CN111855170A - 一种操动机构负荷模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种操动机构负荷模拟装置，包括负荷模拟器、操动机构安装架、输出连杆、检测模块适配结构、位置检测模块和控制模块。负荷模拟器用于向待检测操动机构输出模拟负载；操动机构安装架用于固定安装待检测操动机构，输出连杆用于传动连接待检测操动机构的输出部和负荷模拟器的活塞杆；位置检测模块用于与检测模块适配结构配合测量输出连杆的位移量。本发明的操动机构负荷模拟装置，通过位置检测模块与检测模块配合结构相互配合，测量输出连杆的位移量以反映操动机构和负荷模拟器是否分合闸到位，可以根据分合闸到位情况通过控制模块控制操动机构开断，防止操动机构或者负荷模拟器带故障工作，提高装置运行安全性。

Description

一种操动机构负荷模拟装置

技术领域

本发明涉及一种操动机构负荷模拟装置。

背景技术

操动机构是控制断路器分合闸的重要设备，操动机构工作性能的优劣对断路器工作性能和质量的优劣起极为重要的作用。因此，操动机构在出厂之前一般会在带有一定负载的情况下对其工作性能进行检测以免有不符合标准的操动机构出厂。

授权公告号为CN106885737B的中国发明专利文件公开了一种液压缓冲器及使用该缓冲器的操动机构用负荷模拟装置。负荷模拟装置包括框架，框架上安装有待试验操动机构和提供模拟负载的液压缓冲器，液压缓冲器内设有在液压缸即负载缸内做直线往复运动的活塞杆，活塞杆上设有沿活塞杆运动方向伸出液压缸外的外部连接杆，外部连接杆与待试验的操动机构的输出部传动连接。活塞杆上的活塞在直线往复运动过程中能够受到来自液压油的不同大小的阻力作用，以此来模拟操动机构在实现分合闸运动时带有的不同负载。活塞杆上设有外部检测杆，于外部检测杆上设置相应的检测装置以用于检测操动机构的分合闸速度和时间。

上述负荷模拟装置可以实现操动机构在带有模拟负载下工作并对其对应的分合闸速度和时间进行测量，但是在上述负荷模拟装置运行时操作人员无法判断每次分合闸动作过程中操动机构和液压缓冲器是否分合闸到位，容易出现操动机构或者液压缓冲器带故障运行从而导致安全质量事故发生的情况。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操动机构负荷模拟装置，能够解决现有技术中的操动机构负荷模拟装置无法反映出操动机构分合闸到位情况导致操动机构或者液压缓冲器容易带故障运行的技术问题。

本发明的操动机构负荷模拟装置采用如下技术方案：

操动机构负荷模拟装置，包括：

机架；

负荷模拟器，安装在机架上，包括负载缸和活塞杆；

操动机构安装架，位于机架上，用于固定安装待检测操动机构；

输出连杆，用于传动连接待检测操动机构的输出部和活塞杆；

检测模块适配结构，位于输出连杆上和/或活塞杆上；

位置检测模块，与检测模块适配结构配合测量输出连杆的位移量；

控制模块，用于与位置检测模块和操动机构连接，且在接收到位置检测模块反馈的异常信号时，控制操动机构停机。

有益效果：本发明的操动机构负荷模拟装置，可通过负荷模拟器对操动机构于分合闸操作时的负载情况进行模拟，以实现在带负载的情况下对操动机构的工作性能进行检测；本操动机构负荷模拟装置设置相互配合工作的检测模块适配结构和位置检测模块，可测量出输出连杆的位移量是否达到分合闸要求并将信号传递给控制模块，在分合闸不到位时控制模块能够及时将操动机构关断，有效避免操动机构或者负荷模拟器带故障运行，可提高操动机构负荷模拟装置的工作安全性。

进一步的，检测模块适配结构位于活塞杆上。

有益效果：由于负荷模拟器为模拟断口结构分合闸运动的设备，活塞杆做直线往复运动，检测模块适配结构设置在活塞杆上，方便位置检测模块对输出连杆位移量进行测量，有利于提高测量结果准确度。

进一步的，位置检测模块设有至少两个。

有益效果：设置两个或者多个位置检测模块，一方面，可将不同位置检测模块的测量数据进行对比，避免单个位置测量模块检测结果出现误差导致控制模块误操作，提高测量准确性；另一方面，在一个位置检测模块故障的情况下其他位置检测模块仍能继续进行工作，测量功能更可靠。

