一种高压保险操作装置的制作方法

1.本发明涉及电力设备技术领域，尤其涉及一种高压保险操作装置。


背景技术：

2.在电力系统中，变电站是输电和配电的集结点，承担着输送电能的重要作用，具有十分重要的地位。为测量线路上的电压、功率和电能，或者在线路发生故障时保护线路中的电机和变压器，通常需要在母线上加装电压互感器(potential transformer，简称pt)。电压互感器采用电磁感应原理将电网主设备的高电压转换为低电压，以便为测量仪表和继电保护装置供电。
3.为防止电压互感器的电感线圈出现内部故障时造成本体损坏和故障扩大，需在电压互感器的电源侧设置高压保险。高压保险结构简单，易于检修维护；同时当线路发生短路故障时，可以自行熔断，避免扩大为母线故障并减小设备损坏程度。
4.目前电压互感器上的高压保险的安装和取下都需要维修人员穿好防护服、戴上护目眼镜和绝缘手套并站在绝缘垫上，手工进行更换。由于电压互感器上通有高压电，手工更换作业会对维修人员的人身安全造成极大的威胁。同时，电压互感器的高压保险的安装高度各有不同，也为高压保险的更换作业加大了难度，降低了工作效率。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种高压保险操作装置，能够完成不同安装高度的高压保险的更换，提高工作效率，且无需维修人员手工作业，保障了人员安全。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种高压保险操作装置，包括：
8.行走模块，所述行走模块被配置为能够运动到待更换高压保险的操作位置；
9.操作模块，所述操作模块设置于所述行走模块上，所述操作模块被配置为能够夹持及拆装所述待更换高压保险；
10.摄像模块，所述摄像模块高度可调地连接于所述行走模块上，所述摄像模块能够对所述操作模块的工作过程进行摄像。
11.可选地，所述摄像模块包括第一驱动件、支撑件和摄像头，所述第一驱动件的固定端连接于所述行走模块上，所述第一驱动件的输出端与所述支撑件相连，所述第一驱动件能够驱动所述支撑件上下运动，所述摄像头连接于所述支撑件上。
12.可选地，所述摄像模块还包括导向件，所述导向件连接于所述行走模块上，所述导向件上设置有第一导向部，所述支撑件上设置有与所述第一导向部相配合的第二导向部，以对所述支撑件的上下运动进行导向。
13.可选地，所述操作模块包括相连的多自由度机械臂和夹持组件，所述夹持组件被配置为能够夹持及拆装所述待更换高压保险。
14.可选地，所述夹持组件包括第一操作部和第二操作部，所述第一操作部的一端和
所述第二操作部的一端分别与所述多自由度机械臂铰接，所述第一操作部和所述第二操作部能够分别绕各自的铰接端向靠近或远离彼此的方向运动，以夹持所述待更换高压保险。
15.可选地，所述多自由度机械臂包括多个机械臂，多个所述机械臂依次转动连接，位于所述多自由度机械臂的一端的所述机械臂与所述行走模块连接，位于所述多自由度机械臂的另一端的所述机械臂与所述夹持组件相连。
16.可选地，还包括位置检测模块，所述位置检测模块被配置为能够检测所述行走模块与所述待更换高压保险的相对位置。
17.可选地，还包括控制模块，所述行走模块、所述位置检测模块、所述操作模块和所述摄像模块分别与所述控制模块电连接；
18.所述控制模块能够根据接收到的来自所述位置检测模块的检测信号，来控制所述行走模块运动到所述待更换高压保险的操作位置；
19.所述控制模块还能够根据接收到的来自所述摄像模块的图像信号，来控制所述操作模块夹持及拆装所述待更换高压保险。
20.可选地，还包括照明模块，所述照明模块设置于所述行走模块上，所述照明模块被配置为能够对所述待更换高压保险的操作位置提供照明。
21.可选地，所述行走模块包括行走本体和多个行走轮，所述行走轮连接于所述行走本体的底部，所述行走轮能够带动所述行走本体移动。
22.本发明的有益效果：
