CN117347034B - 一种开关柜的机械特性综合测试仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开关柜的机械特性综合测试仪。其包括安装在基架内的储能供电模块、伺服电机驱动模块、电源模块、电路控制保护模块，基架下方设有移动锁定模块，基架上方通过高度调节模块与测试平台组合，测试平台上设有控制电路机箱和对接锁定模块，控制电路机箱上设有显示操作单元、启停控制模块、通信对接模块、数据打印单元和测试驱动模块，控制电路机箱的一侧设有磁吸可视化监测模块。本发明具有的优点是：本发明采用自主研发的测试驱动模块集成了开关小车驱动单元和接地开关驱动单元，实现一台设备可以同时完成开关小车和接地开关的机械特性的各项数据的测试，结合磁吸可视化监测模块解决了开关柜内狭小空间无法观测柜内机构状态的问题。

Description

一种开关柜的机械特性综合测试仪

技术领域

本发明涉及电气设备检测仪器技术领域，更具体地，尤其是涉及一种开关柜的机械特性综合测试仪。

背景技术

开关柜是一种用于控制、保护和监测电路、电气的设备，具有保护电气设备、隔离故障电路、实现远程控制和自动化控制等功能，是电力系统中不可或缺的重要设备，其主要用于工矿企业、建筑物、住宅区、商业中心等场所的配电系统中。

开关柜的应用型号众多，其中，KYN开关柜（全称为"KYN28A-12"型交流金属封闭开关设备）是中国电力行业常见的一种产品，被广泛应用于各种工业和民用建筑的配电系统中。

开关柜通常由主回路单元、控制回路单元、辅助回路单元和电流互感器等组成。KYN开关柜主体由钣金件拼装，再将电气控制元器件组装到柜体内部装配而成，在KYN开关柜生产完成后需要对KYN开关柜的机械特性进行检测，符合出厂标准才可以交付给用户投入使用。

KYN开关柜在装配的时候需要把开关小车与接地开关机构内置安装于KYN开关柜体内，但是由于开关柜主体是由多件钣金拼装组合在一起，拼装过程存在钣金折弯偏差、机柜拼装误差等因素，这会因素会导致开关小车与接地开关机构安装到柜体时也出现偏差，从而导致开关小车与接地开关机构在运动过程中出现卡涩、运动不到位或者受力不均导致零件损坏，影响开关柜的正常使用，所以在生产的时候，需要在开关小车与接地开关机构安装在KYN开关柜后对它们运动过程的机械特性数据进行检测，判断安装后的开关小车与接地开关机构与柜体之间的装配契合度是否在正常安装误差之内，保证设备出厂的可靠性和安全性。

在对开关柜的机械特性进行检测的时候，针对开关小车工作过程中需要对其行进时间、驱动扭矩、驱动电流、堵转电流等数据进行采集及记录，针对接地开关工作过程中需要对其驱动扭矩、驱动电流、旋转角度、堵转电流等数据进行采集及记录，在采集两者的机械特性数据作为检测的依据及后续研发生产的参考，将检测到的各项数据与出厂标准进行对比之后判断两者的机械特性是否符合出厂要求。

但是现有开关小车与接地开关的普遍都是手动操作结构，当需要对开关柜进行机械特性及使用寿命检测实验时通过手动来操作，当需要对开关小车与接地开关的进行机械特性及使用寿命的测试实验时通过手动来操作，传统测试实验方法是通过检测人员的操作手感或者借助力矩扳手来判断开关小车与接地开关安装是否准确、传动是否顺畅，这样检测手段存在很大误差和主观意识判断，造成出厂产品机械特性一致性差，质量不稳定，手动操作耗时耗力，检测效率低下等问题，特别是开关小车上梅花触头的张紧力会影响与静触头啮合的接触面积，若啮合时张紧力不够会导致梅花触头与静触头接触不良，造成局部发热过高，易老化及发生爆炸事故，仅依靠检测人员的手动操作检测很难准确了测试出开关小车上梅花触头与静触头啮合度是否符合标准，而且开关小车及接地开关机构涉及多个传动及连接部件，传动及连接部件多数安装在柜内狭窄空间之中，检测人员在检测设备时难以观察到这些部件连接是否完好，运动是否顺畅，对个别故障问题难以定位故障位置和故障原因。

故需要研发一种能快速与开关柜的开关小车和接地开关连接进行高效准确驱动检测，并能按照不同检测需求随意拆装对开关柜柜体内部进行监视操作，满足检测人员的全面检验需求的工装检测设备。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有开关柜检测应用领域存在的问题，提供一种操作方便，与开关柜对接组合便捷，测试项目内容全面，检测效率高，检测结果准确，能够适用于不同测试高度柜体，检测操作安全性高的开关柜的机械特性综合测试仪。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种开关柜的机械特性综合测试仪，包括安装在基架内的储能供电模块、伺服电机驱动模块、电源模块、电路控制保护模块，所述电源模块与所述基架上的充电接口连接，所述储能供电模块、所述伺服电机驱动模块、所述电路控制保护模块与所述电源模块连接，所述伺服电机驱动模块与所述储能供电模块连接，储能供电模块用于储存电能，为测试仪供电。电源模块用于控制管理储能供电模块的充放电。电路控制保护模块实现对测试仪电路的控制和保护。

