CN206982692U

CN206982692U - 一种用于变电站内互感器现场检定的辅助接线机械手

Info

Publication number: CN206982692U
Application number: CN201720790809.8U
Authority: CN
Inventors: 曾进
Original assignee: China Three Gorges University CTGU
Current assignee: China Three Gorges University CTGU
Priority date: 2017-07-03
Filing date: 2017-07-03
Publication date: 2018-02-09
Anticipated expiration: 2027-07-03

Abstract

本实用新型涉及一种用于变电站内互感器现场检定的辅助接线机械手，它包括接线系统，所述接线系统安装在定位系统上；所述接线系统包括接线装置、缓冲装置、监控装置和接线机械臂装置；所述接线装置包括夹紧机构、滚轴丝杠机构和齿轮传动机构。所述定位系统为两组直角坐标机械臂，所述机械臂包括X轴机器臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂，两组X轴机器臂共线设置于底板上，所述X轴机械臂与底板通过螺栓连接，所述Z轴机械臂垂直设于X轴滑动工作台上，所述Y轴机械臂设于Z轴滑动工作台上。此机械手解决了人工完成互感器现场检定任务时安全隐患大，劳动强度高，操作困难等缺点。

Description

一种用于变电站内互感器现场检定的辅助接线机械手

技术领域

本实用新型涉及机械手领域，特别是一种用于变电站内互感器现场检定的辅助接线机械手。

背景技术

随着电网改造的实施，电力系统中广泛采用了大量的电流传感及变送设备。互感器作为变电站内大量使用的电能转换及计量装置，其精度和可靠性与电力系统的安全、可靠、经济运行紧密相关。《JJG 169-1993互感器校验仪检定规程》、《JJG 1021-2007电力互感器检定规程》、《JJG 313-2010测量用电流互感器检定规程》等相关法律法规规定，电力部门应对电能计量装置，包括互感器、电能表及二次回路均要强制执行现场检定，以保障电能供需双方的利益。目前，变电站内互感器现场检定接线主要方法是：通过升降吊车将检定工人送往高空，工人利用螺栓或铜线夹对待检定互感器接线端口进行手动接线，完成检定任务。互感器的搬运，一次、二次接线还必须由人工完成，尤其是穿心式互感器二次接线和母排式互感器一次、二次接线费时费工，互感器检定装置单体的日检定能力难以提高，只有通过增加设备、人力、场地1才能满足电网不断发展的需求。

因此，需要设计一种用于变电站内互感器现场检定的辅助接线机械手。该机器手通过控制芯片程序预先设定的检定项目和检定规则辅助工人自动进行现场定位，可在较短的时间内自动完成互感器的现场检定工作，并且具有自动进行检测设备输送，自动接线、拆线，不同实验项目按顺序自动进行等功能。该装置减小工作人员工作量的同时也避免人为因素对检定试验的干扰，保障了人身安全，大大提高了互感器的检定效率。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于变电站内互感器现场检定的辅助接线机械手，此机械手解决了人工完成互感器现场检定任务时安全隐患大，劳动强度高，操作困难等缺点。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出以下技术方案：一种用于变电站内互感器现场检定的辅助接线机械手，它包括接线系统，所述接线系统安装在定位系统上；所述接线系统包括接线装置、缓冲装置、监控装置和接线机械臂装置；所述接线装置包括夹紧机构、滚珠丝杠机构和齿轮传动机构。

所述定位系统为两组直角坐标机械臂，所述机械臂包括X轴机械臂、Y轴机械臂和Z轴机械臂，两组X轴机械臂共线设置于底板上，所述X轴机械臂与底板通过螺栓连接，所述Z轴机械臂垂直设于X轴滑动工作台上，所述Y轴机械臂设于Z轴滑动工作台上。

所述夹紧机构包括上夹板、下夹板、夹板滑块、导杆和滑动轴承，所述上夹板和下夹板通过通孔套于导杆上，可沿导杆滑动。

所述缓冲装置包括螺栓孔座、限位螺杆、下夹板限位底座和螺旋弹簧；所述螺旋弹簧套于夹紧机构的导杆上，两个螺旋弹簧为一组缓冲装置，共有两组缓冲装置；其中一组设于夹紧机构的下夹板与下夹板限位底座之间，另一组设于夹紧机构的上夹板与夹板滑块之间，所述螺旋弹簧均处于压缩状态。

