CN112017903A - 一种永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置，包括驱动装置、操作头、摆臂机构、吸附定位组件和控制模块，操作头安装在驱动装置的工作端，驱动装置通过摆臂机构连接在回转平行支座上，回转平行支座与吸附定位组件连接，驱动装置、摆臂机构中的动力部件与控制模块电连接；工作时，吸附定位组件吸附连接在环网柜的侧壁上，操作头的工作端插入到负荷开关操作孔中，驱动装置带动所述操作头旋转带动负荷开关合闸。本发明构思巧妙，可折叠结构摆臂实现任意位置固定，通用性强，便于收纳和携带，通过气弹簧辅助压紧可防止操作头脱出，同时实现对不同型号负荷开关的操作，自动化按钮控制，替代人工完成负荷开关的分合闸操作。

Description

一种永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置

技术领域

本发明涉及遥控操作装置领域；尤其涉及一种永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置。

背景技术

负荷开关、10kV配电系统中重要的电气设备；通过旋转负荷开关的分合闸转轴；可实现对负荷开关的分合闸操作；传统上；这些操作都、由人工通过手动操作手柄完成的；需要操作人员贴近负荷开关进行操作；一旦在操作过程中发生负荷开关短路；就可能威胁到操作人员的生命安全。针对这一问题；也出现过外置式的操作机构；但普遍存在兼容性差的问题；只能匹配某一种型号的负荷开关；无法实现一机多用。

发明内容

本发明的目的、提供一种永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置，解决的问题。

为解决上述技术问题；本发明采用如下技术方案：

本发明一种永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置，包括驱动装置、操作头、摆臂机构、吸附定位组件和控制模块，所述操作头安装在所述驱动装置的工作端，所述驱动装置通过减速器固定板连接在所述摆臂机构的一端，所述摆臂机构的另一端通过回转平行支座与所述吸附定位组件连接在一起，所述驱动装置、所述摆臂机构中的动力部件与所述控制模块电连接；工作时，所述吸附定位组件吸附连接在环网柜的侧壁上，所述操作头的工作端插入到负荷开关操作孔中，所述驱动装置带动所述操作头旋转带动负荷开关合闸。

进一步的，所述驱动装置包括减速电机和行星减速器，所述减速电机和所述行星减速器传动连接在一起，所述行星减速器通过锁紧螺栓连接在所述减速器固定板的一侧，所述操作头与所述行星减速器的输出端连接在一起，所述减速电机的外部设置有电机壳和电机壳后盖，所述电机壳后盖卡紧连接在所述电机壳上后罩在所述减速电机上。

再进一步的，所述行星减速器的输出端设置为方形柱，所述操作头的连接端设置有方形槽，所述方形柱嵌入连接到所述方形槽内。

再进一步的，所述摆臂机构设置为可折叠结构，包括一级水平摆臂、方形回转平行支座、第一气弹簧撑杆、第二气弹簧撑杆、第一平行摆臂杆、第二平行摆臂杆和两个锁紧手柄，所述一级水平摆臂的一端通过锁紧螺栓连接在所述减速器固定板上，一级水平摆臂的另一端通过第一水平回转轴可旋转的连接在所述方形回转平行支座上，所述第一平行摆臂杆和第二平行摆臂杆上下平行排布，第一平行摆臂杆和第二平行摆臂杆的一端连接在所述方形回转平行支座上，另一端通过回转平行支座板连接在所述回转平行支座上，所述方形回转平行支座上设置有与所述第一平行摆臂杆配合的第一锁紧手柄，所述回转平行支座板设置有与所述第二平行摆臂杆配合的第二锁紧手柄；所述第一气弹簧撑杆和第二气弹簧撑杆的两端通过气弹簧支撑轴连接在所述回转平行支座板、所述方形回转平行支座上。