进一步的，所述基架下方设有移动锁定模块，移动锁定模块用于测试仪的移动和与开关柜完成对接后的位置锁定。所述基架上方通过高度调节模块与测试平台组合，高度调节模块用于测试仪的测试平台的升降，适应不同高度的开关柜的测试对接位置需求。所述测试平台与所述基架之间设有走线管，走线管用于基架内与测试平台之间的各个模块单元连接引导。

进一步的，所述测试平台上设有控制电路机箱和对接锁定模块，控制电路机箱用于控制测试仪的动作及反馈测试数据。对接锁定模块用于将测试仪与开关柜的对接定位及定位后紧固锁定测试仪与开关柜的相对位置。所述控制电路机箱上设有显示操作单元、启停控制模块、通信对接模块、数据打印单元和测试驱动模块，所述控制电路机箱的一侧设有磁吸可视化监测模块，所述启停控制模块与所述电路控制保护模块连接，测试驱动模块用于对开关柜的机械特性进行驱动，所述测试驱动模块包括开关小车驱动单元和接地开关驱动单元，开关小车驱动单元用于驱动及测试开关小车的机械特性，接地开关驱动单元用于驱动及测试接地开关的机械特性，所述控制电路机箱通过所述走线管连接所述伺服电机驱动模块、所述测试驱动模块及所述储能供电模块，所述测试驱动模块包括固定底座、限位筒、弹簧、滑块、阶梯螺栓、伺服电机、行星减速器、联轴器、导向轴套、驱动连接轴，所述导向轴套通过所述联轴器安装在所述行星减速器的驱动端，所述行星减速器与所述伺服电机的传动端组合，行星减速器用于为伺服电机进行减速并提高输出驱动测试扭矩的作用，所述行星减速器与所述伺服电机固定安装在所述滑块下方，所述限位筒设置在所述固定底座的限位槽内，所述弹簧套设在所述限位筒上，所述弹簧的一端抵靠在所述限位槽的内壁，所述弹簧的另一端抵靠所述伺服电机的后端，所述滑块两侧开有滑动导向孔，所述阶梯螺栓的螺柱安装在所述滑动导向孔内，所述滑块通过所述阶梯螺栓滑动安装在固定底座上，伺服电机、行星减速器与滑块固定安装在一起，随滑块完成左右移动，配合弹簧实现形成的压缩和复位联动。所述驱动连接轴的延长连轴插入安装在所述导向轴套的连接开口内，所述驱动连接轴的连接端设有旋转轴组合卡口，驱动连接轴用于安装至开关柜的开关小车及接地开关的旋转轴上进行延长并起到连接导向的作用，导向轴套用于测试仪与安装至开关柜的开关小车及接地开关的旋转轴上的驱动连接轴对接插入时起到组合导向作用，所述延长连轴的组合连接端为圆头四角轴，通过圆头四角轴使驱动连接轴更加容易的安装到导向轴套内，所述对接锁定模块包括设置在所述控制电路机箱组合前端的定位销和锁定钩，所述定位销通过翻转连杆转动安装在所述控制电路机箱前端，所述锁定钩的操作端部设置在所述控制电路机箱的后端。定位销用于在测试仪与开关柜连接时起到对位导向的作用，进一步的，不同电流等级的开关小车的定位销的定位间距不同，根据连接的电流等级的开关小车的定位孔的距离将对用定位间距的定位销旋转出来，方便进行对位导向对接组合。锁定钩用于在测试仪与开关柜对位连接完成后锁定测试仪与开关柜的相对位置，避免测试的时候测试仪与开关柜发生位移。

优选地，所述磁吸可视化监测模块包括磁吸支架、安装在磁吸支架的角度旋转支架上的图像获取单元和补光单元，所述磁吸可视化监测模块通过通讯供电连接线（包括网线和电源线）连接至所述控制电路机箱。磁吸支架将磁吸可视化监测模块吸附在开关柜内的金属板上，使用的时候可以根据不同监测需求安装在开关柜内的任意位置上并通过角度旋转支架调整图像获取单元的监测角度。

优选地，所述导向轴套的连接开口为喇叭形外扩开口，所述连接开口的内侧设有弧形导向面，对接的时候，弧形导向面先与圆头四角轴的圆弧端面接触，使导向轴套沿着圆头四角轴的圆弧接触端面调整对接方向，顺着喇叭形外扩开口插入至导向轴套内，更加准确方便地引导导向轴套与驱动连接轴完成对接插入动作，所述连接开口的内部设有由两个四角开口交叉组合成的八角的星型缺口，所述星型缺口与所述驱动连接轴的所述圆头四角轴为嵌入卡位组合，在圆头四角轴插入至连接开口内部时，圆头四角轴的圆弧接触端面先与星型缺口接触，通过圆弧接触端面的引导转动小角度后使星型缺口快速转动时与圆头四角轴的边角对齐，让圆头四角轴顺利地插入至星型缺口内，最终完成导向轴套与驱动连接轴的对位插入组合。通过星型缺口的设计让处于不同角度的导向轴套可以更加快速地与驱动连接轴的延长连轴对齐并对接组合在一起，使测试驱动模块能够快速准确的完成与开关小车及接地开关的驱动对接动作，且保障测试驱动模块能够更加稳固地开关小车及接地开关进行后续机械特性测试。

