CN113359772B - 一种电气自动化控制柜状态巡检机器人 - Google Patents

一种电气自动化控制柜状态巡检机器人 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电气自动化控制柜状态巡检机器人，涉及电气自动化设备领域，技术方案为，包括底盘，底盘的两侧分别设置两个行走轮，行走轮通过设置在底盘内的行走电机驱动，底盘的上表面中部设置升降柱，升降柱的上端设置传动机构；传动机构包括固定设置在升降柱上端的固定块，固定块上滑动连接导轨，导轨的中部转动连接丝杆，丝杆与固定块螺纹连接，导轨的一侧固定设置丝杆电机；导轨远离丝杆电机的一端固定设置用于整个装置固定的稳定机构，靠近稳定机构的导轨上设置用于电气自动化控制柜断开开关状态调节的执行机构。本发明的有益效果是：确保了操作人员的安全，结构简单，便于操作，减少了操作人员的劳动强度和人力成本。

Description

一种电气自动化控制柜状态巡检机器人
技术领域
本发明涉及电气自动化控制柜设备领域，特别涉及一种电气自动化控制柜状态巡检机器人。
背景技术
上锁挂牌LOTO(Lock Out Tag Out)一直以来是设备安全使用中重要的一项安全标准，全球大多数的生产企业都会要求维修人员遵守这个上锁挂牌操作，避免设备在维修过程中意外开启造成安全事故，以保证人员在维修设备过程中的安全性。
现有的上锁挂牌的执行方法，一般采用简单的机械锁以及指示牌配合，对设备的能源开关进行上锁挂牌的相关操作，其中，这需要完全依靠个人行为的实施，如此会存在许多忽视的因素，例如：人员安全意识的松懈，会经常出现忘记上锁挂牌、故意不上锁挂牌、上锁挂牌随意等违规操作行为，这些都是造成企业设备使用安全事故发生的原因之一，普遍企业都对此存在监管难、监管效果差的现象。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种电气自动化控制柜状态巡检机器人。
其技术方案为，包括底盘，所述底盘的两侧分别设置两个行走轮，所述行走轮通过设置在所述底盘内的行走电机驱动，所述底盘的上表面中部设置升降柱，所述升降柱的上端设置传动机构；
所述传动机构包括固定设置在升降柱上端的固定块，所述固定块上滑动连接导轨，所述导轨的中部转动连接丝杆，所述丝杆与所述固定块螺纹连接，所述导轨的一侧固定设置丝杆电机，所述丝杆电机的电机轴与所述丝杆同轴固定连接；
所述导轨远离所述丝杆电机的一端固定设置用于整个装置固定的稳定机构，靠近所述稳定机构的所述导轨上设置用于电气自动化控制柜断开开关状态调节的执行机构。
优选为，所述执行机构包括固定设置在所述导轨一端的安装架，所述安装架上设置用于电气自动化控制柜断开开关状态调节的调节机构，所述调节机构的一侧滑动设置电动夹爪，所述电动夹爪的固定部与所述安装架滑动连接，所述电动夹爪的固定部与所述安装架之间设置电动推杆，所述电动推杆的固定端与所述安装架固定连接，活动端与所述电动夹爪的固定部固定连接，所述电动夹爪的夹持部上活动设置用于电气自动化控制柜挂牌上锁的上锁机构。
优选为，所述调节机构包括固定设置在所述安装架上的旋转电机，所述旋转电机的电机轴上同轴固定设置旋转块，所述旋转块背离所述旋转电机的一侧中部开设通槽，所述通槽与所述断开开关的旋钮对应。
优选为，所述上锁机构包括锁体，所述锁体内部中空，所述锁体的一侧开设凹槽，所述所体内部设置上锁单元，所述锁体的上表面两侧对向设置滑槽，所述滑槽内滑动连接盖板，所述盖板的一侧设置槽口，所述槽口与所述凹槽对应；
还包括设置在所述锁体一侧的安全锁，所述安全锁的锁头与所述盖板插接。
优选为，所述上锁单元包括转动设置在所述凹槽一侧的连杆，所述连杆靠近所述凹槽的一端设置弧形的挂持部，所述挂持部背离所述连杆的一端阵列设置若干个第一棘齿；所述凹槽的另一侧设置紧固件，所述紧固件朝所述连杆的一侧固定设置若干个第二棘齿，所述第一棘齿与所述第二棘齿对应；