23.本发明提供的高压保险操作装置，行走模块能够自由移动，并携带连接于其上的操作模块和摄像模块一同到达待更换的高压保险的操作位置。操作模块能够夹持及拆装电压互感器上的高压保险。操作模块更换保险的全过程，均被摄像模块记录。本发明采用机械装置代替维修人员手工作业，极大地保障了维修人员的人身安全。同时，摄像模块的高度可调，能够确保维修人员实时观测到电压互感器上不同安装高度的高压保险的更换情况，有利于提高工作效率。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
25.图1是本发明实施例提供的高压保险操作装置的结构示意图；
26.图2是本发明实施例提供的操作模块的结构示意图。
27.图中：
28.100、行走模块；200、位置检测模块；300、操作模块；400、摄像模块；500、通信模块；600、照明模块；
29.31、多自由度机械臂；32、转接件；33、夹持组件；
30.311、支撑座；312、第一转动臂；313、第二转动臂；314、第三转动臂；
31.41、导向件；42、支撑件；43、摄像头。
具体实施方式
32.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
33.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
34.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
35.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
36.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
37.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
38.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
39.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
40.实施例一
41.在电力系统中，电压互感器通常加装在母线上，采用电磁感应原理将电网主设备的高电压转换为低电压，以便为测量仪表和继电保护装置供电。为了防止电压互感器的电感线圈出现内部故障，还需要在电压互感器的电源侧设置高压保险。目前，电压互感器上的高压保险都是依靠维修人员手工更换，不仅效率低下，高压电还会给维修人员的生命安全造成威胁。同时，不同安装高度的高压保险更是加大了维修人员更换作业的难度。
42.如图1所示，本实施例提供了一种高压保险操作装置，能够完成电压互感器上不同
安装高度的高压保险的更换，且无需维修人员手工作业，提高工作效率的同时还保障了人员安全。具体地，该高压保险操作装置包括行走模块100、操作模块300和摄像模块400。
43.其中，行走模块100被配置为能够运动到待更换高压保险的操作位置，以便于该高压保险操作装置在此操作位置处对高压保险进行更换。操作模块300设置于行走模块100上，并被配置为能够夹持及拆装待更换高压保险。摄像模块400也设置在行走模块100上，其能够对操作模块300的工作过程进行摄像，并且摄像模块400的高度可调节，以确保维修人员能够实时观测到电压互感器上不同安装高度的高压保险的更换情况，有利于提高工作效率。该高压保险操作装置，更换高压保险的全过程只需维修人员进行实时监控，无需手工作业，极大地保障了维修人员的人身安全。
44.优选地，如图1所示，摄像模块400包括第一驱动件、支撑件42和摄像头43。第一驱动件的固定端连接在行走模块100上，第一驱动件的输出端与支撑件42相连，以驱动支撑件42上下运动。示例性地，第一驱动件可以是电动推杆，也可以是油缸或者气缸，具体可根据实际情况进行选择。摄像头43连接在支撑件42上，以在支撑件42的带动下上下运动，以便于对不同安装高度的高压保险的位置和更换过程进行摄像。