优选地，所述接地开关驱动单元上方设有机盖，保护接地开关驱动单元并避免操作测试人员接触接地开关驱动单元起到安全防护的作用。

优选地，所述驱动连接轴包括开关小车连接轴和接地开关连接轴，分别用于与开关小车及接地开关的旋转轴对接并延长开关小车及接地开关的旋转轴。

优选地，所述高度调节模块包括连接设置在所述基架与所述测试平台之间的螺杆和设置在所述基架上与所述螺杆配合的梅花调节螺母，所述螺杆升降安装在所述梅花调节螺母中，针对不同检测高度的开关柜柜型，只需转动梅花调节螺母升降调节螺杆的支撑高度进而达到调节连接安装在螺杆上方的测试平台的测试高度，就可以实现便捷调节测试平台高度使测试平台上的开关小车驱动单元和接地开关驱动单元能够准确的地与不同高度的开关柜的开关小车及接地开关对接，以便更好的完成对开关柜的机械特性的检测。

优选地，所述启停控制模块包括设置在所述控制电路机箱的操作面板上的启停按钮和急停按钮，所述通信对接模块包括设置在所述控制电路机箱的操作面板上的USB接口、网络接口、航插座。

优选地，所述锁定钩的操作端部上设有握持胶木球，起到绝缘防护的作用，更好的保护检测人员在操作时的人身安全，让检测人员能够方便的操作锁定钩完成对测试仪的测试位置的固定。

优选地，所述电路控制保护模块包括继电器和微型断路器，继电器与急停按钮及电源模块连接，继电器通过与急停按钮联动在紧急情况切断伺服电机驱动模块的电源，继电器通过与电源模块配合进行供电方式的切换，微型断路器连接储能供电模块、伺服电机驱动模块、电源模块，控制充电安全，更好起到控制调控及保护测试仪，避免测试仪的各个模块单元因测试意外情况导致损坏。

优选地，所述移动锁定模块包括定向移动单元和万向移动单元，所述万向移动单元上设有锁定装置。定向移动单元和万向移动单元配合让检测人员可以更加便捷的移动测试仪至对应的测试位置，快速地调整测试位置，在测试位置确定之后能够直接锁定测试仪的位置对开关柜进行机械特性测试。

与现有技术相比，本发明具有的优点是：

本发明提供的开关柜的机械特性综合测试仪采用自主研发的测试驱动模块，能够根据测试需求持续稳定地完成对开关柜的机械特性的检测，测试驱动模块与开关柜的开关小车及接地开关连接卡位组合方便准确，结合对接锁定模块在与开关柜对接时对位更加精确，定位固定更加牢固。

本发明提供的开关柜的机械特性综合测试仪的测试驱动模块集成了开关小车驱动单元和接地开关驱动单元，实现一台设备可以同时完成开关小车和接地开关的机械特性的各项数据的测试，同时结合高度调节模块，使设备能够满足不同柜高的开关柜的测试要求，检测通用性高。

本发明提供的开关柜的机械特性综合测试仪的开关小车驱动单元和接地开关驱动单元由伺服电机驱动模块控制，测试驱动模块可以直接通过电动方式驱动开关小车和接地开关进行动作运行，能有效地检测开关小车与接地开关的操作过程中的机械特性数据（包括动作扭矩、动作转速、行进时间、电流大小、旋转角度、动作行程等），让检测人员能够快速判断检测的开关柜的机械特性是否符合出厂标准，解决了传统测试方法存在的测试误差大，导致产品一致性差，质量不稳定等问题。由开关柜的机械特性综合测试仪测试得到的各项数据可以作为出厂检验数据存储或通过数据打印单元打印后一并提供给客户，同时检测得到的测试数据累计后也能帮助研发人员更有针对性的对设备进行改进，进一步的使设备的结构更加完善，给客户提供更好更安全的使用体验。

本发明提供的开关柜的机械特性综合测试仪还集成了磁吸可视化监测模块，可以将磁吸支架块吸附于开关柜内的任意位置，结合磁吸支架与角度旋转支架的监测角度调节配合，由图像获取单元获取柜内监测机构的状态通过通讯供电连接线传输到控制电路机箱在显示操作单元进行显示，让检测人员可以通过获取的视频画面直观的观察被监测机构的传动运动轨迹，检测人员能够更加准确掌握柜内各个机构的运行动作状态，在遇到故障时能够更加快速的定位故障位置和得出故障原因，解决了开关柜内狭小空间无法观测掌握柜内机构状态的问题。

本发明提供具有可移动、可充电式的开关柜的机械特性综合测试仪，通过移动锁定模块让检测人员在移动进行检测操作时更加容易，在测试仪移动到位后能够更加快速地完成检测位置的锁定，同时储能供电模块在充满电后可以供给检测人员使用一天的时间。