所述导杆垂直设于基体内部，导杆顶部通过螺钉进行轴向定位，所述导杆外圈与滑动轴承配合，滑动轴承外圈与套筒配合，套筒两端通过卡环将滑动轴承与夹板滑块固定在一起。

所述监控装置有监控摄像头和摄像头底座组成，设于基体靠近夹板开口处，监控摄像头正对上下夹板中心处。

所述滚珠丝杠机构包括滚珠螺母和丝杆，所述滚珠丝杆垂直设于基体内，所述滚珠螺母设于夹板滑块上，所述滚珠丝杠机构与夹紧机构相配合并驱动夹紧机构运动。

所述机械臂装置包括机基体、绝缘橡胶垫、夹线机械臂和连接孔，所述绝缘橡胶垫设于夹线机械臂端部与基体侧面之间，通过螺栓固定在一起；所述机械臂装置末端设有螺栓孔，通过滑块螺栓将机械臂装置与Y轴滑动工作台连接起来，所述连接孔焊接于基体侧面。

本实用新型有如下有益效果：

1、本实用新型采用滑块式夹紧机构、滚珠丝杠机构、齿轮传动机构的设计，调节机械手夹板开合度，动力源为直流电机，结构紧凑，操作检单且易于控制。上下夹板处设有缓冲装置，在夹板与待检定互感器端口进行接触的瞬间可以吸收一定的冲击力。同时，弹簧的回复力可以使得上下夹板与待检定设备端口连接板接触更加紧密，也起到缓冲夹板与待检定设备端口夹紧接触时因误差所产生的附加载荷作用。

2、通过在基体与机械臂连接的端面之间设置绝缘垫，能够使机械手在互感器带电状态下进行接线操作，从而保证互感器的现场检定接线操作与变电站其它带电设备的运行互不影响，以便变电站正常向用户供电。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型整体装配结构示意图。

图2为本实用新型单套接线机械手整体结构示意图。

图3为本实用新型接线装置整体结构示意图。

图4为本实用新型接线装置主视结构剖视图。

图5为本实用新型拆卸端盖情况下，接线装置俯视结构示意图。

图6为本实用新型接线装置左视结构示意图。

图7为本实用新型接线装置左视结构剖视图。

图8为本实用新型接线装置装配结构爆炸示意图。

图中：接线系统1、定位系统2、底板3、X轴机械臂4、Y轴机械臂5、Z轴机械臂6、X轴步进电机7、Y轴步进电机8、Z轴步进电机9、滚珠丝杠机构10、X轴滑动工作台11、Z轴滑动工作台12、Y轴滑动工作台13、接线装置14、缓冲装置15、监控装置16、接线机械臂装置17、夹紧机构18、滚珠丝杠机构19、齿轮传动机构20、上夹板21、下夹板22、螺栓孔座23、限位螺杆24、下夹板限位底座25、螺旋弹簧26、夹板滑块27、导杆28、滑动轴承29、套筒30、卡环31、螺钉32、滚珠螺母33、丝杆34、大齿轮35、小齿轮36、直流电机37、上端盖38、端盖螺栓39、基体40、绝缘橡胶垫41、夹线机械臂42、连接孔43、螺栓44、减重孔45、通孔46、螺栓孔47、滑块螺栓48。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。

如图1-8所示，一种用于变电站内互感器现场检定的辅助接线机械手，一种用于变电站内互感器现场检定的辅助接线机械手，主要由接线系统1和定位系统2两大部分构成。所述接线系统1由接线装置14、缓冲装置15、监控装置16、接线机械臂装置17等组成。所述接线装置1由夹紧机构18、滚珠丝杠机构19、齿轮传动机构20构成。所述定位系统2为两组直角坐标机械臂，所述机械臂包括X轴机械臂4，Y轴机械臂5，Z轴机械臂6。其中，两组X轴机械臂共线设置于底板3上，所述X轴机械臂与底板3通过螺栓连接。所述Z轴机械臂垂直设于X轴滑动工作台11上，所述Y轴机械臂5设于Z轴滑动工作台12上，两者均通过螺栓连接。

进一步的，所述夹紧机构由上夹板21，下夹板22，夹板滑块27，导杆28，滑动轴承29组成，所述上夹板21通过三个限位螺杆24固定于夹板滑块27上。所述上夹板21和下夹板22通过通孔套于导杆28上，可沿导杆28进行滑动，进而调节夹板开口大小。所述螺杆24的螺母沉于螺栓孔座23内。

进一步的，所述缓冲装置15由螺栓孔座23，限位螺杆24，下夹板限位底座25，螺旋弹簧26组成。所述螺旋弹簧26套于导杆28上，两个螺旋弹簧26为一组缓冲装置，共有两组缓冲装置。其中一组设于下夹板22与下夹板限位底座25之间，另一组设于上夹板21与夹板滑块27之间。所述螺旋弹簧26均处于压缩状态。