靠近所述紧固件的一侧锁体内转动设置支撑杆，所述支撑杆的一端与所述锁体转动连接，另一端与所述挂持部的一端相抵；
所述连杆远离所述挂持部的一端与所述锁体的内壁之间设置拉簧；
所述紧固件背离所述第二棘齿的一侧与所述锁体的内壁之间设置弹簧。
优选为，所述锁体背离所述凹槽的一侧固定设置环形的挂钩，所述挂钩上活动连接扎带，所述扎带上活动连接安全吊牌。
优选为，所述稳定机构包括固定设置在所述导轨上的支撑板，所述支撑板的两端分别固定设置一个吸附器，所述吸附器位于背离所述导轨的一侧，所述吸附器为电磁铁或真空吸盘。
优选为，所述固定块的上端设置摄像头，所述摄像头的摄像端朝向所述执行机构。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：电气自动化控制柜的上锁挂牌无需人工近距离操作，确保了操作人员的安全，结构简单，便于操作，减少了操作人员的劳动强度和人力成本，避免了人工上锁挂牌的不确定性，提高了设备检修的安全性和稳定性。
附图说明
图1为本发明实施例的整体结构示意图。
图2为图1的A部分放大示意图。
图3为本发明实施例的执行机构和断开开关位置关系示意图。
图4为本发明实施例的上锁机构示意图。
图5为本发明实施例的锁体内部结构示意图一。
图6为本发明实施例的锁体内部结构示意图二。
其中，附图标记为：1、底盘；1-1、行走轮；1-2、升降柱；1-3、传动机构；1-31、固定块；1-32、导轨；1-33、丝杆；1-34、丝杆电机；1-4、稳定机构；1-41、支撑板；1-42、吸附器；2、执行机构；2-1、安装架；2-2、调节机构；2-21、旋转电机；2-22、旋转块；2-23、通槽；2-24、；2-3、电动夹爪；2-4、上锁机构；2-41、锁体；2-42、凹槽；2-43、盖板；2-44、槽口；2-45、安全锁；2-5、上锁单元；2-51、连杆；2-52、挂持部；2-53、第一棘齿；2-54、紧固件；2-55、第二棘齿；2-56、支撑杆；2-57、拉簧；2-58、弹簧；2-6、挂钩；2-7、扎带；2-8、安全吊牌； 3、摄像头；4、断开开关；4-1、旋钮；4-2、锁孔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。当然，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。此外，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明创造的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
实施例1
参见图1至图6，本发明提供一种电气自动化控制柜状态巡检机器人包括底盘1，底盘1的两侧分别设置两个行走轮1-1，行走轮1-1通过设置在底盘1内的行走电机驱动，底盘1的上表面中部设置升降柱1-2，升降柱1-2为电动升降柱，升降柱1-2的上端设置传动机构1-3；
传动机构1-3包括固定设置在升降柱1-2上端的固定块1-31，固定块1-31上滑动连接导轨1-32，导轨1-32的中部转动连接丝杆1-33，丝杆1-33与固定块1-31螺纹连接，导轨1-32的一侧固定设置丝杆电机1-34，丝杆电机1-34的电机轴与丝杆1-33同轴固定连接；
导轨1-32远离丝杆电机1-34的一端固定设置用于整个装置固定的稳定机构1-4，靠近稳定机构1-4的导轨1-32上设置用于电气自动化控制柜断开开关4状态调节的执行机构2。
升降柱1-2和传动机构1-3能够提高装置的使用范围，在不移动底盘1的状态下使执行机构2靠近断开开关4；通过丝杆1-33电机驱动丝杆1-33进行旋转，从而驱动导轨1-32在固定块1-31上进行移动，从而带动执行机构2靠近控制柜，通过执行机构2对控制柜的断开开关4进行上锁挂牌操作的。