进一步的，本发明提供的开关柜的机械特性综合测试仪可用于开关柜的寿命测试，相较于传统对开关柜的开关小车及接地开关进行寿命测试时通过人工手动操作，使用发明提供的开关柜的机械特性综合测试仪进行寿命测试可解决人工手动操作输出力矩不一致的问题，同时节约人力和时间成本，有效地提高测试效率，通过本发明测试得到的多组数据进行综合对比分析后获得测试结果的更加可靠检测准确度机有效性更高。

本发明提供的开关柜的机械特性综合测试仪还具有对接操作组合快速，检测操作便捷，测试项目全面，检测结果直观准确，测试操作安全的优点。

附图说明

图1是本发明的开关柜的机械特性综合测试仪的主视结构示意图。

图2是本发明的开关柜的机械特性综合测试仪的俯视结构示意图。

图3是本发明的开关柜的机械特性综合测试仪的右视结构示意图。

图4是本发明的开关柜的机械特性综合测试仪的驱动单元结构示意图。

图5是本发明的开关柜的机械特性综合测试仪的驱动单元侧视结构示意图。

图6是本发明的开关柜的机械特性综合测试仪的驱动单元爆炸示意图。

图7是本发明的开关柜的机械特性综合测试仪的导向轴套结构示意图。

图8是本发明的开关柜的机械特性综合测试仪的导向轴套的星型缺口示意图。

图9是本发明的开关柜的机械特性综合测试仪的导向轴套与连接轴连接示意图。

图10是本发明的开关柜的机械特性综合测试仪的连接轴与开关柜旋转轴对接示意图。

图11是本发明的开关柜的机械特性综合测试仪的开关小车驱动单元与开关小车的旋转轴组合分离状态示意图。

图12是本发明的开关柜的机械特性综合测试仪的接地开关驱动单元与接地开关的旋转轴组合分离状态示意图。

图13是本发明的开关柜的机械特性综合测试仪与开关柜的组合状态示意图。

图14是本发明的开关柜的机械特性综合测试仪的定位销、锁定钩与开关柜组合示意图。

图15是本发明的开关柜的机械特性综合测试仪的磁吸可视化监测模块结构示意图。

图16是本发明的开关柜的机械特性综合测试仪的磁吸可视化监测模块安装示意图。

图17是本发明的开关柜的机械特性综合测试仪的电气原理示意图。

附图标号说明：

储能供电模块-1，伺服电机驱动模块-2，电源模块-3，电路控制保护模块-4，移动锁定模块-5，高度调节模块-6，走线管-7，控制电路机箱-8，对接锁定模块-9，显示操作单元-10，启停控制模块-11，通信对接模块-12，数据打印单元-13，测试驱动模块-14，开关小车驱动单元-141，接地开关驱动单元-142，磁吸可视化监测模块-15，固定底座-16，限位筒-17，弹簧-18，滑块-19，阶梯螺栓-20，伺服电机-21，行星减速器-22，联轴器-23，导向轴套-24，驱动连接轴-25，开关小车连接轴-251，接地开关连接轴-252，滑动导向孔-26，延长连轴-27，连接开口-28，旋转轴组合卡口-29，定位销-30，锁定钩-31，机盖-32，星型缺口-33，磁吸支架-34，角度旋转支架-35，图像获取单元-36，补光单元-37，通讯供电连接线-38，螺杆-39，梅花调节螺母40，握持胶木球-41，继电器-42，微型断路器-43，充电接口-44，定向移动单元51，万向移动单元-52，锁定装置-53。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。

以下结合具体实施例及附图对本发明进一步说明：

图1-图17是本发明的结构说明附图。如图1-图17所示，本发明提供的是一种开关柜的机械特性综合测试仪，包括安装在基架内的储能供电模块1、伺服电机驱动模块2、电源模块3、电路控制保护模块4，所述电源模块3与所述基架上的充电接口44连接，所述储能供电模块1、所述伺服电机驱动模块2、所述电路控制保护模块4与所述电源模块3连接，所述伺服电机驱动模块2与所述储能供电模块1连接，储能供电模块1用于储存电能，为测试仪供电。电源模块3用于控制管理储能供电模块1的充放电。电路控制保护模块4实现对测试仪电路的控制和保护。

进一步的，所述基架下方设有移动锁定模块5，移动锁定模块5用于测试仪的移动和与开关柜完成对接后的位置锁定。

进一步的，所述基架上方通过高度调节模块6与测试平台组合，高度调节模块6用于测试仪的测试平台的升降，适应不同高度的开关柜的测试对接位置需求。所述测试平台与所述基架之间设有走线管7，走线管7用于基架内与测试平台之间的各个模块单元连接引导。

进一步的，所述测试平台上设有控制电路机箱8和对接锁定模块9，控制电路机箱8用于控制测试仪的动作及反馈测试数据。对接锁定模块9用于将测试仪与开关柜的对接定位及定位后紧固锁定测试仪与开关柜的相对位置。