进一步的，所述导杆28垂直设于基体40内部，导杆28顶部通过螺钉32进行轴向定位。所述导杆28外圈与滑动轴承29配合，滑动轴承29外圈与套筒30配合，套筒30两端通过卡环31将滑动轴承29与夹板滑块27固定在一起。

进一步的，所述监控装置16有监控摄像头和摄像头底座组成，设于基体40靠近夹板开口处，监控摄像头正对上下夹板中心处。

进一步的，所述滚珠丝杠机构19由滚珠螺母33，丝杆34组成。所述滚珠丝杆34垂直设于基体40内，所述滚珠螺母33设于夹板滑块27上。所述滚珠丝杠机构19用于驱动夹紧机构运动，使夹板滑块27沿导杆28运动，进而带动上夹板21沿导杆28运动。

进一步的，所述齿轮传动机构20由大齿轮35和小齿轮36组成，所述大齿轮35与滚珠丝杆34之间通过平键进行连接，所述小齿轮36通过平键与直流电机37输出轴进行连接。所述齿轮传动机构20由上端盖38封装于基体40内，所述上端盖38通过端盖螺栓39与基体40进行螺栓连接。直流电机37驱动小齿轮36转动，小齿轮36驱动大齿轮35转动，进而带动滚珠丝杆34转动。

进一步的，所述机械臂装置17包括机基体40，绝缘橡胶垫41，夹线机械臂42，连接孔43。所述绝缘橡胶垫41设于夹线机械臂42端部与基体40侧面之间，通过螺栓44固定在一起。机械臂装置17末端设有螺栓孔47，通过滑块螺栓48将机械臂装置17与Y轴滑动工作台13连接起来。所述连接孔43焊接于基体40侧面。

进一步的，所述上夹板21和下夹板22中心设有若干通孔46，此结构可以方便待检定互感器接线端口连接板螺栓嵌入其中，既保证夹持平稳紧凑，又增加有效接触面积，增强导电性。

进一步的，基体40与机械臂42通过螺栓连接，中间设有绝缘橡胶垫41，可防止大电流导通至机械臂引起短路；检测电流的大电流导线预先与连接孔43通过螺栓进行连接，并与检测仪器完成连接；通过两套机械臂与待检定互感器两接线端口分别进行夹线，两套机械臂均安装于底板3上，底板3可安装于升降平台上，升降平台可以从地面将整个夹线机械手升至高空预定位置，完成空间定位。

进一步的，机械臂42上设有减重孔45，可降低机器人负载，提高移动灵活性。

操作原理：

地面准备：在地面准备阶段，大电流导线一端预先与连接孔43通过螺栓进行连接，另一端与检定仪器进行连接。两套机械手装置分别安装于升降装置的平台上，升降平台可以从地面将整个机械手升至高空预定位置，完成空间粗定位。

夹线操作：在机械手空间粗定位完成后，通过控制定位系统2完成机械手的精确定位。通过控制X轴步进电机7、Z轴步进电机8、Y轴步进电机9，驱动各机械臂沿X、Y、Z轴三个方向移动，将待检定互感器接线端口螺栓定位至接线装置14的上下夹板中心位置处；精定位过程由设于基体40上的监控装置16辅助完成。精定位完成后，启动Z轴步进电机9，使Y轴机械臂5垂直上升，从而带动接线装置14垂直上升，直至下夹板22与待检定互感器接线端口螺栓连接板下端面接触，螺旋弹簧26被压缩。然后，启动直流电机37，通过齿轮传动机构20和滚珠丝杆机构19，带动夹紧机构18运动，最终使得上夹板21沿导杆28向下运动，夹板开口缓慢变小，直至上夹板21与待检定互感器接线端口螺栓连接板上端面接触，螺旋弹簧26被压缩。此时，接线过程完成，通过检定仪器对待检定互感器进行现场检定。

脱线及复位：现场待检定工作完成后，直流电机37启动反向转动，驱动夹紧机构18运动，使上夹板21沿导杆28向上运动，直至上夹板21脱离待测互感器接线端口螺栓连接板。然后，启动Z轴步进电机9反向转动，使Y轴机械臂5垂直下降，直至下夹板22脱离待测互感器接线端口螺栓连接板；最后，启动Y轴步进电机8，使Y轴机械臂5沿Y轴向远离待测互感器的方向移动，复位过程完成。