45.可以理解的是，摄像模块400不仅能够对操作模块300的工作过程进行摄像，保险更换完成后，摄像模块400还能够对保险更换后的状态进行摄像，以便于维修人员检查保险的更换是否符合标准。
46.进一步地，如图1所示，为了使支撑件42的上下运动更加平稳可靠，摄像模块400还包括导向件41。具体为，导向件41连接在行走模块100上，导向件41上设置有第一导向部，支撑件42上设置有与第一导向部相配合的第二导向部，以对支撑件42的上下运动进行导向。示例性地，导向件41可选为内部中空的柱状支座。导向件41间隔套设在支撑件42外，并固定连接在行走模块100上。支撑件42能够沿导向件41的轴向/高度方向上下运动。
47.在本实施例中，第一导向部为在导向件41的内壁上设置的导槽，导槽沿导向件41的轴向延伸，第二导向部是设置在支撑件42上的导块。导块沿导槽滑动，提高支撑件42滑动的顺畅性，同时还能防止支撑件42在滑动时发生偏移。当然，在其他实施例中，第二导向部也可以是设置在支撑件42上的滚轮，滚轮沿导槽滚动，带动支撑件42上下运动，同样能够避免支撑件42在上下运动时发生偏移。
48.优选地，如图1和图2所示，操作模块300包括相连的多自由度机械臂31和夹持组件33，夹持组件33被配置为能够夹持及拆装待更换高压保险。其中，多自由度机械臂31能够在夹持组件33对待更换高压保险进行夹持及拆装的时候转动变换角度及高度，以适应不同安装位置及安装高度的高压保险的更换，便于夹持组件33快速完成更换高压保险的操作，缩短更换时间，提高作业效率。
49.优选地，如图2所示，多自由度机械臂31包括多个机械臂。多个机械臂依次转动连接，位于多自由度机械臂31的一端的机械臂与行走模块100连接，位于多自由度机械臂31的另一端的机械臂与夹持组件33相连。在本实施例中，多自由度机械臂31包括第一转动臂312、第二转动臂313和第三转动臂314。第一转动臂312、第二转动臂313和第三转动臂314依次转动连接。其中，第一转动臂312与行走模块100相连，第三转动臂314与夹持组件33相连。三个机械臂的转动配合，能够实现多自由度机械臂31的角度和高度的变换，以适应不同安装位置的高压保险的操作，进一步提高工作效率。同时，机械臂作业代替维修人员手工作
业，大大保障了人员的生命安全。需要说明的是，每个机械臂均包括与之相连的驱动器，以驱动各机械臂运动，机械臂的驱动方式为现有技术，此处不再具体描述。
50.可选地，如图2所示，在本实施例中，为了使多自由度机械臂31与行走模块100的连接更可靠，多自由度机械臂31还包括支撑座311。支撑座311转动连接于行走模块100上，第一转动臂312转动连接于支撑座311上。支撑座311可实现多自由度机械臂31在水平方向上的旋转，第一转动臂312可绕其与支撑座311的连接点在竖直平面内转动。相当于，多自由度机械臂31和行走模块100转动连接，以实现多自由度机械臂31的角度的更优调节。
51.优选地，如图2所示，夹持组件33包括第一操作部和第二操作部。由于夹持组件33需要夹持及拆装待更换高压保险，将夹持组件33设计为两部分，更方便夹持组件33的操作。具体地，第一操作部的一端和第二操作部的一端分别与多自由度机械臂31铰接，第一操作部和第二操作部能够分别绕各自的铰接端向靠近或远离彼此的方向运动，以夹持待更换高压保险。
52.在本实施例中，第一操作部包括第一指和第二指，第二操作部包括第三指和第四指。第一指的一端和第三指的一端分别与多自由度机械臂31铰接，第一指和第三指能够分别绕各自的铰接端向靠近或远离彼此的方向运动。第一指的另一端与第二指的一端铰接，第二指能够绕其铰接端转动。第三指的另一端与第四指的一端铰接，第四指能够绕其铰接端转动。第二指的活动端与第四指的活动端能够相互靠近或远离，以对待更换高压保险进行夹持。将第一操作部和第二操作部采用机械手指的设计，外观简洁，操作方便，利于节省时间，提高效率。