进一步的，所述控制电路机箱8上设有显示操作单元10、启停控制模块11、通信对接模块12、数据打印单元13和测试驱动模块14，所述控制电路机箱8的一侧设有磁吸可视化监测模块15，所述启停控制模块11与所述电路控制保护模块4连接，测试驱动模块14用于对开关柜的机械特性进行驱动，所述测试驱动模块14包括开关小车驱动单元141和接地开关驱动单元142，开关小车驱动单元141用于驱动及测试开关小车的机械特性，接地开关驱动单元142用于驱动及测试接地开关的机械特性，所述控制电路机箱8通过所述走线管7连接所述伺服电机驱动模块2、所述测试驱动模块14及所述储能供电模块1。

进一步的，所述测试驱动模块14包括固定底座16、限位筒17、弹簧18、滑块19、阶梯螺栓20、伺服电机21、行星减速器22、联轴器23、导向轴套24、驱动连接轴25，所述导向轴套24通过所述联轴器23安装在所述行星减速器22的驱动端，所述行星减速器22与所述伺服电机21的传动端组合，行星减速器22用于为伺服电机21进行减速并提高输出驱动测试扭矩的作用，所述行星减速器22与所述伺服电机21固定安装在所述滑块19下方，所述限位筒17设置在所述固定底座16的限位槽内，所述弹簧18套设在所述限位筒17上，所述弹簧18的一端抵靠在所述限位槽的内壁，所述弹簧18的另一端抵靠所述伺服电机21的后端，所述滑块19两侧开有滑动导向孔26，所述阶梯螺栓20的螺柱安装在所述滑动导向孔26内，所述滑块19通过所述阶梯螺栓20滑动安装在固定底座16上，伺服电机21、行星减速器22与滑块19固定安装在一起，随滑块19完成左右移动，配合弹簧18实现形成的压缩和复位联动。所述驱动连接轴25的延长连轴27插入安装在所述导向轴套24的连接开口28内，所述驱动连接轴25的连接端设有旋转轴组合卡口29，驱动连接轴25用于安装至开关柜的开关小车及接地开关的旋转轴上进行延长并起到连接导向的作用，导向轴套24用于测试仪与安装至开关柜的开关小车及接地开关的旋转轴上的驱动连接轴25对接插入时起到组合导向作用，所述延长连轴27的组合连接端为圆头四角轴，通过圆头四角轴使驱动连接轴25更加容易的安装到导向轴套24内。

进一步的，所述对接锁定模块9包括设置在所述控制电路机箱8组合前端的定位销30和锁定钩31，所述定位销30通过翻转连杆转动安装在所述控制电路机箱8前端，所述锁定钩31的操作端部设置在所述控制电路机箱8的后端。定位销30用于在测试仪与开关柜连接时起到对位导向的作用，进一步的，不同电流等级的开关小车的定位销的定位间距不同，根据连接的电流等级的开关小车的定位孔的距离将对用定位间距的定位销30旋转出来，方便进行对位导向对接组合。锁定钩31用于在测试仪与开关柜对位连接完成后锁定测试仪与开关柜的相对位置，避免测试的时候测试仪与开关柜发生位移。

优选地，所述磁吸可视化监测模块15包括磁吸支架34、安装在磁吸支架34的角度旋转支架35上的图像获取单元36和补光单元37，所述磁吸可视化监测模块15通过通讯供电连接线38（包括网线和电源线）连接至所述控制电路机箱8。

进一步的，利用磁吸支架34将磁吸可视化监测模块15吸附设置在开关柜内的金属板上，使用的时候可以根据不同监测需求安装在开关柜内的任意位置上并通过角度旋转支架35调整图像获取单元36的监测角度。

优选地，所述导向轴套24的连接开口28为喇叭形外扩开口，所述连接开口28的内侧设有弧形导向面，对接的时候，弧形导向面先与圆头四角轴的圆弧端面接触，使导向轴套24沿着圆头四角轴的圆弧接触端面调整对接方向，顺着喇叭形外扩开口插入至导向轴套24内，更加准确方便地引导导向轴套24与驱动连接轴25完成对接插入动作，所述连接开口28的内部设有由两个四角开口交叉组合成的八角的星型缺口33，所述星型缺口33与所述驱动连接轴25的所述圆头四角轴为嵌入卡位组合，在圆头四角轴插入至连接开口28内部时，圆头四角轴的圆弧接触端面先与星型缺口33接触，通过圆弧接触端面的引导转动小角度后使星型缺口33快速转动时与圆头四角轴的边角对齐，让圆头四角轴顺利地插入至星型缺口33内，最终完成导向轴套24与驱动连接轴25的对位插入组合。通过星型缺口33的设计让处于不同角度的导向轴套24可以更加快速地与驱动连接轴25的延长连轴27对齐并对接组合在一起，使测试驱动模块14能够快速准确的完成与开关小车及接地开关的驱动对接动作，且保障测试驱动模块14能够更加稳固地开关小车及接地开关进行后续机械特性测试。