本实用新型的优点为：

通过设计一种用于变电站内互感器现场检定的辅助接线机械手，解决了人工检定高空互感器设备时劳动强度大、危险性高、工作效率低的缺陷。夹线装置通过夹紧机构、滚珠丝杠机构、齿轮传动机构实现夹线功能，动力源为直流电机，操作检定且易于控制。上下夹板处设有缓冲装置，其在夹板与待检定互感器端口进行接触的瞬间可以吸收一定的冲击力。同时，弹簧的回复力可以使得上下夹板与待检定设备端口连接板接触更加紧密，也起到缓冲夹板与待检定设备端口夹紧接触时因误差所产生的附加载荷作用。夹线装置与机械臂之间有绝缘橡胶垫，使得整个夹线装置可以带电操作而又不会造成触电伤害、短路故障。

上面结合附图对本实用新型优选的具体实施方式和实施原理作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式和实施原理，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型构思的前提下做出各种变化。因而，本实用新型的实用新型范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书所提到的创新性特征的最大范围。

Claims

1.一种用于变电站内互感器现场检定的辅助接线机械手，其特征在于：它包括接线系统（1），所述接线系统（1）安装在定位系统（2）上；所述接线系统（1）包括接线装置（14）、缓冲装置（15）、监控装置（16）和接线机械臂装置（17）；所述接线装置（14）包括夹紧机构（18）、滚珠丝杠机构（19）和齿轮传动机构（20）；

所述定位系统（2）为两组直角坐标机械臂，所述机械臂包括X轴机械臂（4）、Y轴机械臂（5）和Z轴机械臂（6），两组X轴机械臂（4）共线设置于底板（3）上，所述X轴机械臂与底板（3）通过螺栓连接，所述Z轴机械臂垂直设于X轴滑动工作台（11）上，所述Y轴机械臂（5）设于Z轴滑动工作台（12）上。

2.根据权利要求1所述的一种用于变电站内互感器现场检定的辅助接线机械手，其特征在于：所述夹紧机构（18）包括上夹板（21）、下夹板（22）、夹板滑块（27）、导杆（28）和滑动轴承（29），所述上夹板（21）和下夹板（22）通过通孔套于导杆（28）上，可沿导杆（28）滑动。

3.根据权利要求1所述的一种用于变电站内互感器现场检定的辅助接线机械手，其特征在于：所述缓冲装置（15）包括螺栓孔座（23）、限位螺杆（24）、下夹板限位底座（25）和螺旋弹簧（26）；所述螺旋弹簧（26）套于夹紧机构（18）的导杆（28）上，两个螺旋弹簧（26）为一组缓冲装置，共有两组缓冲装置；其中一组设于夹紧机构（18）的下夹板（22）与下夹板限位底座（25）之间，另一组设于夹紧机构（18）的上夹板（21）与夹板滑块（27）之间，所述螺旋弹簧（26）均处于压缩状态。

4.根据权利要求2所述的一种用于变电站内互感器现场检定的辅助接线机械手，其特征在于：所述导杆（28）垂直设于基体（40）内部，导杆（28）顶部通过螺钉（32）进行轴向定位，所述导杆（28）外圈与滑动轴承（29）配合，滑动轴承（29）外圈与套筒（30）配合，套筒（30）两端通过卡环（31）将滑动轴承（29）与夹板滑块（27）固定在一起。

5.根据权利要求1所述的一种用于变电站内互感器现场检定的辅助接线机械手，其特征在于：所述监控装置（16）有监控摄像头和摄像头底座组成，设于基体（40）靠近夹板开口处，监控摄像头正对上下夹板中心处。

6.根据权利要求1所述的一种用于变电站内互感器现场检定的辅助接线机械手，其特征在于：所述滚珠丝杠机构（19）包括滚珠螺母（33）和丝杆（34），所述滚珠丝杆（34）垂直设于基体（40）内，所述滚珠螺母（33）设于夹板滑块（27）上，所述滚珠丝杠机构（19）与夹紧机构相配合并驱动夹紧机构运动。

7.根据权利要求1所述的一种用于变电站内互感器现场检定的辅助接线机械手，其特征在于：所述机械臂装置（17）包括机基体（40）、绝缘橡胶垫（41）、夹线机械臂（42）和连接孔（43），所述绝缘橡胶垫（41）设于夹线机械臂（42）端部与基体（40）侧面之间，通过螺栓（44）固定在一起；所述机械臂装置（17）末端设有螺栓孔（47），通过滑块螺栓（48）将机械臂装置（17）与Y轴滑动工作台（13）连接起来，所述连接孔（43）焊接于基体（40）侧面。