一种动触头夹紧力测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及信号测量领域，尤其涉及一种动触头夹紧力测量装置。


背景技术：

2.隔离开关是电力系统中使用量最大、应用范围最广泛的开关设备，隔离开关也是唯一完全暴露在大气环境中工作、受环境气候条件影响最直接和最严重的电气设备，它的运行条件比较恶劣，容易产生机械或电气方面的故障。尤其是触指接触部分容易受潮气、灰尘及有害气体的侵袭产生接触不良而导致发热，提供触指压力的弹簧会因发热而退火使压力降低，这样更导致触指发热形成恶性循环最终烧坏触指酿成事故。在检修时往往只注意更换明显失效和断裂的弹簧，而对那些压力降低的弹簧无法判断与更换，这样在再次运行中，每个触指电流的分布会因压力不同而不同，差别越大电流分布越不均匀，长期运行后就会发生接触不良而过热。触指的发热会恶性循环，一个触指接触不好就会漫延整个触头接触不良。同时有不少隔离开关的触指压力可调，如果在检修时调整压力不够或每个触指的调整压力有差别同样会出现上述现象。
3.目前用户在进行开关柜的定期维护时，缺少方便适用的对触指(动触头) 的夹紧力测试的装置，必须由用户自行解决触指(动触头)夹紧力的测试，而用户却苦于找不到合适的触指(动触头)夹紧力测试装置来进行夹紧力的测试，有的用户为消除触指(动触头)夹紧力下降所带来的电气运行隐患，采用土办法进行粗略的测试，所带来的弊端就是没有精确地定量测量，不能完全消除开关柜未来运行时的隐患。还有的开关柜用户直接就是不再检测触指(动触头)的夹紧力了，只进行定期的对触指(动触头)直接更换，由于每次更换的数量很大，从而造成很大的浪费。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种动触头夹紧力测量装置，解决现有技术中所缺少的对触指夹紧力的进行精确定量的测量，及不能完全消除开关柜运行时所存在的隐患问题，更有甚者，有些用户因为缺少检测手段，就不再检测触指(动触头)的夹紧力，只进行定期的对触指(动触头)直接更换，由于每次更换的数量很大，从而造成很大的浪费。
5.为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：
6.一种动触头夹紧力测量装置，包括上壳体、下壳体、测试探头、夹紧力测量传感器、控制线路板及安装框架，所述上壳体与下壳体构成壳体装置，所述控制线路板安装在上壳体上，所述下壳体上安装有安装框架，所述夹紧力测量传感器安装在安装框架上，所述测试探头包括第一探头与第二探头，所述第一探头与第二探头相对设置在夹紧力测量传感器的测量端的两侧，所述第一探头与第二探头部分设置在壳体装置外部，所述第一探头与第二探头用于插入动触头时受到挤压而向中间靠拢，基于上述挤压动作进而使夹紧力测量传感器受力获得夹紧力测量信号，所述夹紧力测量信号传输至控制线路板获得夹紧力测量数据。
7.进一步的，所述第一探头包括第一本体结构、第二本体结构以及第一安装件，所述第二探头包括第三本体结构、第四本体结构以及第二安装件，所述第一本体结构为从远离夹紧力测量传感器的一端向靠近夹紧力测量传感器一端宽度逐渐增大，所述第二本体结构设有倒圆角结构，所述第一本体结构与第二本体结构通过弧形过渡结构连接所述倒圆角结构以形成一体结构，所述一体结构的一端与第一安装件相连接，所述第一探头通过第一安装件与夹紧力测量传感器紧固连接，所述第三本体结构与第一本体结构相同，所述第四本体结构与第二本体结构相同，所述第二探头通过第二安装件与夹紧力测量传感器紧固连接。
8.进一步的，所述第二安装件的长度大于第一安装件，所述第二安装件设有倾斜过渡结构，所述夹紧力测量传感器安装有所述测试探头的两侧设有槽型结构，所述槽型结构的侧边设为斜面结构，所述斜面结构与所述倾斜过渡结构配合安装。
9.进一步的，还包括用于增加所述测试探头的探头外围宽度的扩展片，所述扩展片包括第一扩展片结构件、第二扩展片结构件以及第三扩展片结构件，所述第一扩展片结构件与垂直设置的第二扩展片结构件，所述第一扩展片结构件设有倒圆角结构，所述第三扩展片结构件从靠近第一扩展片结构件一端至远端宽度逐渐减小，所述第三扩展片结构件的一端与第一扩展片结构件通过弧形过渡结构连接所述倒圆角结构形成整体结构，所述第二扩展片结构件垂直安装在所述第三扩展片结构件的另一端，所述第二扩展片结构件为弯折结构，所述第二扩展片结构件与第一本体结构配合安装增大所述测试探头的探头外围宽度。
10.进一步的，所述控制线路板设有主控模块、采样模块、显示及按键模块、 485电路模块与电源模块，所述采样模块采集夹紧力测量传感器信号并输入至主控模块，所述主控模块用于对夹紧力测量传感器信号进行处理并输出夹紧力数据与储存，所述主控模块输出的所述夹紧力数据通过显示及按键模块显示，所述电源模块用于给装置提供电能，所述485电路模块的预留接口可将主控模块处理后的夹紧力测量传感器信号上传至电脑保存。
11.进一步的，所述主控模块具体为stm32f103c8t6嵌入式cpu，所述主控模块电连接有基准脉冲电路、故障指示电路与存储单元，所述存储单元具体为at24c04。
12.进一步的，所述显示及按键模块设有显示屏与按键。