优选地，所述接地开关驱动单元142上方设有机盖32，保护接地开关驱动单元142并避免检测人员接触接地开关驱动单元142起到安全防护的作用。

优选地，所述驱动连接轴25包括开关小车连接轴251和接地开关连接轴252，分别用于与开关小车及接地开关的旋转轴对接并延长开关小车及接地开关的旋转轴。

优选地，所述高度调节模块6包括连接设置在所述基架与所述测试平台之间的螺杆39和设置在所述基架上与所述螺杆39配合的梅花调节螺母40，所述螺杆39升降安装在所述梅花调节螺母40中，针对不同检测高度的开关柜柜型，只需转动梅花调节螺母40升降调节螺杆39的支撑高度进而达到调节连接安装在螺杆39上方的测试平台的测试高度，就可以实现便捷调节测试平台高度，使测试平台上的开关小车驱动单元141和接地开关驱动单元142能够准确的地与不同高度的开关柜的开关小车及接地开关对接，以便更好的完成对开关柜的机械特性的检测。

优选地，所述启停控制模块11包括设置在所述控制电路机箱8的操作面板上的启停按钮和急停按钮，所述通信对接模块12包括设置在所述控制电路机箱8的操作面板上的USB接口、网络接口、航插座。

优选地，所述锁定钩31的操作端部上设有握持胶木球41，起到绝缘防护的作用，更好的保护检测人员在操作时的人身安全，让检测人员能够方便的操作锁定钩31完成对测试仪的测试位置的固定。

优选地，所述电路控制保护模块4包括继电器42和微型断路器43，继电器42与急停按钮及电源模块连接，继电器42通过与急停按钮联动在紧急情况切断伺服电机驱动模块2的电源，继电器42通过与电源模块配合进行供电方式的切换，微型断路器43连接储能供电模块1、伺服电机驱动模块2、电源模块3，控制充电安全，更好起到控制调控及保护测试仪，避免测试仪的各个模块单元因测试意外情况导致损坏。

优选地，所述移动锁定模块5包括定向移动单元51和万向移动单元52，所述万向移动单元52上设有锁定装置53，定向移动单元51可以选择采用定向轮，万向移动单元52可以选择采用万向轮。定向移动单元51和万向移动单元52配合让检测人员可以更加便捷的移动测试仪至对应的测试位置，快速地调整测试位置，在测试位置确定之后通过踩下锁定装置53便能够直接锁定测试仪的位置对开关柜进行机械特性测试。

第一实施例：

在将本发明的开关柜的机械特性综合测试仪与开关柜进行对接操作时，先将万向移动单元52的锁定装置53松开，使万向移动单元52恢复可转动状态，检测人员通过移动锁定模块5将测试仪推动到待测试的开关柜处。分别将开关小车连接轴251和接地开关连接轴252的旋转轴组合卡口29安装到开关小车和接地开关的旋转轴上。

根据待测试的开关柜的开关小车及接地开关的旋转轴的对接测试高度，转动高度调节模块6的梅花调节螺母40调节螺杆39的长度进而调节测试平台的测试高度，使测试平台上的开关小车驱动单元141和接地开关驱动单元142的导向轴套24与驱动连接轴25的延长连轴27对齐。继续推动测试仪，使定位销30对正开关柜上的导向孔、导向轴套24的连接开口28分别对正开关小车连接轴251和接地开关连接轴252。

移动对正完毕后，推进测试仪，将定位销30插入导向孔内，推进的同时连接开口28的喇叭形外扩开口首先与延长连轴27的组合连接端的圆头四角轴接触，引导延长连轴27插入导向轴套24内，然后延长连轴27继续移动插入星型缺口33内，通过由两个四角开口交叉组合成的星型缺口33，使驱动连接轴25更加方便地更多角度插入连接到导向轴套24内。

在完全插入后，驱动连接轴25抵住导向轴套24使测试驱动模块14的行星减速器22与伺服电机21带动滑块19向后移动挤压弹簧18，弹簧18在受力压缩时产生的反作用力推动行伺服电机21与星减速器22使导向轴套24与驱动连接轴25的延长连轴27完全啮合连接，保证导向轴套24与驱动连接轴25处于可靠连接状态，完成测试仪与开关的对接组合后，锁定钩31伸入组合到开关柜的锁定孔内，检测人员握住握持胶木球41操作锁定钩31绕着锁定支点水平转动，使插入锁定孔内的锁定钩31旋转钩住锁定孔内壁，锁定测试仪的测试位置，最后操作锁定装置53锁紧万向移动单元52，限制万向移动单元52的转动，将测试仪的测试位置固定，确保测试仪在对接锁定完成后不会发生移动。

