CN113675780B - 手型按键装置及配电带电作业系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种手型按键装置及配电带电作业系统，属于配电工具技术领域，手型按键装置包括手型握持机构，用于握持电动操作工器具；感应单元，设于手型握持机构，用于感应手型握持机构的握持状态及电动操作工器具的工作状态；动作单元，设于手型握持机构，且与感应单元相连接，用于检测手型握持机构的握持状态并传递给感应单元，以控制手型握持机构的握持状态；按压触发机构，设于手型握持机构，且与感应单元相连接，当动作单元检测到手型握持机构的握持状态到位后，感应单元控制按压触发机构按压电动操作工器具的操作按键；以及远程遥控器，与感应单元相连接，用于控制手型握持机构的握持状态及按压触发机构的按压状态。

Description

手型按键装置及配电带电作业系统

技术领域

本发明属于配电工具技术领域，更具体地说，是涉及一种手型按键装置及配电带电作业系统。

背景技术

配网不停电作业需求越来越高，为了减轻作业人员的劳动强度，在配电带电作业中，电动操作工器具的使用得到了大力推广和普及。传统的配电带电作业中，电动操作工器具普遍手柄较短，由于配电线路相间距离较小，且同杆回路数较多，导致配电带电作业的作业人员难以在保持足够安全距离的条件下安全、正确、方便地使用电动操作工器具，限制了电动操作工器具的使用场景和配电带电作业的施工效率，严重情况下有危及作业人员及设备的安全可能性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种手型按键装置及配电带电作业系统，旨在解决配电带电作业的作业人员难以在保持足够安全距离的条件下安全、正确、方便地使用电动操作工器具，限制了电动操作工器具的使用场景和配电带电作业的施工效率，严重情况下有危及作业人员及设备的安全可能性的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

在第一方面，本发明提供一种手型按键装置，包括：手型握持机构，用于握持电动操作工器具；感应单元，设于所述手型握持机构，用于感应所述手型握持机构的握持状态及所述电动操作工器具的工作状态；动作单元，设于所述手型握持机构，且与所述感应单元相连接，用于检测所述手型握持机构的握持状态并传递给所述感应单元，以控制所述手型握持机构的握持状态；按压触发机构，设于所述手型握持机构，且与所述感应单元相连接，当所述动作单元检测到所述手型握持机构的握持状态到位后，所述感应单元控制所述按压触发机构按压所述电动操作工器具的操作按键；以及远程遥控器，与所述感应单元相连接，用于控制所述手型握持机构的握持状态及所述按压触发机构的按压状态。

在一些可能的实现方式中，所述感应单元包括与所述远程遥控器相连接的无线测控模块，以及与所述无线测控模块相连接的语音预警模块和定位模块；

其中，所述无线测控模块用于传递和检测所述远程遥控器、所述手型握持机构、所述按压触发机构、所述动作单元和所述电动操作工器具的信息；所述语音预警模块用于对所述电动操作工器具的工作状态、所述手型握持机构的握持状态和作业线路的电流状态进行实时播报与预警；所述定位模块用于实时定位所述电动操作工器具和所述手型握持机构的位置信息。

在一些可能的实现方式中，所述无线测控模块包括与所述远程遥控器相连接的无线电信号接发芯片，以及与所述无线电信号接发芯片相连接的设备状态检测芯片、霍尔电流传感器和电场强度传感器；

其中，所述无线电信号接发芯片用于传递所述设备状态检测芯片、所述霍尔电流传感器、所述电场强度传感器、所述远程遥控器、所述手型握持机构、所述按压触发机构和所述动作单元的信息；所述设备状态检测芯片用于实时检测所述电动操作工器具的工作状态；所述霍尔电流传感器用于检测所述作业线路的电流状态；所述电场强度传感器用于检测所述电动操作工器具和所述手型握持机构的近电距离。

在一些可能的实现方式中，所述动作单元包括与所述感应单元相连接的压力感应模块，所述压力感应模块用于将所述手型握持机构在握持所述电动操作工器具时产生的压力转换为控制信号，并与所述感应单元进行信息传递，控制所述手型握持机构的握持状态及所述按压触发机构的按压状态。

