开关柜真空断路器开合操作对接装置及开合操作机器人

摘要

本发明公开了一种开关柜真空断路器开合操作对接装置，包括对接套筒，对接套筒的一端设为用于与方形头套接的对接端，另一端内插设有用于检测对接端与方形头对准度的对准检测机构，对接端的一侧设有用于压紧方形头以限制方形头相对对接端转动的压块，压块的中部与对接套筒转动连接，且压块朝内的一端比朝外的一端重。还公开了一种开合操作机器人，包括机械臂和开关柜真空断路器开合操作对接装置，对接套筒与机械臂连接。本开关柜真空断路器开合操作对接装置及开合操作机器人结构简单、对接快速准确以及能够保障开合闸成功率和极大减少对方形头磨损。

说明书

技术领域

本发明涉及开关柜开合闸机械设备技术领域，尤其涉及一种开关柜真空断路器开合操作对接装置及开合操作机器人。

背景技术

开关柜真空断路器的开合闸操作一般通过外部设备(如开合操作机器人)旋扭真空断路器上的方形头(如图1所示)进行，目前市面上已应用的开关柜操作机器人，通过四方形的套筒工具与真空断路器上的方形头对接，具体为，通过套筒后面的弹簧柔性，整体边旋转边套入真空断路器方形头的方式进行旋扭操作，这样不仅套入不准确，成功率低，而且经常损伤开关柜断路器的方形头，从而使断路器的开合闸没办法实现自动作业，无法完全取代人工；有少数是通过给开关柜体配备过渡的工装，由四方头转换成六方头，减少机器人套入的难度，大大增加套合的成功率，但是这种方式很大程度上增加了操作的繁琐性，需要人工先安装好过渡工装，工装与柜体四方头需要紧固，就需要在柜体上增加安装孔，会破坏柜体原有的结构形式，给客户增加风险。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构简单、对接快速准确以及能够保障开合闸成功率和极大减少对方形头磨损的开关柜真空断路器开合操作对接装置及开合操作机器人。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种开关柜真空断路器开合操作对接装置，包括对接套筒，所述对接套筒的一端设为用于与方形头套接的对接端，另一端内插设有用于检测对接端与方形头对准度的对准检测机构，所述对接端的一侧设有用于压紧方形头以限制方形头相对对接端转动的压块，所述压块的中部与对接套筒转动连接，且所述压块朝内的一端比朝外的一端重。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述对接套筒于对接端的侧壁上设有贯通内外的安装口，所述压块安装在安装口中。

所述压块的外端设有倒角。

所述对接套筒的对接端于相对安装口的位置上设有零位位置标定。

所述对接套筒的对接端外套设有限位套筒。

所述对接套筒与对准检测机构之间垫设有柔性套。

所述压块呈长条形，所述压块的转动轴将压块分成内外两段，所述压块的内段长度L1比外段长度L2长。

所述对接套筒的另一端设有用于驱动对接套筒旋转的电机。

一种开合操作机器人，包括机械臂和上述的开关柜真空断路器开合操作对接装置，所述对接套筒与机械臂连接。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述对准检测机构包括内窥镜和控制模块，所述内窥镜插设于对接套筒内，所述内窥镜、电机和机械臂均与控制模块信号连接，所述内窥镜用于识别出方形头的中心点位置以及用于识别压块的旋转中心线与方形头的受压面的角度，所述控制模块用于根据内窥镜的识别信号向机械臂和电机发出运动指令，使对接端的中心点与方形头的中心点对准和使压块的旋转中心线与方形头的受压面平行。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的开关柜真空断路器开合操作对接装置，真空断路器开合闸过程：首先，将对接套筒的对接端朝向真空断路器的方形头；其次，经对准检测机构的检测后，使对接端与方形头对准；然后，将对接端沿中心轴方向套于方形头上，压块在方形头端部的挤推作用下转动至压紧在方形头的相应侧面上，以限制方形头相对对接端转动，从而使方形头和对接套筒周向联动；最后，通过外力使对接套筒正旋或者反转，对接套筒带动方形头正旋或者反转，以实现对真空断路器开合闸操作。由于压块朝内的一端比朝外的一端重，结合对准检测机构的检测作用，使对接套筒能在很大角度容差范围内快速精准的自动套入方形头上，减少了像现有技术中边套入边旋转方式带来的方形头磨损，增加开合闸成功率。本开关柜真空断路器开合操作对接装置结构简单、对接快速准确以及能够保障开合闸成功率和极大减少对方形头的磨损。