进行测试时，检测人员操作启停按钮启动测试仪，控制电路机箱8通过伺服电机驱动模块2、测试驱动模块14进行测试同时对开关小车和接地开关的机械特性进行检测。

测试仪对开关小车的机械特性进行检测的实施过程：将开关柜上开关小车的位置信号点通过通信对接模块12的航插座接入测试仪，保证测试仪获取开关小车的闭锁信号点，在显示操作单元10上操作启动按钮，开关小车驱动单元141驱动开关小车从试验位置运动至工位位置停止，伺服电机驱动模块2采集开关小车运动过程中伺服电机21的输出力矩、转速、行程、时间、电流等参数，通过can通信传输至控制电路机箱8进行计算，由显示操作单元10生成电流与行程的关系曲线，在整个运动过程中电流越大力矩越大，开关小车在运行中有两个主要受力点，一个是开关小车接触活门挡板推动其打开的时候，另外一个是梅花触头与静触臂啮合的时候，这两个位置在测试系统预先通过显示操作单元10设置了标准电流范围，电流过大伺服电机21会堵转停止运行，测试系统会进行告警，表明开关小车在运行过程中存在异常，提示检修。开关小车从工位位置运动到试验位置工作原理相同。

测试仪对接地开关的机械特性进行检测的实施过程：将接地开关的位置信号点通过通信对接模块12的航插座接入测试仪，保证测试仪获取接地开关的闭锁信号点，在显示操作单元10上操作启动按钮，接地开关驱动单元142驱动接地开关分合闸，伺服电机驱动模块2采集接地开关运动过程中伺服电机21的输出力矩、转速、行程、时间、电流等参数，通过can通信传输至控制电路机箱8进行计算，由显示操作单元10生成电流与行程的关系曲线，在整个运动过程中电流越大力矩越大，接地开关在分闸过程中需克服弹簧压缩的作用力，在达到弹簧中性点时力矩最大，该力矩在测试系统预先通过显示操作单元10设置一个标准范围，如果力矩过小存在无法分闸的问题，如果力矩过大会影响接地开关机械结构寿命，超过标准范围的上下限时，系统会进行告警，表明接地开关分合闸过程存在异常，提示检修。

整个测试过程检测到的开关柜的各项机械特性数据都会在显示操作单元10显示并存储在控制电路机箱8中，数据打印单元13打印出测到的开关柜的各项机械特性数据参数。

完成对待测试的开关柜的机械特性的测试操作后，操作启停按钮停止测试仪各个模块单元的检测，再次操作锁定装置53至解锁状态，将万向移动单元52的锁紧状态解除，检测人员握住握持胶木球41操作锁定钩31使锁定钩31反向转动松开与锁定孔的卡钩锁定配合，使测试仪解除与开关柜的组合锁定状态，后拉测试仪将测试驱动模块14的导向轴套24与的旋转轴分离，弹簧18回弹推动滑块19沿着滑动导向孔26复位移动，直至连同伺服电机21、行星减速器22及滑块19推至滑动导向孔26限位处，恢复滑动导向孔26初始状态。

检测人员重复上述测试操作可以继续快速对其他待测试开关柜的机械特性进行测试。

第二实施例：

本实施例与第一实施例相似，所不同之处在于，在本实施例中，检测人员根据测试监测需求将磁吸可视化监测模块15取下后安装到柜体内的对应监测位置。

进行开关柜可视化监测，当需要观察开关柜内开关小车和接地开关的运动状态时，将磁吸可视化监测模块15的磁吸支架34吸附设置在柜内金属板上，转动调整角度旋转支架35的监测角度，使角度旋转支架35上的图像获取单元36对准需监测的机构元件，再把通讯供电连接线38通过柜体过线孔插入连接至测试仪的航插座，实现视频数据传输至显示操作单元10，电源线给摄像头和补光灯供电。

完成磁吸可视化监测模块15的吸附安装后，关闭前后门，由开关小车驱动单元141和接地开关驱动单元142分别驱动开关小车及接地开关，图像获取单元36获取监测机构的运动状态，并将实时的运动状态的画面传输显示到显示操作单元10上，让检测人员通过显示操作单元10上能够直接观察监测机构的运动状态是否正常，检测人员结合测试驱动模块14检测采集的各项数据进一步综合分析判断开关柜的机械特性是否符合出产标准。

第三实施例：

本实施例与第一实施例及第二实施例相似，所不同之处在于，本实施例中将本发明的开关柜的机械特性综合测试仪应用于对开关柜的开关小车和接地开关的使用寿命的测试，进行使用寿命测试的时候，先在控制电路机箱8的显示操作单元10上设置对于开关柜的开关小车和接地开关的驱动测试次数及驱动测试相应参数，重复第一实施例的操作，启动测试仪便可对开关柜的开关小车和接地开关的使用寿命进行快速准确的检测。