再进一步的，所述气弹簧支撑轴包括第一气弹簧支撑轴和第二气弹簧支撑轴，所述第一气弹簧撑杆和第二气弹簧撑杆分布在所述第一平行摆臂杆和第二平行摆臂杆的两侧，所述第一气弹簧撑杆和第二气弹簧撑杆的一端通过所述第一气弹簧支撑轴铰接在所述方形回转平行支座的下部，所述第一气弹簧撑杆和第二气弹簧撑杆的另一端通过所述第二气弹簧支撑轴铰接在所述回转平行支座板的上部。

再进一步的，所述方形回转平行支座设置为U型架，所述U型架的水平板中间设置有第一水平回转轴安装孔，所述第一水平回转轴安装在所述第一水平回转轴安装孔内，所述U型架的两个竖直板上设置有气弹簧支撑轴孔和第一锁紧手柄孔，所述第一气弹簧支撑轴贯穿连接在所述气弹簧支撑轴孔上，所述第一锁紧手柄贯穿所述第一锁紧手柄孔后连接在所述第一平行摆臂杆上。

再进一步的，所述回转平行支座板对称设置有两块，所述回转平行支座板通过回转平行支座板固定螺栓连接在所述回转平行支座上。

再进一步的，所述吸附定位组件包括多个永磁吸盘和一个连接底盘，所述连接底盘通过第二水平回转轴连接在所述回转平行支座上，多个所述永磁吸盘通过永磁吸盘固定螺丝连接在所述连接底盘的底面上。

再进一步的，所述连接底盘的圆环套上设置有定位用的第二水平回转轴固定螺栓，所述永磁吸盘的顶面上设置有定位圆台，所述定位圆台嵌入到所述连接底盘底面的定位槽后通过所述永磁吸盘固定螺丝紧固。

再进一步的，所述连接底盘包括底部的四爪板和顶部的连接柱，所述四爪板和所述连接柱一体成型或固定连接在一起，所述四爪板上设置有四个永磁吸盘固定螺丝孔，所述连接柱的中心设置为第二水平回转轴安装孔，所述连接柱的侧壁上设置有与所述第二水平回转轴安装孔贯通的第二水平回转轴固定螺栓孔。

与现有技术相比；本发明的有益技术效果：

本发明一种永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置，包括驱动装置、操作头、摆臂机构、吸附定位组件和控制模块，操作头安装在驱动装置的工作端，驱动装置通过摆臂机构连接在回转平行支座上，回转平行支座与吸附定位组件连接在一起，驱动装置、所述摆臂机构中的动力部件与所述控制模块电连接；工作时，吸附定位组件贴合吸附在环网柜的侧壁上，操作头的工作端插入到负荷开关操作孔中，驱动装置带动操作头顺时针旋转带动负荷开关合闸。鉴于现有技术的缺陷，替代人工完成负荷开关的分合闸操作。具体的，摆臂机构设置为可折叠结构，包括一级水平摆臂、方形回转平行支座、第一气弹簧撑杆、第二气弹簧撑杆、第一平行摆臂杆、第二平行摆臂杆和两个锁紧手柄，使用时该摆臂机构处于展开状态，工作结束后该摆臂机构处于折叠状态，便于收纳和携带，采用两级回转轴加水平摆臂的结构，可实现任意位置固定，通用性强；通过更换操作头可以实现对不同型号负荷开关的操作；吸附定位组件包括多个永磁吸盘和一个连接底盘，采用永磁吸盘作为固定，可适用于大部分环网柜；采用气弹簧辅助压紧结构，可防止操作过程中操作头脱出；采用无线遥控方式控制，可确保工作人员安全。总的来说，本发明构思巧妙，可折叠结构摆臂实现任意位置固定，通用性强，便于收纳和携带，通过气弹簧辅助压紧可防止操作头脱出，同时实现对不同型号负荷开关的操作，自动化按钮控制，替代人工完成负荷开关的分合闸操作。