执行机构2包括固定设置在导轨1-32一端的安装架2-1，安装架2-1上设置用于电气自动化控制柜断开开关4状态调节的调节机构2-2，调节机构2-2的一侧滑动设置电动夹爪2-3，电动夹爪2-3的固定部与安装架2-1滑动连接，电动夹爪2-3的夹持部背离导轨1-32设置，电动夹爪2-3的固定部与安装架2-1之间设置电动推杆，电动推杆的固定端与安装架2-1固定连接，活动端与电动夹爪2-3的固定部固定连接，电动夹爪2-3的夹持部上活动设置用于电气自动化控制柜挂牌上锁的上锁机构2-4。
电动夹爪2-3便于对上锁机构2-4进行夹持，调节机构2-2对断开开关4的状态调节完成后，断开开关4上的锁孔4-2与旋钮4-1上的锁孔4-2对应时，电动推杆启动，带动电动夹爪2-3靠近断开开关4，通过上锁机构2-4对断开开关4进行上锁作业，避免人员误操作断开开关4导致危险的发生。
调节机构2-2包括固定设置在安装架2-1上的旋转电机2-21，旋转电机2-21的电机轴上同轴固定设置旋转块2-22，旋转块2-22背离旋转电机2-21的一侧中部开设通槽2-23，通槽2-23与断开开关4的旋钮4-1对应。断开开关4的旋钮4-1在工作状态时为竖直状态，通过逆时针旋转90度，使旋钮4-1呈水平状态时，断开开关4断开，整个电气自动化控制柜断电，便于对电气自动化控制柜进行检修作业。
通槽2-23套设在旋钮4-1的外侧，旋转电机2-21启动，旋转电机2-12为减速电机，减速电机能够减少转速增加扭矩，便于对旋钮4-1进行旋转，带动旋钮4-1旋转90度，使旋钮4-1上的锁孔4-2与断开开关4上的锁孔4-2位置对应，便于后期对断开开关4进行上锁挂牌操作。
上锁机构2-4包括锁体2-41，锁体2-41内部中空，锁体2-41的一侧开设凹槽2-42，所体内部设置上锁单元2-5，锁体2-41的上表面两侧对向设置滑槽，滑槽内滑动连接盖板2-43，盖板2-43的一侧设置槽口2-44，槽口2-44与凹槽2-42对应；
还包括设置在锁体2-41一侧的安全锁2-45，安全锁2-45的锁头与盖板2-43插接。通过盖板2-43对锁体2-41的内部结构进行防护，提高上锁机构2-4工作的安全性，避免无关人员打开上锁机构2-4从而导致危险的发生。
上锁单元2-5包括转动设置在凹槽2-42一侧的连杆2-51，连杆2-51靠近凹槽2-42的一端设置弧形的挂持部2-52，挂持部2-52背离连杆2-51的一端阵列设置若干个第一棘齿2-53；凹槽2-42的另一侧设置紧固件2-54，紧固件2-54朝连杆2-51的一侧固定设置若干个第二棘齿2-55，第一棘齿2-53与第二棘齿2-55对应；
靠近紧固件2-54的一侧锁体2-41内转动设置支撑杆2-56，支撑杆2-56的一端与锁体2-41转动连接，另一端与挂持部2-52的一端相抵，支撑杆2-56与锁体2-41的连接处设置扭簧，扭簧能够保持支撑杆2-56的位置状态，使上锁机构2-4在未使用时始终保持与挂持部2-52相抵；
连杆2-51远离挂持部2-52的一端与锁体2-41的内壁之间设置拉簧2-57；支撑杆2-56脱离夹持部后，在拉簧2-57的作用下，夹持部插入断开开关4的锁孔4-2内，对断开开关4进行上锁；
紧固件2-54背离第二棘齿2-55的一侧与锁体2-41的内壁之间设置弹簧2-58；弹簧2-58向紧固件2-54施加压力，使紧固件2-54靠近挂持部2-52，在挂持部2-52插入断开开关4的锁孔4-2内时，紧固件2-54能够与挂持部2-52紧贴，第一棘齿2-53与第二棘齿2-55啮合，确保挂持部2-52能够牢固的插在断开开关4的锁孔4-2内；