在一些可能的实现方式中，所述手型握持机构包括：手型绝缘本体，用于握持所述电动操作工器具；夹紧结构，设于所述手型绝缘本体，且与所述感应单元相连接；以及解锁结构，设于所述手型绝缘本体，且与所述夹紧结构、所述感应单元相连接；

当所述手型绝缘本体需要握持所述电动操作工器具时，所述感应单元控制所述夹紧结构使所述手型绝缘本体夹紧所述电动操作工器具，当所述手型绝缘本体需要松开所述电动操作工器具时，所述感应单元控制所述解锁结构解除所述夹紧结构。

在一些可能的实现方式中，所述按压触发机构包括设于所述手型握持机构的按压触发单元，所述按压触发单元与所述感应单元相连接。

在一些可能的实现方式中，所述按压触发单元包括多个设于所述手型握持机构的按压头，每个所述按压头彼此独立且均与所述感应单元相连接。

在一些可能的实现方式中，所述远程遥控器包括：遥控本体；无线电信号接发单元，与所述遥控本体相连接，且与所述感应单元相连接，用于传递所述遥控本体和所述感应单元之间的信息；以及显示屏幕，与所述遥控本体相连接，用于显示所述手型握持机构和所述电动操作工器具的三维动作信息。

在一些可能的实现方式中，所述遥控本体设有多个功能按键，或者，所述显示屏幕为触控式。

本发明提供的手型按键装置至少具有以下技术效果：与传统技术相比，本发明提供的手型按键装置，手型握持机构可以对大多数的通用电动操作工器具进行完全抓握，可以安全、牢固、正确、方便地操控电动操作工器具上的所有操作按键，动作单元可以检测手型握持机构的握持状态，并传递给感应单元，感应单元在获知手型握持机构的握持状态和电动操作工器具的工作状态之后，与远程遥控器进行信息交互，从而使远程遥控器控制手型握持机构的握持状态和按压触发机构的按压状态，通过远程遥控器可以实现对按键类电动操作工器具的触发控制，全程无需视线转移，安全性和可靠性高，对电动操作工器具的使用场景没有限制，提高了配电带电作业的施工效率，保证了作业人员及设备的安全性，具有良好的推广前景。

在第二方面，本发明还提供一种配电带电作业系统，包括：如上任一实施例所述的手型按键装置；以及若干个电动操作工器具，与所述手型按键装置配套设置。

本发明提供的配电带电作业系统包括如上任一实施例所述的手型按键装置，二者技术效果相同，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一实施例提供的手型按键装置的结构示意图；

图2为本发明一实施例提供的手型按键装置的系统示意图；

图3为本发明一实施例提供的配电带电作业系统的示意图。

附图标记说明：

100、手型按键装置        110、手型握持机构      111、手型绝缘本体

112、夹紧结构            113、解锁结构          120、感应单元

130、动作单元            140、按压触发机构      150、远程遥控器

200、配电带电作业系统    210、电动操作工器具

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“固定”、“设于”、“相连接”、“连接”等术语应做广义理解，例如，对于“相连接”的解释应为：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，可以是电连接，也可以是无线通信连接；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。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。本文中，所出现的电子控制器件包括但不限于各种处理功能芯片、比较功能芯片、传感器等。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。

请一并参阅图1至图3，现对本发明实施例提供的手型按键装置100及配电带电作业系统200进行说明。

请参阅图1和图2，本发明实施例提供了一种手型按键装置100，包括：手型握持机构110，用于握持电动操作工器具210；感应单元120，设于手型握持机构110，用于感应手型握持机构110的握持状态及电动操作工器具210的工作状态；动作单元130，设于手型握持机构110，且与感应单元120相连接，用于检测手型握持机构110的握持状态并传递给感应单元120，以控制手型握持机构110的握持状态；按压触发机构140，设于手型握持机构110，且与感应单元120相连接，当动作单元130检测到手型握持机构110的握持状态到位后，感应单元120控制按压触发机构140按压电动操作工器具210的操作按键；以及远程遥控器150，与感应单元120相连接，用于控制手型握持机构110的握持状态及按压触发机构140的按压状态。