附图说明

下面结合附图说明对本发明作进一步说明。

图1为本发明永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置示意图；

图2为本发明永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置爆炸图；

图3为本发明使用状态示意图；

图4为本发明连接底盘结构示意图；

图5为本发明方形回转平行支座结构示意图；

附图标记说明：1、电机壳后盖；2、电机壳；3、减速器固定板；4、行星减速器；5、操作头；6、锁紧螺栓；7、一级水平摆臂；8、第一水平回转轴；9、方形回转平行支座；10、第一锁紧手柄；11、第一气弹簧撑杆；12、第二气弹簧撑杆；13、第一平行摆臂杆；14、第二平行摆臂杆；15、回转平行支座；16、连接底盘；17、第二锁紧手柄；18、永磁吸盘；19、减速电机；20、控制模块；21、第一气弹簧支撑轴；22、第二气弹簧支撑轴；23、第二水平回转轴；24、永磁吸盘固定螺丝；25、回转平行支座板；26、回转平行支座板固定螺栓；27、第二水平回转轴固定螺栓；30、环网柜；31、负荷开关操作孔；

16-1、永磁吸盘固定螺丝孔；16-2、第二水平回转轴安装孔；16-3、第二水平回转轴固定螺栓孔；

9-1、第一水平回转轴安装孔；9-2、第一锁紧手柄孔；9-3、气弹簧支撑轴孔。

具体实施方式

如图1-5所示，一种永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置，包括驱动装置、操作头5、摆臂机构、吸附定位组件和控制模块20，所述操作头5安装在所述驱动装置的工作端，所述驱动装置通过减速器固定板3连接在所述摆臂机构的一端，所述摆臂机构的另一端通过回转平行支座15与所述吸附定位组件连接在一起，所述驱动装置、所述摆臂机构中的动力部件与所述控制模块20电连接，具体的该控制模块20安装在所述摆臂机构的一级水平摆臂7的内孔中；工作时，所述吸附定位组件吸附连接在环网柜30的侧壁上，所述操作头5的工作端插入到负荷开关操作孔31中，所述驱动装置带动所述操作头5旋转带动负荷开关合闸。该永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置操作头的最大输出力矩为120Nm，最不利工况下作用在四边形底盘上的水平方向力为300N，安全系数1.67，垂直方向力为200N，安区系数为5。

如图1、2所示，所述驱动装置包括减速电机19和行星减速器4，所述减速电机19和所述行星减速器4传动连接在一起，所述行星减速器4通过锁紧螺栓6连接在所述减速器固定板3的一侧，所述操作头5与所述行星减速器4的输出端连接在一起，所述减速电机19的外部设置有电机壳2和电机壳后盖1，所述电机壳后盖1卡紧连接在所述电机壳2上后罩在所述减速电机19上。具体的，所述行星减速器4的输出端设置为方形柱，所述操作头5的连接端设置有方形槽，所述方形柱嵌入连接到所述方形槽内，与常规的1/2尺寸套筒工具兼容，便于实现不同型号的操作头的替换，且该定位连接方式稳定，不易发生转动。具体的，所述电机壳后盖1和电机壳2的材料为PVC板，质轻安装方便快，所述减速电机19采用775减速电动机转速200rpm，最大输出力矩7.5Nm，驱动电压为12V，行星减速器4具体采用60行星减速器，该驱动装置体积小，重量低，便于悬挂支撑。