在需要对断开开关进行上锁时，首先将上锁机构2-4放置到电动夹爪2-3内，电动夹爪2-3的夹持部夹持上锁机构2-4，通过启动电动推杆，推动电动夹爪2-3向断开开关4的一侧移动，推动凹槽2-42套设在锁孔4-2的固定架上，固定架推开支撑杆2-56，支撑杆2-56与连杆2-51分离，连杆2-51在拉簧2-57的作用下移动，使得挂持部2-52插入锁孔4-2内并与紧固件2-54相贴，第一棘齿2-53与第二棘齿2-55互相啮合，此时上锁机构2-4完成对断开开关的锁定，避免别人误操作。
在需要取下上锁机构2-4时，由工作者通过钥匙打开安全锁2-45，锁头脱离盖板2-43，通过滑动盖板2-43，暴露出锁体2-41的内部结构，通过操作者扳动紧固件2-54的活动端，使第二棘齿2-55脱离第一棘齿2-53，再扳动连杆2-51的一端，使连杆2-51的挂持部2-52远离凹槽2-42，从而取下锁体2-41，锁体2-41脱离断开开关4后，支撑杆2-56在扭簧的作用下回复原位，松开连杆2-51，挂持部2-52与支撑杆2-56的一端相抵，便于下一次使用上锁机构2-4，关闭盖板2-43，安全锁2-45的锁头插入盖板2-43内，通过安全锁2-45对上锁机构2-4的内部进行防护，避免外界环境对上锁机构2-4造成影响，影响使用的安全性。
锁体2-41背离凹槽2-42的一侧固定设置环形的挂钩2-6，挂钩2-6上活动连接扎带2-7，扎带2-7上活动连接安全吊牌2-8。
安全吊牌2-8与挂钩2-6通过扎带2-7活动连接，提高安全吊牌2-8连接的快速连接，同时也能够由操作者依据现场的实际情况对安全吊牌2-8的状态和信息进行更换，提高使用的便捷性。
稳定机构1-4包括固定设置在导轨1-32上的支撑板1-41，支撑板1-41的两端分别固定设置一个吸附器1-42，吸附器1-42位于背离导轨1-32的一侧，吸附器1-42为电磁铁或真空吸盘。
电气自动化控制柜的柜体为金属材质，外表涂刷油漆，表面光滑无异物，便于电磁铁吸附或真空吸盘进行吸附。通过吸附器1-42吸附电气自动化控制柜的柜体，使装置和柜体之间形成稳固连接，保证装置在工作时与控制柜间的位置固定，吸附器1-42工作时，吸附器1-42产生吸附力，将导轨1-32牢固的固定在控制柜上，便于执行机构2对断开开关4进行操作。
固定块1-31的上端设置摄像头3，摄像头3的摄像端朝向执行机构2。通过摄像头3识别执行机构2与断开开关4的位置，通过摄像头3将采集到的图形图像信息实时传输至遥控终端，也可以通过主机自动对图像信号进行识别处理，进而操控升降柱1-2与传动机构1-3移动，使得执行机构2不断靠近断开开关4。
本发明使用时，通过远程启动该装置，通过遥控终端控制该装置移动到待巡检的电气自动化控制柜前方，通过摄像头3识别执行机构2与断开开关4之间的距离，通过控制升降柱1-2与传动机构1-3使调节机构2-2的旋转块2-22的旋转轴与旋钮4-1的旋转轴同轴，并将旋转块2-22套接在旋钮4-1的外侧，此时，稳定结构1-4与电气自动化控制柜的柜体相贴，吸附器1-42启动，使装置牢固的固定在控制柜的柜体上；通过调节机构2-2带动旋钮4-1逆时针旋转90度，断开开关4断开，控制柜断电。
电动推杆启动，电动推杆推动电动夹爪2-3向断开开关4的一侧移动，推动凹槽2-42套设在锁孔4-2的固定架上，固定架推开支撑杆2-56，支撑杆2-56与连杆2-51分离，连杆2-51在拉簧2-57的作用下移动，使得挂持部2-52插入锁孔4-2内并与紧固件2-54相贴，第一棘齿2-53与第二棘齿2-55互相啮合，此时上锁机构2-4完成对断开开关的锁定，避免别人误操作。
上锁挂牌完成后，电动夹爪2-3脱离上锁机构2-4，升降柱1-2和传动机构1-3复位，再操控装置离开控制柜，再由工作人员对控制柜进行维修检修操作。
以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，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 (3)