可以理解的是，手型按键装置100还包括设于手型握持机构110的电源模块，该电源模块可以是充电电池，也可以是太阳能电池。手型握持机构110可以像人手一样抓持，能够更好地匹配不同种类的电动操作工器具210，实现更好的握持效果。

感应单元120将手型握持机构110、动作单元130和按压触发机构140与远程遥控器150关联在一起，进行彼此之间的信息交互。当然，手型握持机构110、动作单元130和按压触发机构140也可以直接与远程遥控器150进行信息交互。

本发明实施例提供的手型按键装置100至少具有以下技术效果：与传统技术相比，本发明实施例提供的手型按键装置100，手型握持机构110可以对大多数的通用电动操作工器具210进行完全抓握，可以安全、牢固、正确、方便地操控电动操作工器具210上的所有操作按键，动作单元130可以检测手型握持机构110的握持状态，并传递给感应单元120，感应单元120在获知手型握持机构110的握持状态和电动操作工器具210的工作状态之后，与远程遥控器150进行信息交互，从而使远程遥控器150控制手型握持机构110的握持状态和按压触发机构140的按压状态，通过远程遥控器150可以实现对按键类电动操作工器具210的触发控制，全程无需视线转移，安全性和可靠性高，对电动操作工器具210的使用场景没有限制，提高了配电带电作业的施工效率，保证了作业人员及设备的安全性，具有良好的推广前景。并且，整体装置结构简单，体积、质量较小，可靠性好，不易损坏，成本较低。

在一些可能的实施例中，感应单元120包括与远程遥控器150相连接的无线测控模块，以及与无线测控模块相连接的语音预警模块和定位模块；其中，无线测控模块用于传递和检测远程遥控器150、手型握持机构110、按压触发机构140、动作单元130和电动操作工器具210的信息；语音预警模块用于对电动操作工器具210的工作状态、手型握持机构110的握持状态和作业线路的电流状态进行实时播报与预警；定位模块用于实时定位电动操作工器具210和手型握持机构110的位置信息。

本实施例中，无线测控模块和远程遥控器150之间实现无线感应控制，提高了安全性和便利性。语音预警模块和定位模块可以通过无线测控模块与远程遥控器150进行信息交互，当然，也可以直接与远程遥控器150进行信息交互。语音预警模块能够及时地对各个状态进行播报，以提醒作业人员及时地调控远程遥控器150。定位模块可以是GPS定位模块、北斗定位模块等，可以实时地定位位置信息，并且通过远程遥控器150还可以设定预设路线，通过定位模块进行实时监测反馈，例如，以目标作业线路为X方向建立整体装置的三维动作坐标，实时定位整体装置的坐标位置。如此设置，实现了对电动操作工器具210三维动作信息的有效设定和记录。

在一些可能的实施例中，无线测控模块包括与远程遥控器150相连接的无线电信号接发芯片，以及与无线电信号接发芯片相连接的设备状态检测芯片、霍尔电流传感器和电场强度传感器；其中，无线电信号接发芯片用于传递设备状态检测芯片、霍尔电流传感器、电场强度传感器、远程遥控器150、手型握持机构110、按压触发机构140和动作单元130的信息；设备状态检测芯片用于实时检测电动操作工器具210的工作状态；霍尔电流传感器用于检测作业线路的电流状态；电场强度传感器用于检测电动操作工器具210和手型握持机构110的近电距离。

可以理解的是，设备状态检测芯片、霍尔电流传感器和电场强度传感器可以通过无线电信号接发芯片与远程遥控器150进行信息交互，也可以直接与远程遥控器150进行信息交互。无线电信号接发芯片用于发送和接收信号；设备状态检测芯片可以采集电动操作工器具210的电压、温度等工作参数，实时获取电动操作工器具210的工作状态，进而反馈给感应单元120，使远程遥控器150做出进一步地指示；电场强度传感器通过检测近电距离，可以提醒当前作业的危险程度，提高操作的安全性。