具体的，所述摆臂机构设置为可折叠结构，包括一级水平摆臂7、方形回转平行支座9、第一气弹簧撑杆11、第二气弹簧撑杆12、第一平行摆臂杆13、第二平行摆臂杆14和两个锁紧手柄，所述一级水平摆臂7的一端通过锁紧螺栓6连接在所述减速器固定板3上，一级水平摆臂7的另一端通过第一水平回转轴8可旋转的连接在所述方形回转平行支座9上，所述第一平行摆臂杆13和第二平行摆臂杆14上下平行排布，第一平行摆臂杆13和第二平行摆臂杆14的一端连接在所述方形回转平行支座9上，另一端通过回转平行支座板25连接在所述回转平行支座15上，所述方形回转平行支座9上设置有与所述第一平行摆臂杆13配合的第一锁紧手柄10，所述回转平行支座板25设置有与所述第二平行摆臂杆14配合的第二锁紧手柄17；所述第一气弹簧撑杆11和第二气弹簧撑杆12的两端通过气弹簧支撑轴连接在所述回转平行支座板25、所述方形回转平行支座9上。具体的，一级水平摆臂7可围绕第一水平回转轴8旋转；第一平行摆臂杆13、第二平行摆臂杆14构成一个平行四边形，可以实现上下自由运动；回转平行支座15可围绕第二水平回转轴23自由旋转；由一级水平摆臂7、第一平行摆臂杆13、第二平行摆臂杆14、回转平行支座15、方形回转平行支座9构成的机械结构，可使操作头5到达平面上的任意一点；其中气弹簧撑杆的作用是将整一级水平摆臂7、方形回转平行支座9压向环网柜30的柜面，防止工作过程中操作头5从负荷开关操作孔31中脱出。

具体的，所述气弹簧支撑轴包括第一气弹簧支撑轴21和第二气弹簧支撑轴22，所述第一气弹簧撑杆11和第二气弹簧撑杆12分布在所述第一平行摆臂杆13和第二平行摆臂杆14的两侧，所述第一气弹簧撑杆11和第二气弹簧撑杆12的一端通过所述第一气弹簧支撑轴21铰接在所述方形回转平行支座9的下部，所述第一气弹簧撑杆11和第二气弹簧撑杆12的另一端通过所述第二气弹簧支撑轴22铰接在所述回转平行支座板25的上部。

如图5所示，所述方形回转平行支座9设置为U型架，所述U型架的水平板中间设置有第一水平回转轴安装孔9-1，所述第一水平回转轴8安装在所述第一水平回转轴安装孔9-1内，所述U型架的两个竖直板上设置有气弹簧支撑轴孔9-3和第一锁紧手柄孔9-2，所述第一气弹簧支撑轴21贯穿连接在所述气弹簧支撑轴孔9-3上，所述第一锁紧手柄10贯穿所述第一锁紧手柄孔9-2后连接在所述第一平行摆臂杆13上。

所述回转平行支座板25对称设置有两块，所述回转平行支座板25通过回转平行支座板固定螺栓26连接在所述回转平行支座15上。

所述吸附定位组件包括多个永磁吸盘18和一个连接底盘16，所述连接底盘16通过第二水平回转轴23连接在所述回转平行支座15上，多个所述永磁吸盘18通过永磁吸盘固定螺丝24连接在所述连接底盘16的底面上。所述连接底盘16的圆环套上设置有定位用的第二水平回转轴固定螺栓27，所述永磁吸盘18的顶面上设置有定位圆台，所述定位圆台嵌入到所述连接底盘16底面的定位槽后通过所述永磁吸盘固定螺丝24紧固。如图4所示，所述连接底盘16包括底部的四爪板和顶部的连接柱，所述四爪板和所述连接柱一体成型或固定连接在一起，所述四爪板上设置有四个永磁吸盘固定螺丝孔16-1，所述连接柱的中心设置为第二水平回转轴安装孔16-2，所述连接柱的侧壁上设置有与所述第二水平回转轴安装孔16-2贯通的第二水平回转轴固定螺栓孔16-3。具体的，该连接底盘16可设置为三爪、四爪或五爪结构，永磁吸盘18的数量与连接底盘16的爪数相匹配，保证吸附作业稳定可靠即可。具体的，其中一个实施例为四边形的连接底盘上固定有四个75mm永磁吸盘，可抵抗500N的水平方向力、1000N垂直方向力。