1.一种电气自动化控制柜状态巡检机器人，其特征在于，包括底盘(1)，所述底盘(1)的两侧分别设置两个行走轮(1-1)，所述行走轮(1-1)通过设置在所述底盘(1)内的行走电机驱动，所述底盘(1)的上表面中部设置升降柱(1-2)，所述升降柱(1-2)的上端设置传动机构(1-3)；
所述传动机构(1-3)包括固定设置在升降柱(1-2)上端的固定块(1-31)，所述固定块(1-31)上滑动连接导轨(1-32)，所述导轨(1-32)的中部转动连接丝杆(1-33)，所述丝杆(1-33)与所述固定块(1-31)螺纹连接，所述导轨(1-32)的一侧固定设置丝杆电机(1-34)，所述丝杆电机(1-34)的电机轴与所述丝杆(1-33)同轴固定连接；
所述导轨(1-32)远离所述丝杆电机(1-34)的一端固定设置用于整个装置固定的稳定机构(1-4)，靠近所述稳定机构(1-4)的所述导轨(1-32)上设置用于电气自动化控制柜断开开关(4)状态调节的执行机构(2)；
所述执行机构(2)包括固定设置在所述导轨(1-32)一端的安装架(2-1)，所述安装架(2-1)上设置用于电气自动化控制柜断开开关(4)状态调节的调节机构(2-2)，所述调节机构(2-2)的一侧滑动设置电动夹爪(2-3)，所述电动夹爪(2-3)的固定部与所述安装架(2-1)滑动连接，所述电动夹爪(2-3)的固定部与所述安装架(2-1)之间设置电动推杆，所述电动推杆的固定端与所述安装架(2-1)固定连接，活动端与所述电动夹爪(2-3)的固定部固定连接，所述电动夹爪(2-3)的夹持部上活动设置用于电气自动化控制柜挂牌上锁的上锁机构(2-4)；
所述上锁机构(2-4)包括锁体(2-41)，所述锁体(2-41)内部中空，所述锁体(2-41)的一侧开设凹槽(2-42)，所述锁体(2-41)内部设置上锁单元(2-5)；
所述上锁单元(2-5)包括转动设置在所述凹槽(2-42)一侧的连杆(2-51)，所述连杆(2-51)靠近所述凹槽(2-42)的一端设置弧形的挂持部(2-52)，所述挂持部(2-52)背离所述连杆(2-51)的一端阵列设置若干个第一棘齿(2-53)；所述凹槽(2-42)的另一侧设置紧固件(2-54)，所述紧固件(2-54)朝所述连杆(2-51)的一侧固定设置若干个第二棘齿(2-55)，所述第一棘齿(2-53)与所述第二棘齿(2-55)对应；
靠近所述紧固件(2-54)的一侧锁体(2-41)内转动设置支撑杆(2-56)，所述支撑杆(2-56)的一端与所述锁体(2-41)转动连接，另一端与所述挂持部(2-52)的一端相抵；
所述连杆(2-51)远离所述挂持部(2-52)的一端与所述锁体(2-41)的内壁之间设置拉簧(2-57)，所述紧固件(2-54)背离所述第二棘齿(2-55)的一侧与所述锁体(2-41)的内壁之间设置弹簧(2-58)。
2.根据权利要求1所述的电气自动化控制柜状态巡检机器人，其特征在于，所述调节机构(2-2)包括固定设置在所述安装架(2-1)上的旋转电机(2-21)，所述旋转电机(2-21)的电机轴上同轴固定设置旋转块(2-22)，所述旋转块(2-22)背离所述旋转电机(2-21)的一侧中部开设通槽(2-23)，所述通槽(2-23)与所述断开开关(4)的旋钮(4-1)对应。
3.根据权利要求1所述的电气自动化控制柜状态巡检机器人，其特征在于，所述锁体(2-41)的上表面两侧对向设置滑槽，所述滑槽内滑动连接盖板(2-43)，所述盖板(2-43)的一侧设置槽口(2-44)，所述槽口(2-44)与所述凹槽(2-42)对应；
还包括设置在所述锁体(2-41)一侧的安全锁(2-45)，所述安全锁(2-45)的锁头与所述盖板(2-43)插接。
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