在一些可能的实施例中，动作单元130包括与感应单元120相连接的压力感应模块，压力感应模块用于将手型握持机构110在握持电动操作工器具210时产生的压力转换为控制信号，并与感应单元120进行信息传递，控制手型握持机构110的握持状态及按压触发机构140的按压状态。当然，动作单元130还包括用于安装压力感应模块的压力安装结构。

本实施例中，压力感应模块由多个压力传感器组成，可以理解的是，压力感应模块可以通过感应单元120向远程遥控器150传递信息，也可以直接向远程遥控器150传递信息。当手型握持机构110在握持电动操作工器具210时，将产生的不同的压力信号转换为不同的控制信号，从而使手型握持机构110握持地更紧或更松。同样地，也可以调整按压触发机构140按压地更紧或更松。

请参阅图1，在一些可能的实施例中，手型握持机构110包括：手型绝缘本体111，用于握持电动操作工器具210；夹紧结构112，设于手型绝缘本体111，且与感应单元120相连接；以及解锁结构113，设于手型绝缘本体111，且与夹紧结构112、感应单元120相连接；当手型绝缘本体111需要握持电动操作工器具210时，感应单元120控制夹紧结构112使手型绝缘本体111夹紧电动操作工器具210，当手型绝缘本体111需要松开电动操作工器具210时，感应单元120控制解锁结构113解除夹紧结构112。

可以理解的是，手型绝缘本体111为外壳式，将夹紧结构112、解锁结构113、动作单元130、感应单元120和按压触发机构140均收容在内部空间中，绝缘耐压等级可达到20kV，例如，夹紧结构112和解锁结构113均设于手型绝缘本体111的背部，动作单元130设于手型绝缘本体111的手心，感应单元120设于手型绝缘本体111的手腕，按压触发机构140设于手型绝缘本体111的手指。

夹紧结构112和解锁结构113均为机械器件和电子控制器件的组合，能够进行空间动作，也能够与感应单元120进行信息交互。组成夹紧结构112的机械器件具体可以是抱箍、卡爪、弹性片等，组成解锁结构113的机械器件具体可以是拨块、挡块等。

在一些可能的实施例中，按压触发机构140包括设于手型握持机构110的按压触发单元，按压触发单元与感应单元120相连接。可以理解的是，按压触发单元设于手型绝缘本体111内，通过对手型绝缘本体111握持电动操作工器具210的表面施加作用力，实现操作按键的按压效果。通过感应单元120对按压触发单元的控制，可以控制按压触发单元的动作。当然，也可以通过与手型握持机构110、动作单元130相连接而实现控制关系，还可以通过直接与远程遥控器150相连接而实现控制关系。

此外，按压触发机构140还包括用于将按压触发单元安装至手型绝缘本体111内的按压安装结构，具体可以是微型螺丝、卡扣、锁环等。

基于上述按压触发机构140，在一个具体的实施例中，按压触发单元包括多个设于手型握持机构110的按压头，每个按压头彼此独立且均与感应单元120相连接。本实施例中，按压触发单元包括多个按压头，多个按压头对应手型绝缘本体111的手指，具体对应手指的手指肚、手指关节等，能够实现不同操作按键的按压动作。

可以理解的是，按压头为机械器件和电子控制器件的组合，能够进行空间动作，也能够与感应单元120进行信息交互。按压触发单元还包括用于驱动按压头进行空间动作的按压驱动结构，具体可以是微型电机、齿轮副、丝杠副等，并且，按压驱动结构与感应单元120也相连接，进行信息交互，实现对按压头的驱动控制。

在一些可能的实施例中，远程遥控器150包括：遥控本体；无线电信号接发单元，与遥控本体相连接，且与感应单元120相连接，用于传递遥控本体和感应单元120之间的信息；以及显示屏幕，与遥控本体相连接，用于显示手型握持机构110和电动操作工器具210的三维动作信息。