具体的，减速器固定板3的材料为6061铝合金，操作头5的材料为45号钢，一级水平摆臂7、第一水平回转轴8、方形回转平行支座9、连接底盘16、第二水平回转轴23、回转平行支座板15的材料均为6061铝合金，第一平行摆臂杆13、第二平行摆臂杆14的材料为6063铝合金型材，采取铣削、车削方式加工，加工方便快捷。第一锁紧手柄10和第二锁紧手柄17的螺纹为M6*60，手柄头为梅花形；第一气弹簧撑杆11和第二气弹簧撑杆12的支撑力均为100N；永磁吸盘18的外径为75mm，内置12个钕铁硼圆形磁体，其余连接用的螺栓或螺钉为外采购的标准件。

本发明的工作过程如下：

如图3所示，以负荷开关合闸操作为例，首先工作人员将永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置吸附在环网柜30的表面，松开第一锁紧手柄10、第二锁紧手柄17，将操作头5对准负荷开关操作孔31并插入固定，旋紧第一锁紧手柄10、第二锁紧手柄17，此时，永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置即达到工作预备状态；

工作人员撤离至安全区域，按动遥控器上的合闸按钮，永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置的操作头在减速电机19和行星减速器4的驱动下顺时针旋转，将负荷开关合闸，合闸到位后，工作人员按下遥控器的停止按钮，永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置即停止转动。

然后，工作人员松开第一锁紧手柄10、第二锁紧手柄17，将操作头3从负荷开关操作孔中拔出，将永磁吸盘取下，然后一级水平摆臂7、第一平行摆臂杆13、第二平行摆臂杆14折叠后收起，同时第一气弹簧撑杆11和第二气弹簧撑杆12收缩归位，即可完成整套装置的撤收。

本发明控制模块20与设备的控制中心电连接，通过控制中心的按钮实现控制，减速电机19采用调压调速的工作模式，控制方式为无线遥控，通过无线方式控制减速电动机的转速与方向，起到调节操作速度的作用，该自动化操作方便快捷。

以上所述的实施例仅、对本发明的优选方式进行描述；并非对本发明的范围进行限定；在不脱离本发明设计精神的前提下；本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进；均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置，其特征在于：包括驱动装置、操作头(5)、摆臂机构、吸附定位组件和控制模块(20)，所述操作头(5)安装在所述驱动装置的工作端，所述驱动装置通过减速器固定板(3)连接在所述摆臂机构的一端，所述摆臂机构的另一端通过回转平行支座(15)与所述吸附定位组件连接在一起，所述驱动装置、所述摆臂机构中的动力部件与所述控制模块(20)电连接；工作时，所述吸附定位组件吸附连接在环网柜(30)的侧壁上，所述操作头(5)的工作端插入到负荷开关操作孔(31)中，所述驱动装置带动所述操作头(5)旋转带动负荷开关合闸。

2.根据权利要求1所述的永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置，其特征在于：所述驱动装置包括减速电机(19)和行星减速器(4)，所述减速电机(19)和所述行星减速器(4)传动连接在一起，所述行星减速器(4)通过锁紧螺栓(6)连接在所述减速器固定板(3)的一侧，所述操作头(5)与所述行星减速器(4)的输出端连接在一起，所述减速电机(19)的外部设置有电机壳(2)和电机壳后盖(1)，所述电机壳后盖(1)卡紧连接在所述电机壳(2)上后罩在所述减速电机(19)上。

3.根据权利要求2所述的永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置，其特征在于：所述行星减速器(4)的输出端设置为方形柱，所述操作头(5)的连接端设置有方形槽，所述方形柱嵌入连接到所述方形槽内。