13.进一步的，所述上壳体设有显示屏安装孔、若干故障指示灯安装孔、若干按键安装孔与若干卡接槽。
14.进一步的，所述下壳体设有测试探头装孔与卡接结构，所述卡接结构为钩形结构，所述卡接结构与卡接槽配合连接。
15.本实用新型的有益效果：
16.本实用新型公开了一种动触头夹紧力测量装置，对触指(动触头)夹紧力进行精确定量的测量，消除了开关柜运行时所存在的安全隐患，解决了存在用户不再检测触指(动触头)的夹紧力，只进行定期的对触指(动触头) 直接更换，由于每次更换的数量很大，从而造成很大的浪费的问题。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例
或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置主视图；
19.图2为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置俯视图；
20.图3为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置左视图；
21.图4为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置第一测试探头主视图；
22.图5为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置第一测试探头俯视图；
23.图6为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置第二测试探头主视图；
24.图7为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置第二测试探头俯视图；
25.图8为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置上壳体主视图；
26.图9为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置上壳体俯视图；
27.图10为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置下壳体主视图；
28.图11为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置下壳体俯视图；
29.图12为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置扩展片主视图；
30.图13为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置扩展片俯视图；
31.图14为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置扩展片左视图；
32.图15为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置的结构框图；
33.图16为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置的主控制模块电路图；
34.图17为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置的基准脉冲电路；
35.图18为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置的故障指示电路；
36.图19为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置的采样模块的电路图；
37.图20为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置的存储单元电路图；
38.图21为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置的电源模块电路图；
39.图22为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置的485电路模块电路图；
40.图23为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置的显示及按键模块的按键电路图；
41.图24为本实用新型一种动触头夹紧力测量装置的显示及按键模块的显示电路图。
42.图中：1、上壳体；11、显示屏安装孔；12、若干故障指示灯安装孔；13、若干按键安装孔；14、若干卡接槽；2、下壳体；21、测试探头装孔；22、卡接结构；3、测试探头；31、第一探头；311、第一本体结构；312、第一安装件；313、第二本体结构；32、第二探头；321、第三本体结构；322、第二安装件；323、第四本体结构；4、夹紧力测量传感器；5、控制线路板；6、安装框架；61、安装框架底板；7、显示屏；8、按键；9、第一扩展片结构件； 10、第二扩展片结构件；15、第三扩展片结构件；501、主控模块；502、采样模块；503、显示及按键模块；504、485电路模块；505、电源模块。