具体而言，遥控本体包括收容壳体、指令输入结构和处理模块等，指令输入结构、处理模块、无线电信号接发单元、显示屏幕均设于收容壳体。指令输入结构、无线电信号接发单元、显示屏幕均与处理模块相连接，通过指令输入结构输入控制信息，经过处理模块处理之后，通过无线电信号接发单元发送控制信号，无线电信号接发单元还接收感应单元120的反馈信号，并通过处理模块处理，通过显示屏幕进行显示反馈。

基于上述远程遥控器150，在一个具体的实施例中，遥控本体设有多个功能按键，或者，显示屏幕为触控式。可以理解的是，功能按键和显示屏幕均可以作为指令输入结构，即，远程遥控器150可以通过按压不同的功能按键来实现指令的输入，也可以通过触控式的显示屏幕来实现指令的输入。

在上述实施例的基础上，在实际应用中，作业人员通过手持远程遥控器150可以遥控手型握持机构110实现对电动操作工器具210的牢固握持，在完全抓握并完全掌握电动操作工器具210上的所有操作按键后，当达到动作单元130内压力感应模块的信号发送要求值时，感应单元120内语音预警模块接收到信号，语音提示“已达最佳握持状态”并闭锁；感应单元120中相应传感器检测电动操作工器具210的工作状态和作业线路的电流状态满足电动操作工器具210作业条件允许阈值后，感应单元120内语音预警模块接收到信号，语音提示“可以开始作业”；当作业人员在利用远程遥控器150设定电动操作工器具210三维动作方向和距离后，远程无线感应按压触发单元，使按压头受力从而实现按压触发，电动操作工器具210开始作业；作业过程中感应单元120相应传感器实时进行近电感应距离监测，距离小于作业要求时语音预警，确保电动操作工器具210安全作业；当整个装置和电动操作工器具210沿设定方向的移动距离达到设定值时，停止作业，并语音提示“作业完成”；作业结束后解锁夹紧结构112安全释放电动操作工器具210。

当然，在实际应用中，并不局限于上述示例操作过程，还可以根据用户需求进行个性化设定。

基于同一发明构思，请参阅图3，本发明实施例还提供了一种配电带电作业系统200，包括：如上任一实施例所述的手型按键装置100；以及若干个电动操作工器具210，与手型按键装置100配套设置。

需要说明的是，本发明实施例中，电动操作工器具210可以是电动扳手、电动剪线钳、电动压线钳等，对此不做限制。同一手型按键装置100可以对应地握持不同种类的电动操作工器具210，满足使用的多样性和普遍性。

此外，配电带电作业系统200还包括用于使手型按键装置100在高空中自由移动的执行机构，该执行机构包括用于夹持在高空线杆或工具箱的夹持结构，以及用于在空中移动且与夹持结构连接的多轴结构，多轴结构与手型按键装置100中的手型握持机构110的端部连接。夹持结构和多轴结构均为机械构件和电子控制构件组合而成，与远程遥控器150采用无线通信方式进行信号交互，实现夹持、移位的效果。

并且，该执行机构还可以包括与夹持结构连接且与远程遥控器150连接的行走结构，该行走结构可以在高空线杆或工具箱行走，移动至更接近作业点的位置，然后再利用多轴结构进行手型按键装置100的移位和定位。