53.在其他实施例中，第一操作部和第二操作部均为一体式结构。第一操作部的一端和第二操作部的一端分别与多自由度机械臂31铰接，第一操作部和第二操作部能够分别绕各自的铰接端向靠近或远离彼此的方向运动，第一操作部的另一端和第二操作部的另一端能够相互抵接，以夹持待更换高压保险。可以想到，夹持组件33在使用过程中可能出现损坏。一体式结构不仅便于加工制造，当第一操作部或第二操作部中的一个出现损坏时还能够方便更换，有利于节省使用成本。
54.可选地，如图2所示，在本实施例中，多自由度机械臂31和夹持组件33之间还设置有转接件32。转接件32与多自由度机械臂31转动连接，第一操作部的一端和第二操作部的一端分别与转接件32铰接。通过设置转接件32，夹持组件33与多自由度机械臂31之间也能够实现相对转动，在更换高压保险时，控制转接件32转动，以调整夹持组件33的夹持方向，方便夹持组件33夹持住待更换高压保险。
55.在本实施例的一个应用场景中，待更换高压保险卡装于电压互感器上。需要更换保险时，首先控制行走模块100运动到待更换的高压保险的操作位置。然后控制多自由度机械臂31和转接件32转动，以调整夹持组件33的夹持方向。当夹持组件33夹持住待更换的高压保险后，再控制多自由度机械臂31平稳拉动夹持组件33向远离高压保险的安装位置的方向移动，即可将待更换高压保险拆下，操作简单，节省时间。
56.在本实施例的另一个应用场景中，待更换高压保险拧装于电压互感器上。此时，在夹持组件33夹持住待更换的高压保险后，需要继续控制转接件32转动，使转接件32的转动方向与待更换高压保险的拧紧方向相反，即可将保险旋拧下来，同样不需要维修人员手动干预，且操作过程简单快捷。
57.可选地，夹持组件33包括两个。两个夹持组件33能够分别独立动作。需要说明的是，每个夹持组件33均包括与之相连的驱动器，以驱动夹持组件33夹持和释放待更换高压保险，驱动器的驱动方式为现有技术，此处不再具体描述。
58.在本实施例的一个应用场景中，待更换高压保险体积较小，其中一个夹持组件33就能够夹持住此待更换的保险。也就是说，在更换高压保险时，可以先由其中一个夹持组件33完成待更换保险的拆卸作业，再由另一个夹持组件33完成新保险的安装作业。整个装置只需进行一次移动，即可完成待更换高压保险的拆装，节省时间，大大提高了工作效率。
59.在本实施例的另一个应用场景中，待更换高压保险体积较大，一个夹持组件33难以平稳夹持住此待更换的高压保险。在更换高压保险时，首先控制多自由度机械臂31和转接件32转动，以调整夹持组件33的夹持方向。然后控制两个夹持组件33分别夹持住待更换保险的两端，并将其拆下。之后，再控制两个夹持组件33夹持新的高压保险，并控制操作模块300将新的保险安装在电压互感器上。通过两个夹持组件33分别夹持住待更换高压保险的两端，夹持效果好，夹持更加平稳，有利于增大操作模块300安装保险的成功率，进一步提高了维修人员的工作效率。
60.优选地，该高压保险操作装置还包括位置检测模块200，位置检测模块200被配置为能够检测待更换高压保险与行走模块100的相对位置。也就是说，位置检测模块200能够检测行走模块100是否运动到待更换高压保险的正确的操作位置，防止行走模块100的运动偏离。
61.可选地，位置检测模块200包括激光扫描雷达，定位准确，反应灵敏，方便操作。
62.优选地，该高压保险操作装置还包括照明模块600，照明模块600安装在行走模块100上，照明模块600被配置为能够对待更换高压保险的操作位置提供照明。可以理解的是，若遇到天气黑暗或待更换高压保险的位置比较隐蔽阴暗，照明模块600的照明，能够便于维修人员更好地对高压保险的更换过程进行监控，以确保更换后的保险符合标准要求。