本发明的开关柜真空断路器开合操作对接装置，压块的旋转作用加上压块外端倒角的导向作用，使对接套筒能在很大角度容差范围内快速精准的自动套入方形头上，保证套入的成功率。

本发明的开合操作机器人，具有开关柜真空断路器开合操作对接装置的全部优点，即结构简单、对接快速准确以及能够保障开合闸成功率和极大减少对方形头的磨损。

附图说明

图1是真空断路器上的方形头的结构示意图。

图2是本发明开关柜真空断路器开合操作对接装置的立体结构示意图。

图3是本发明开关柜真空断路器开合操作对接装置的侧视结构示意图。

图4是图3中A-A线的剖视结构示意图。

图5是本发明开关柜真空断路器开合操作对接装置的分解图。

图中各标号表示：

1、对接套筒；2、对接端；3、方形头；4、对准检测机构；5、压块；51、倒角；52、转动轴；6、安装口；61、零位位置标定；7、限位套筒；71、锁紧件；72、限位部；8、柔性套；9、电机。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例一：

图2至图5示出了本发明开关柜真空断路器开合操作对接装置的一种实施例，本开关柜真空断路器开合操作对接装置包括对接套筒1，对接套筒1的一端设为用于与方形头3套接的对接端2，另一端内插设有用于检测对接端2与方形头3对准度的对准检测机构4，对接端2的一侧设有用于压紧方形头3以限制方形头3相对对接端2转动的压块5，压块5的中部与对接套筒1转动连接，且压块5朝内的一端比朝外的一端重。

压块5的中部通过旋转销轴转动设置于对接套筒1上，压块5以旋转销轴为中心实现一定角度的旋转。具体地，旋转销轴(压块5的转动轴52)与对接套筒1的中心轴异面垂直。同时压块5朝内的一端(内端)比朝外的一端(外端)重，在对准操作过程中，一般将对接套筒1具有压块5的一侧朝上，这时，压块5的内端下垂，外端上翘，形成如图4所示的倾斜状态

本实施例中，对接套筒1于对接端2的侧壁上设有贯通内外的安装口6，压块5安装在安装口6中。安装口6贯通于对接端2侧壁的内外，为压块5提供安装空间及转动空间。

本实施例中，压块5的外端设有倒角51。压块5的旋转作用加上压块5外端倒角51的导向作用，使对接套筒1能在很大角度容差范围内快速精准的自动套入方形头3上，保证套入的成功率。

本实施例中，对接套筒1的对接端2于相对安装口6的位置上设有零位位置标定61。便于准确调节对接套筒1的位置。

本实施例中，对接套筒1的对接端2外套设有限位套筒7。具体地，限位套筒7和对接套筒1同轴。对接套筒1的一端插入限位套筒7内，限位套筒7上设有锁紧件71，通过锁紧件71锁紧限位套筒7和对接套筒1，使限位套筒7和对接套筒1形成可拆卸地固定连接。

本实施例中，限位套筒7的内径对接套筒1的对接端2的外径稍大，尺寸根据测试情况留有一定的公差余量，使限位套筒7与对接套筒1之间形成间隙，供压块5旋转。对接端2外端的内边缘可设置成斜面，更加方便方形头3插入。

本实施例中，限位套筒7与对应压块5对应的位置上设有限位部72，用于限制压块5的转动角度，并且避免压块5与限位套筒7的内壁直接接触。同时，限位部72与压块5的相对面均设置成平面。