进一步的，位置检测模块包括辅助开关，辅助开关的触头连接有与检测模块适配结构配合且在输出连杆动作时摆动的连接杆。

有益效果：辅助开关和检测模块适配结构通过机械连接方式配合，测量过程较为稳定，测量结果较为可靠。

进一步的，活塞杆与输出连杆铰接，活塞杆与输出连杆铰接处的铰接轴具有沿轴向一端向外延伸的延伸段，所述延伸段构成与所述连接杆传动连接的检测模块适配结构。

有益效果：检测模块适配结构设置在活塞杆与输出连杆铰接处的铰接轴上，无需在其他位置独立设置检测模块适配结构，简化了检测模块适配结构的设置。

进一步的，位置检测模块包括两个辅助开关，两个辅助开关的触头通过平行四边形连杆机构传动连接，两个辅助开关的触头分别与平行四边形连杆机构的两摆杆连接，平行四边形连杆机构的其中一个摆杆与输出连杆连接，且在输出连杆动作时带动触头转动。

有益效果：通过以上平行四边形连杆机构传动连接各个辅助开关，可减少输出连杆上的检测模块适配结构数量，输出连杆结构较为简单且受外力作用点较少，不易在传动过程中发生损坏；以上结构简化了辅助开关和输出连杆的连接结构，辅助开关和输出连杆连接后占用整个装置的空间较小。

进一步的，机架包括板式结构的安装架，负荷模拟器水平安装在安装架的一侧，操动机构安装架为筒状架体，安装在安装架的另一侧，活塞杆穿过安装架伸入筒状架体内，筒状架体上远离安装架的一端用于安装待检测操动机构。

有益效果：输出连杆位于操动机构安装架内部，筒状架体对输出连杆具有一定保护作用，可防止输出连杆运动过程中与装置上其他结构或者操作人员发生碰撞，提高装置安全性。

进一步的，位置检测模块安装在筒状架体上。

有益效果：方便安装位置检测模块，有利于设置位置检测模块和检测模块配合结构之间的配合关系，结构较为紧凑。

进一步的，位置检测模块安装在筒状架体的上表面，筒状架体的水平相对的侧面上设有观察窗口。

有益效果：上述观察窗口的设置方便操作人员对输出连杆的运动情况进行观察。

附图说明

图1是本发明的操动机构负荷模拟装置的具体实施例1使用时的结构示意图；

图2是图1中B-B处的剖面图；

图3是本发明的操动机构负荷模拟装置的具体实施例1中输出连杆的连接结构示意图；

图4是本发明的操动机构负荷模拟装置的具体实施例1中输出连杆另一视角的连接结构示意图；

图5是本发明的操动机构负荷模拟装置的具体实施例1中辅助开关与输出连杆传动连接的正视图；

图6是图5的俯视图；

图7是图5从右侧视角看的示意图；

图中：1-机架；11-安装架；12-操动机构安装架；13-安装板；2-负荷模拟器；21-活塞杆；3-操动机构；41-第一辅助开关；42-第二辅助开关；5-输出连杆；51-延伸段；6-第一连接杆；7-第二连接杆；8-传动杆。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅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。

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。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

需要说明的是，术语“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以下结合实施例对本发明的特征和性能作进一步的详细描述。

本发明的操动机构负荷模拟装置的具体实施例1：

本发明的操动机构负荷模拟装置，如图1所示，包括机架1，机架1包括底座和垂直固定在底座上沿上下方向延伸的安装架11，安装架11为板式结构，为了加强机架1结构强度，安装架11与底座之间还固定有支撑板。

安装架11的一侧水平安装有负荷模拟器2，本实施例中的负荷模拟器2为现有技术，例如授权公告号为CN206020621U的中国实用新型专利文件公开的高压断路器操动机构模拟缓冲试验装置。负荷模拟器2包括活塞缸即负载缸和活塞，活塞上连接有伸出负载缸外与操动机构3传动连接的活塞杆21，负荷模拟器2可以向操动机构3提供与操动机构实际分合闸工作时的负荷相接近的模拟负荷，用以验证操动机构3的分合闸特性是否满足要求。

安装架11的另一侧安装有操动机构安装架12，操动机构安装架12为筒状架体，筒状架体轴向一端与安装架11固定连接，另一端向远离安装架11的方向悬伸且固定设置有安装板13，待检测的操动机构3通过螺栓安装固定在安装板13上。操动机构3上可绕转动轴线摆动的输出摆臂通过输出连杆5与负荷模拟器2的活塞杆21传动连接，输出连杆5铰接于输出摆臂和活塞杆21之间。经过输出连杆5的传动作用，能将输出摆臂的转动转化为活塞杆21在负载缸内的直线往复运动。