63.优选地，该高压保险操作装置还包括控制模块。行走模块100、位置检测模块200、操作模块300、摄像模块400和照明模块600分别与控制模块电连接。控制模块能够根据接收到的来自位置检测模块200的检测信号，来控制行走模块100运动到待更换高压保险的操作位置，以便于在该操作位置对高压保险进行更换。控制模块还能够根据接收到的来自摄像模块400的图像信号，来控制操作模块300夹持及拆装待更换高压保险。控制模块还能够控制照明模块600开启，以便在光线不足的时候为操作模块300的工作过程进行照明，便于摄像模块400进行摄像，使维修人员更好地对高压保险的更换过程进行监控。
64.可选地，该高压保险操作装置还包括通信模块500和远程遥控设备(图未示)。通信模块500连接于行走模块100上，并与控制模块电连接。在本实施例中，通信模块500包括连接于行走模块100上的天线。天线用于接收遥控设备发出的信号，并将信号传递到控制模块。控制模块接收经天线传输的来自遥控设备的信号并将信号转化为控制信息，以控制行走模块100的运动和停止、操作模块300夹持及拆装待更换高压保险、摄像模块400的上下运动以及照明模块600的开启与关闭。显然，在其他实施例中，通信模块500也可以包括蓝牙设备或无线设备，均能够实现与远程遥控设备之间的通信连接。通过设置通信模块500，维修人员能够远程控制该高压保险操作装置，进一步对维修人员的人身安全提供了保障。
65.优选地，行走模块100包括行走本体和多个行走轮。位置检测模块200、操作模块
300、摄像模块400、通信模块500和照明模块600均设置于行走本体上。行走轮连接于行走本体的底部，以带动行走本体移动到待更换高压保险的操作位置。
66.可选地，行走轮为万向轮，方便转向。
67.进一步地，行走轮上设置有刹车装置，在遇到障碍物时，可以快速地刹车制动，避免发生危险。
68.优选地，该高压保险操作装置还包括供电模块，供电模块安装在行走模块100上，具体为安装在行走本体上。供电模块被配置为为该高压保险操作装置提供电能。
69.可选地，供电模块包括蓄电池组。
70.进一步地，行走本体上设置有充电接口，以通过充电接口为蓄电池组充电。
71.可选地，该高压保险操作装置还包括操控杆。操控杆安装于行走本体上，维修人员还可通过操控杆手动控制行走模块100的移动和操作模块300的动作。在拆装待更换高压保险的作业过程中，控制模块突发故障时，维修人员可直接操纵操控杆以控制操作模块300完成此次拆装任务。最后再返回基地对控制模块进行维修，从而大大提高了维修人员的工作效率。
72.进一步地，在本实施例中，为了提高该操作装置使用时的安全性，在操控杆远离行走本体的一端的端部设置绝缘部。绝缘部可选为橡胶保护套，且与操作杆粘接，安装方便也可保证绝缘部在使用时，不会发生相对滑动。在其他实施例中，操控杆可采用绝缘材料制成，如碳纤维，碳纤维质量轻，强度高，既有效阻断了电流的导通，又具有足够的结构强度便于维修人员操作。
73.实施例二
74.本实施例提供了一种高压保险操作装置，本实施例与实施例一的区别在于，在本实施例中，支撑件42不仅可以上下运动，还能够转动。示例性地，该高压保险操作装置还包括第二驱动件。第二驱动件与控制模块电连接，第二驱动件的固定端与第一驱动件的输出端相连，第二驱动件的输出端与支撑件42相连并能够驱动支撑件42转动。具体地，第一驱动件可选为液压缸、气缸或电动推杆，第二驱动件可选为旋转电机。第一驱动件能够驱动第二驱动件与支撑件42上下运动，第二驱动件能够驱动支撑件42转动。支撑件42转动时，即可带动连接于支撑件42上的摄像头43同步转动，以使摄像头43的观测范围更大。也就是说，摄像头43还能够在行走模块100移动的过程中对该高压保险操作装置周边的环境进行摄像，以协助行走模块100远离障碍物，保证装置整体的安全性和可靠性。
75.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚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。