本实施例中，如图4所示，对接套筒1与对准检测机构4之间垫设有柔性套8。柔性套8用于保护对准检测机构4，避免对准检测机构4安装受到挤压损伤。

本实施例中，压块5呈长条形，压块5的转动轴52将压块5分成内外两段，压块5的内段(朝向对接套筒1内的一段)长度L1比压块5的外段(朝向对接套筒1外的一段)长度L2长。由于L1>L2，所以压块5朝内的一端必然比朝外的一端重。

本实施例中，对接套筒1的另一端设有用于驱动对接套筒1旋转的电机9。电机9用于驱动对接套筒1旋转，以调节对接套筒1的周向位置，即调节压块5相对方形头3的位置。

本发明的开关柜真空断路器开合操作对接装置能够将对接套筒1套于方形头3上，降低了方形头3对对接套筒1的尺寸及初始角度的要求，极大程度增加了容错率，可保证开合闸的成功率，而且对方形头3不会造成磨损，再辅助通过对准检测机构4的检测作用和可转动的压块5的组合方式，彻底解决方形头3难对准、易磨损的难题。

实施例二：

一种开合操作机器人，包括机械臂和实施例一的开关柜真空断路器开合操作对接装置，对接套筒1与机械臂连接。

真空断路器开合闸过程：首先，机械臂将对接套筒1的对接端2朝向真空断路器的方形头3；其次，经对准检测机构4的检测后，使对接端2与方形头3对准；然后，机械臂将对接端2沿中心轴方向套于方形头3上，压块5在方形头3端部的挤推作用下转动至压紧在方形头3的相应侧面上，以限制方形头3相对对接端2转动，从而使方形头3和对接套筒1周向联动；最后，通过电机9使对接套筒1正旋或者反转，对接套筒1带动方形头3正旋或者反转，以实现对真空断路器开合闸操作。由于压块5朝内的一端比朝外的一端重，结合对准检测机构4的检测作用，使对接套筒1能在很大角度容差范围内快速精准的自动套入方形头3上，减少了像现有技术中边套入边旋转方式带来的方形头3磨损，保障开合闸成功率。本开合操作机器人具有开关柜真空断路器开合操作对接装置的全部优点，即结构简单、对接快速准确以及能够保障开合闸成功率和极大减少对方形头3的磨损。

本实施例中，对准检测机构4包括内窥镜和控制模块，内窥镜插设于对接套筒1内，内窥镜、电机9和机械臂均与控制模块信号连接，内窥镜用于识别出方形头3的中心点位置以及用于识别压块5的旋转中心线与方形头3的受压面的角度，控制模块用于根据内窥镜的识别信号向机械臂和电机9发出运动指令，使对接端2的中心点与方形头3的中心点对准和使压块5的旋转中心线与方形头3的受压面平行。

具体地，对接套筒1通过电机9与机械臂连接。

对准检测过程中，内窥镜将出方形头3的中心点位置的识别信号以及压块5的旋转中心线与方形头3的受压面的角度的识别信号发送至控制模块，控制模块根据内窥镜的识别信号向机械臂和电机9发出运动指令，使对接端2的中心点与方形头3的中心点对准以及使压块5的旋转中心线与方形头3的受压面平行，这样，就实现了将对接套筒1与方形头3完全对准。由压块5带来对接套筒1的大角度容差范围加上内窥镜视觉识别的匹配角度，实现对接套筒1快速、精准的套于真空断路器的方形头3上，减少边套边旋转这种方式带来的方形头3磨损，使开合操作机器人能带电作业，实现全自动开合闸操作，做到完全机器替人，从而真正意义上的减少带电作业人员的危险，释放劳动力。

本发明开合操作机器人能够将对接套筒1套于方形头3上，降低了方形头3对对接套筒1的尺寸及初始角度的要求，极大程度增加了容错率，可保证开合操作机器人自动开合闸的成功率，而且对方形头3不会造成磨损，再辅助通过内窥镜的视觉识别和可转动的压块5的组合方式，彻底解决方形头3难对准、易磨损的难题。

虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。