活塞杆21穿过安装架11伸入筒状架体内部与输出连杆5连接，安装板13上设有穿孔，输出连杆5通过穿孔穿入操动机构3的内部，与操动机构3内的输出摆臂连接。输出连杆位于筒状架体内，并于筒状架体内运动。操动机构安装架12上水平相对的侧面上设有观察窗口，可供操作人员观察输出连杆5的运动情况。

如图2-图7所示，输出连杆5与活塞杆21的铰接处的铰接轴具有沿其轴向一端向外延伸的延伸段51，延伸段51构成检测模块配合结构。操动机构安装架12的上表面上安装有位置检测模块，位置检测模块设有两个，分别包括第一辅助开关41和第二辅助开关42，两个辅助开关的触头沿输出连杆5运动方向布置。

第一辅助开关41的触头上止转连接有第一连接杆6，第二辅助开关42的触头上止转连接有有第二连接杆7。第一连接杆6远离第一辅助开关41触头的一端设有长圆孔，延伸段 51位于长圆孔内并与长圆孔滑动配合，当输出连杆5运动时，第一连接杆6可以带动第一辅助开关41的触头旋转一定角度。第二辅助开关42的触头通过第二连接杆7和传动杆8与第一连接杆6连接，传动杆 8铰接于第一连接杆6和第二连接杆7之间，第二连接杆7可带动第二辅助开关42的触头旋转。其中，传动杆8与两个辅助开关的触头之间的连线平行，第一连接杆6、第二连接杆7、传动杆8和两个辅助开关的触头构成平行四边形连杆机构。在平行四边形连杆机构的作用下，第二连接杆7可同第一连接杆6一起同步转动，第一连接杆6和第二连接杆7构成平行四边形连杆结构的两个摆杆。

本实施例中，设有与位置检测模块4和操动机构3连接的控制模块。当操动机构3在负荷模拟器2的模拟负荷作用下动作时，输出连杆5运动带动第一连接杆6转动，第二连接杆7随第一连接杆6同步转动，第一辅助开关41和第二辅助开关42分别对第一连接杆6和第二连接杆7的转动角度进行测量，由于两个摆杆的转动角度和输出连杆5的位移距离相对应，当负荷模拟器2或者操动机构3出现卡滞或者其他故障导致分合闸操作不到位时，第一连接杆6和第二连接杆7不能达到设定转动角度，辅助开关可向控制模块传输异常信号，继而控制模块及时关断操动机构3，防止负荷模拟器或者操动机构带故障运动、实现对负荷模拟器或者操动机构的保护作用。

本发明的操动机构负荷模拟装置，可以通过辅助开关对输出连杆的位移量进行检测，辅助开关能够将信号传输给控制模块，通过控制模块控制负荷模拟器的关断，有效避免操动机构或者负荷模拟器带故障运行，可提高操动机构负荷模拟装置的工作安全性。

值得说明的是，本实施例中，在辅助开关所需节点总量一定的情况下，通过将辅助开关设置为两个，减少单个辅助开关上的节点数量，这样可以缩短单个辅助开关上触头的长度，防止辅助开关的触头因长度较长于传动过程中发生损坏。

本发明的操动机构负荷模拟装置的具体实施例2：

与实施例1不同的是，操动机构负荷模拟装置中设有两个检测模块配合结构，一个检测模块配合结构为固定在输出连杆上的检测触头，另一个检测模块配合结构为固定在活塞杆上的检测触头，两个检测触头分别通过两个连接杆直接与第一辅助开关和第二辅助开关的触头连接。

本发明的操动机构负荷模拟装置的具体实施例3：

与实施例1不同的是，输出连杆上设有两个检测模块配合结构，两个检测模块配合结构沿输出连杆长度方向间隔设置，两个检测模块配合结构为固定在输出连杆上的检测触头，两个检测触头分别通过两个连接杆直接与第一辅助开关和第二辅助开关的触头连接。

本发明的操动机构负荷模拟装置的具体实施例4：

与实施例1不同的是，位置检测模块包括微波探测器，微波探测器安装在操动机构安装架上，检测模块配合结构为活塞杆上开设的透射孔。微波探测器设有两个，当输出连杆运动带动透射孔达到其运动路径的首端和末端位置时，微波探测器的微波可以穿过透射孔发射至操动机构安装架上，其余时间微波只能发射至活塞杆上，微波探测器能够根据微波反射情况反映出输出连杆是否运动至设定位置，继而将测量信号传输给控制模块。