进一步的，还可以结合第二实施例的中磁吸可视化监测模块15进行监视操作，将磁吸可视化监测模块15安装到测试驱动部位的监视位置，调整好角度之后，通过磁吸可视化监测模块15监视开关柜的开关小车和接地开关在反复测试过程中的动作过程及动作状态，并通过显示操作单元10上实时反馈给检测人员，让检测人员可以更加准确地掌握的测试中的开关柜的开关小车和接地开关在多次驱动操作后的传动是否满足使用寿命的正常工作要求。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种开关柜的机械特性综合测试仪，其特征在于，包括安装在基架内的储能供电模块（1）、伺服电机驱动模块（2）、电源模块（3）和电路控制保护模块（4），所述电源模块（3）与所述基架上的充电接口（44）连接，所述储能供电模块（1）、伺服电机驱动模块（2）、所述电路控制保护模块（4）与所述电源模块（3）连接，所述伺服电机驱动模块（2）与所述储能供电模块（1）连接，所述基架下方设有移动锁定模块（5），所述基架上方通过高度调节模块（6）与测试平台组合，所述测试平台与所述基架之间设有走线管（7），所述测试平台上设有控制电路机箱（8）和对接锁定模块（9），所述控制电路机箱（8）上设有显示操作单元（10）、启停控制模块（11）、通信对接模块（12）、数据打印单元（13）和测试驱动模块（14），所述控制电路机箱（8）的一侧设有磁吸可视化监测模块（15），所述启停控制模块（11）与所述电路控制保护模块（4）连接，所述测试驱动模块（14）包括开关小车驱动单元（141）和接地开关驱动单元（142），所述控制电路机箱（8）通过所述走线管（7）连接所述伺服电机驱动模块（2）、所述测试驱动模块（14）及所述储能供电模块（1），所述测试驱动模块（14）包括固定底座（16）、限位筒（17）、弹簧（18）、滑块（19）、阶梯螺栓（20）、伺服电机（21）、行星减速器（22）、联轴器（23）、导向轴套（24）、驱动连接轴（25），所述导向轴套（24）通过所述联轴器（23）安装在所述行星减速器（22）的驱动端，所述行星减速器（22）与所述伺服电机（21）的传动端组合，所述行星减速器（22）与所述伺服电机（21）固定安装在所述滑块（19）下方，所述限位筒（17）设置在所述固定底座（16）的限位槽内，所述弹簧（18）套设在所述限位筒（17）上，所述弹簧（18）的一端抵靠在所述限位槽的内壁，所述弹簧（18）的另一端抵靠所述伺服电机（21）的后端，所述滑块（19）两侧开有滑动导向孔（26），所述阶梯螺栓（20）的螺柱滑动安装在所述滑动导向孔（26）内，所述滑块（19）通过所述阶梯螺栓（20）滑动安装在固定底座（16）上，所述驱动连接轴（25）的延长连轴（27）插入安装在所述导向轴套（24）的连接开口（28）内，所述驱动连接轴（25）的连接端设有旋转轴组合卡口（29），所述延长连轴（27）的组合连接端为圆头四角轴，所述对接锁定模块（9）包括设置在所述控制电路机箱（8）组合前端的定位销（30）和锁定钩（31），所述定位销（30）通过翻转连杆转动安装在所述控制电路机箱（8）的前端，所述锁定钩（31）的操作端部设置在所述控制电路机箱（8）的后端。

2.根据权利要求1所述的一种开关柜的机械特性综合测试仪，其特征在于，所述磁吸可视化监测模块（15）包括磁吸支架（34）、安装在磁吸支架（34）的角度旋转支架（35）上的图像获取单元（36）和补光单元（37），所述磁吸可视化监测模块（15）通过通讯供电连接线（38）连接至所述控制电路机箱（8）。

3.根据权利要求1-2中任意一项所述的一种开关柜的机械特性综合测试仪，其特征在于，所述导向轴套（24）的连接开口（28）为喇叭形外扩开口，所述连接开口（28）的内侧设有弧形导向面，所述连接开口（28）的内部设有由两个四角开口交叉组合成的八角的星型缺口（33），所述星型缺口（33）与所述驱动连接轴（25）的所述圆头四角轴为嵌入卡位组合。

4.根据权利要求1所述的一种开关柜的机械特性综合测试仪，其特征在于，所述接地开关驱动单元（142）上方设有机盖（32）。

5.根据权利要求1所述的一种开关柜的机械特性综合测试仪，其特征在于，所述驱动连接轴（25）包括开关小车连接轴（251）和接地开关连接轴（252）。

6.根据权利要求1所述的一种开关柜的机械特性综合测试仪，其特征在于，所述高度调节模块（6）包括连接设置在所述基架与所述测试平台之间的螺杆（39）和设置在所述基架上与所述螺杆（39）配合的梅花调节螺母（40），所述螺杆（39）升降安装在所述梅花调节螺母（40）中。

7.根据权利要求1所述的一种开关柜的机械特性综合测试仪，其特征在于，所述启停控制模块（11）包括设置在所述控制电路机箱（8）的操作面板上的启停按钮和急停按钮，所述通信对接模块（12）包括设置在所述控制电路机箱（8）的操作面板上的USB接口、网络接口、航插座。

8.根据权利要求1所述的一种开关柜的机械特性综合测试仪，其特征在于，所述锁定钩（31）的操作端部上设有握持胶木球（41）。

9.根据权利要求1所述的一种开关柜的机械特性综合测试仪，其特征在于，所述电路控制保护模块（4）包括继电器（42）和微型断路器（43）。

10.根据权利要求1所述的一种开关柜的机械特性综合测试仪，其特征在于，所述移动锁定模块（5）包括定向移动单元（51）和万向移动单元（52），所述万向移动单元（52）上设有锁定装置（53）。