4.根据权利要求1所述的永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置，其特征在于：所述摆臂机构设置为可折叠结构，包括一级水平摆臂(7)、方形回转平行支座(9)、第一气弹簧撑杆(11)、第二气弹簧撑杆(12)、第一平行摆臂杆(13)、第二平行摆臂杆(14)和两个锁紧手柄，所述一级水平摆臂(7)的一端通过锁紧螺栓(6)连接在所述减速器固定板(3)上，一级水平摆臂(7)的另一端通过第一水平回转轴(8)可旋转的连接在所述方形回转平行支座(9)上，所述第一平行摆臂杆(13)和第二平行摆臂杆(14)上下平行排布，第一平行摆臂杆(13)和第二平行摆臂杆(14)的一端连接在所述方形回转平行支座(9)上，另一端通过回转平行支座板(25)连接在所述回转平行支座(15)上，所述方形回转平行支座(9)上设置有与所述第一平行摆臂杆(13)配合的第一锁紧手柄(10)，所述回转平行支座板(25)设置有与所述第二平行摆臂杆(14)配合的第二锁紧手柄(17)；

所述第一气弹簧撑杆(11)和第二气弹簧撑杆(12)的两端通过气弹簧支撑轴连接在所述回转平行支座板(25)、所述方形回转平行支座(9)上。

5.根据权利要求4所述的永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置，其特征在于：所述气弹簧支撑轴包括第一气弹簧支撑轴(21)和第二气弹簧支撑轴(22)，所述第一气弹簧撑杆(11)和第二气弹簧撑杆(12)分布在所述第一平行摆臂杆(13)和第二平行摆臂杆(14)的两侧，所述第一气弹簧撑杆(11)和第二气弹簧撑杆(12)的一端通过所述第一气弹簧支撑轴(21)铰接在所述方形回转平行支座(9)的下部，所述第一气弹簧撑杆(11)和第二气弹簧撑杆(12)的另一端通过所述第二气弹簧支撑轴(22)铰接在所述回转平行支座板(25)的上部。

6.根据权利要求5所述的永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置，其特征在于：所述方形回转平行支座(9)设置为U型架，所述U型架的水平板中间设置有第一水平回转轴安装孔(9-1)，所述第一水平回转轴(8)安装在所述第一水平回转轴安装孔(9-1)内，所述U型架的两个竖直板上设置有气弹簧支撑轴孔(9-3)和第一锁紧手柄孔(9-2)，所述第一气弹簧支撑轴(21)贯穿连接在所述气弹簧支撑轴孔(9-3)上，所述第一锁紧手柄(10)贯穿所述第一锁紧手柄孔(9-2)后连接在所述第一平行摆臂杆(13)上。

7.根据权利要求5所述的永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置，其特征在于：所述回转平行支座板(25)对称设置有两块，所述回转平行支座板(25)通过回转平行支座板固定螺栓(26)连接在所述回转平行支座(15)上。

8.根据权利要求1所述的永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置，其特征在于：所述吸附定位组件包括多个永磁吸盘(18)和一个连接底盘(16)，所述连接底盘(16)通过第二水平回转轴(23)连接在所述回转平行支座(15)上，多个所述永磁吸盘(18)通过永磁吸盘固定螺丝(24)连接在所述连接底盘(16)的底面上。

9.根据权利要求8所述的永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置，其特征在于：所述连接底盘(16)的圆环套上设置有定位用的第二水平回转轴固定螺栓(27)，所述永磁吸盘(18)的顶面上设置有定位圆台，所述定位圆台嵌入到所述连接底盘(16)底面的定位槽后通过所述永磁吸盘固定螺丝(24)紧固。

10.根据权利要求8所述的永磁吸附式电动负荷开关遥控操作装置，其特征在于：所述连接底盘(16)包括底部的四爪板和顶部的连接柱，所述四爪板和所述连接柱一体成型或固定连接在一起，所述四爪板上设置有四个永磁吸盘固定螺丝孔(16-1)，所述连接柱的中心设置为第二水平回转轴安装孔(16-2)，所述连接柱的侧壁上设置有与所述第二水平回转轴安装孔(16-2)贯通的第二水平回转轴固定螺栓孔(16-3)。

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