本发明的操动机构负荷模拟装置的具体实施例5：

与实施例1不同的是，本实施例中仅设有一个辅助开关，辅助开关固定在安装架上，本实施例中，辅助开关的节点数量与具体实施例1中第一辅助开关和第二辅助开关的节点数量之和相同。

辅助开关的触头通过连接杆与延伸段连接，操动机构安装架为板状结构，垂直固定在底架上，用于安装固定待检测的操动机构。

在本实施例中，输出连杆裸露在环境中，输出连杆的外侧未设置保护结构。

本发明的操动机构负荷模拟装置的具体实施例6：

与实施例1不同的是，筒状架体上未设置观察窗，辅助开关安装在筒状架体的水平相对的侧面上。

本发明的操动机构负荷模拟装置的具体实施例7：

与实施例1不同的是，操动机构负荷模拟装置除设有第一辅助开关和第二辅助开关外，还设有微波探测器，微波探测器安装在筒状架体的上表面。本实施例中，共设有三个位置检测模块。

检测模块配合机构包括延伸段和透射孔，透射孔设置在活塞杆上，与微波探测器相互配合，以通过微波的反射情况反映出输出连杆的位移是否符合分合闸到位的要求。同时设置辅助开关与微波探测器，可以起到相互检验的作用，使最终得到的测量结果更加准确。

本发明的操动机构负荷模拟装置的具体实施例8：

与实施例1不同的是，检测模块配合结构为设置在活塞杆上的长圆孔，长圆孔长度方向沿活塞杆轴向延伸，第一连接杆远离第一辅助开关触头的一端伸入活塞杆的长圆孔内，与长圆孔滑动配合。

本发明的操动机构负荷模拟装置的具体实施例9：

与实施例1不同的是，安装架为L形结构，具有垂直安装在底座上的垂直板面和沿水平方向延伸的水平板面，负荷模拟器竖直安装在水平板面的下侧面上，操动机构安装架为筒状架体，筒状架体下端安装在水平板面的上侧面上，负荷模拟器的活塞杆穿过水平板面穿入筒状架体内，与输出连杆连接。操动机构安装在筒状架体上端的安装板上，输出连杆穿过安装板与操动机构内部的输出摆臂连接。

输出连杆位于筒状架体内部，位置检测模块安装在筒状架体外周面上。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种操动机构负荷模拟装置，包括：

机架；

负荷模拟器，安装在机架上，包括负载缸和活塞杆；

操动机构安装架，位于机架上，用于固定安装待检测操动机构；

输出连杆，用于传动连接待检测操动机构的输出部和活塞杆；

其特征是，还包括：

检测模块适配结构，位于输出连杆上和/或活塞杆上；

位置检测模块，与检测模块适配结构配合测量输出连杆的位移量；

控制模块，用于与位置检测模块和操动机构连接，且在接收到位置检测模块反馈的异常信号时，控制操动机构停机。

2.如权利要求1所述的操动机构负荷模拟装置，其特征是，检测模块适配结构位于活塞杆上。

3.如权利要求1所述的操动机构负荷模拟装置，其特征是，位置检测模块设有至少两个。

4.如权利要求1所述的操动机构负荷模拟装置，其特征是，位置检测模块包括辅助开关，辅助开关的触头连接有与检测模块适配结构配合且在输出连杆动作时摆动的连接杆。

5.如权利要求4所述的操动机构负荷模拟装置，其特征是，活塞杆与输出连杆铰接，活塞杆与输出连杆铰接处的铰接轴具有沿轴向一端向外延伸的延伸段，所述延伸段构成与所述连接杆传动连接的检测模块适配结构。

6.如权利要求1或2所述的操动机构负荷模拟装置，其特征是，位置检测模块包括两个辅助开关，两个辅助开关的触头通过平行四边形连杆机构传动连接，两个辅助开关的触头分别与平行四边形连杆机构的两摆杆连接，平行四边形连杆机构的其中一个摆杆与输出连杆连接，且在输出连杆动作时带动触头转动。

7.如权利要求1-5任意一项所述的操动机构负荷模拟装置，其特征是，机架包括板式结构的安装架，负荷模拟器水平安装在安装架的一侧，操动机构安装架为筒状架体，安装在安装架的另一侧，活塞杆穿过安装架伸入筒状架体内，筒状架体上远离安装架的一端用于安装待检测操动机构。

8.如权利要求7所述的操动机构负荷模拟装置，其特征是，位置检测模块安装在筒状架体上。

9.如权利要求8所述的操动机构负荷模拟装置，其特征是，位置检测模块安装在筒状架体的上表面，筒状架体的水平相对的侧面上设有观察窗口。

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