置，所述导杆被配置为通过第二滑块与所述第二滑轨可移动地连接；

所述第三安装座还被配置为与所述导杆可移动地连接。

7.根据权利要求1所述的配电柜，其特征在于，所述第四驱动装置包括液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的一端与所述活动窗相连，另一端与所述柜体固定连接。

8.根据权利要求1或7所述的配电柜，其特征在于，所述窗口的两侧还设置有第三滑轨，所述活动窗上设置有与所述第三滑轨相匹配的第三滑块，所述第三滑块被配置为沿所述第三滑轨移动。

Images