当然，可以理解的是，该执行机构也可以划分到手型按键装置100中，作为手型按键装置100的下属功能构件。

本发明实施例提供的配电带电作业系统200包括如上任一实施例所述的手型按键装置100，二者技术效果相同，在此不再赘述。

可以理解的是，上述实施例中的各部分可以进行自由地组合或删减以形成不同的组合实施例，在此不再赘述各个组合实施例的具体内容，在此说明之后，可以认为本发明说明书已经记载了各个组合实施例，能够支持不同的组合实施例。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.手型按键装置，其特征在于，包括：手型握持机构，用于握持电动操作工器具；感应单元，设于所述手型握持机构，用于感应所述手型握持机构的握持状态及所述电动操作工器具的工作状态；动作单元，设于所述手型握持机构，且与所述感应单元相连接，用于检测所述手型握持机构的握持状态并传递给所述感应单元，以控制所述手型握持机构的握持状态；按压触发机构，设于所述手型握持机构，且与所述感应单元相连接，当所述动作单元检测到所述手型握持机构的握持状态到位后，所述感应单元控制所述按压触发机构按压所述电动操作工器具的操作按键；以及远程遥控器，与所述感应单元相连接，用于控制所述手型握持机构的握持状态及所述按压触发机构的按压状态；

所述感应单元包括与所述远程遥控器相连接的无线测控模块，以及与所述无线测控模块相连接的语音预警模块和定位模块；

其中，所述无线测控模块用于传递和检测所述远程遥控器、所述手型握持机构、所述按压触发机构、所述动作单元和所述电动操作工器具的信息；

所述语音预警模块用于对所述电动操作工器具的工作状态、所述手型握持机构的握持状态和作业线路的电流状态进行实时播报与预警；

所述定位模块用于实时定位所述电动操作工器具和所述手型握持机构的位置信息；

所述手型握持机构包括：

手型绝缘本体，用于握持所述电动操作工器具；

夹紧结构，设于所述手型绝缘本体，且与所述感应单元相连接；以及

解锁结构，设于所述手型绝缘本体，且与所述夹紧结构、所述感应单元相连接；

当所述手型绝缘本体需要握持所述电动操作工器具时，所述感应单元控制所述夹紧结构使所述手型绝缘本体夹紧所述电动操作工器具，当所述手型绝缘本体需要松开所述电动操作工器具时，所述感应单元控制所述解锁结构解除所述夹紧结构。

2.如权利要求1所述的手型按键装置，其特征在于，所述无线测控模块包括与所述远程遥控器相连接的无线电信号接发芯片，以及与所述无线电信号接发芯片相连接的设备状态检测芯片、霍尔电流传感器和电场强度传感器；

其中，所述无线电信号接发芯片用于传递所述设备状态检测芯片、所述霍尔电流传感器、所述电场强度传感器、所述远程遥控器、所述手型握持机构、所述按压触发机构和所述动作单元的信息；

所述设备状态检测芯片用于实时检测所述电动操作工器具的工作状态；

所述霍尔电流传感器用于检测所述作业线路的电流状态；

所述电场强度传感器用于检测所述电动操作工器具和所述手型握持机构的近电距离。

3.如权利要求1所述的手型按键装置，其特征在于，所述动作单元包括与所述感应单元相连接的压力感应模块，所述压力感应模块用于将所述手型握持机构在握持所述电动操作工器具时产生的压力转换为控制信号，并与所述感应单元进行信息传递，控制所述手型握持机构的握持状态及所述按压触发机构的按压状态。

4.如权利要求1所述的手型按键装置，其特征在于，所述按压触发机构包括设于所述手型握持机构的按压触发单元，所述按压触发单元与所述感应单元相连接。

5.如权利要求4所述的手型按键装置，其特征在于，所述按压触发单元包括多个设于所述手型握持机构的按压头，每个所述按压头彼此独立且均与所述感应单元相连接。

6.如权利要求1所述的手型按键装置，其特征在于，所述远程遥控器包括：

遥控本体；

无线电信号接发单元，与所述遥控本体相连接，且与所述感应单元相连接，用于传递所述遥控本体和所述感应单元之间的信息；以及

显示屏幕，与所述遥控本体相连接，用于显示所述手型握持机构和所述电动操作工器具的三维动作信息。

7.如权利要求6所述的手型按键装置，其特征在于，所述遥控本体设有多个功能按键。

8.如权利要求6所述的手型按键装置，其特征在于，所述显示屏幕为触控式。

9.配电带电作业系统，其特征在于，包括：

如权利要求1至8任一项所述的手型按键装置；以及

若干个电动操作工器具，与所述手型按键装置配套设置。

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