具体实施方式
43.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施
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，都属于本实用新型保护的范围。
44.本实施例提供了一种动触头夹紧力测量装置，如图1至图3所示，包括上壳体1、下壳体2、测试探头3、夹紧力测量传感器4、控制线路板5及安装框架6，所述上壳体1与下壳体2构成壳体装置，所述控制线路板5安装在上壳体1上，所述下壳体2上安装有安装框架6，所述夹紧力测量传感器4 安装在安装框架6上，所述测试探头3包括第一探头31与第二探头32，所述第一探头31与第二探头32相对设置在夹紧力测量传感器4的测量端的两侧，所述第一探头31与第二探头32部分设置在壳体装置外部，所述第一探头31与第二探头32用于插入动触头时受到挤压而向中间靠拢，基于上述挤压动作进而使夹紧力测量传感器4受力获得夹紧力测量信号，所述夹紧力测量信号传输至控制线路板5获得夹紧力测量数据，所述夹紧力测量信号通过夹紧力测量传感器导线a连接控制线路板5，所述控制线路板5用于安装电路模块，安装框架6用于固定安装夹紧力测量传感器4，所述测试探头3还设有测试探头保护罩b，用于不使用时对测试探头的保护。
45.在具体实施例中，如图4至图7所示，所述第一探头31包括第一本体结构311、第二本体结构313以及第一安装件312，所述第二探头32包括第三本体结构321、第四本体结构323以及第二安装件322，所述第一本体结构 311为从远离夹紧力测量传感器4的一端向靠近夹紧力测量传感器4一端宽度逐渐增大，所述第二本体结构313设有倒圆角结构，所述第一本体结构311 与第二本体结构313通过弧形过渡结构连接所述倒圆角结构以形成一体结构，所述一体结构的一端与第一安装件312相连接，所述第一探头31通过第一安装件312与夹紧力测量传感器4紧固连接，所述第三本体结构321与第一本体结构311相同，所述第四本体结构323与第二本体结构313相同，所述第二探头32通过第二安装件322与夹紧力测量传感器4紧固连接。
46.在具体实施例中，所述第二安装件322的长度大于第一安装件312，所述第二安装件322设有倾斜过渡结构，所述夹紧力测量传感器4安装所述测试探头3的两侧设有槽型结构，所述槽型结构的侧边设为斜面结构，所述斜面结构与所述倾斜过渡结构配合安装。所述夹紧力测量传感器4两端同时受力时获取获得夹紧力测量信号，具体为所述第一安装件312与所述夹紧力测量传感器4靠近所述第二本体结构313的一端通过螺栓紧固连接，所述第二安装件322远离第四本体结构323的一端通过螺栓与夹紧力测量传感器4紧固连连接。
47.在具体实施例中，如图12至14所示，还包括用于增加所述测试探头3 探头外围宽度的扩展片，所述扩展片包括第一扩展片结构件9、第二扩展片结构件10以及第三扩展片结构件15，所述第一扩展片结构件9与垂直设置的第二扩展片结构件10，所述第一扩展片结构件9设有倒圆角结构，所述第三扩展片结构件15从靠近第一扩展片结构件9一端至远端宽度逐渐减小，所述第三扩展片结构件15的一端与第一扩展片结构件9通过弧形过渡结构连接所述倒圆角结构形成整体结构，所述第二扩展片结构件10垂直安装在所述第三扩展片结构件15的另一端，所述第二扩展片结构件10为弯折结构，所述第二扩展片结构件10与第一本体结构311配合安装增大所述测试探头3的探头外围宽度，进而可以适应多种开口尺寸的触指(动触头)的夹紧力的精确测量。
48.在具体实施例中，如图8至图9所示，所述上壳体1设有显示屏安装孔 11、若干故障指示灯安装孔12、若干按键安装孔13与若干卡接槽14，所述下壳体2设有测试探头装孔21与
卡接结构22，所述卡接结构22为钩形结构，所述卡接结构22与卡接槽14配合连接。所述显示屏安装有lcd单色汉子显示屏，所述故障指示灯安装孔12有若干故障指示灯，若本装置出现故障或者电量低时可通过指示灯进行识别警示，安装若干按键可包括测量键、储存键或清零键等，将本装置的电源打开，待其lcd单色汉子显示屏显示本装置就绪可以开始测量时，将本装置的夹紧力测试探头插入与之相匹配的触指里，按动本装置上的“测量键”并持续3秒钟以上再松开按键，此时，夹紧力的测量值将显示在本装置的lcd单色汉子显示屏上，可通过储存键对所测量的夹紧力的测量值进行保存，按压清零键可对显示的夹紧力测量值进行清除。
49.在具体实施例中，如图10至图11所示，所述下壳体2设有测试探头装孔21与卡接结构22，所述卡接结构22为钩形结构，所述卡接结构22与卡接槽14配合连接。测试探头安装孔21可固定测试探头3防止其移动，所述卡接结构22与卡接槽14配合连接，便于装置拆卸和组装，方便携带。本实用新型提供了一种动触头夹紧力测量装置，其所能达到的技术性能是：重量小于3kg，使用者可单手操作，夹紧力测试量程为0至60n(牛顿)，测量精度可达0.01n(牛顿)，并且可在-20℃至+55℃的温度环境下正常工作，为开关柜的运行安全提供一个可靠的数值依据。
50.在具体实施例中，如图15所示，所述控制线路板5设有主控模块501、采样模块502、显示及按键模块503、485电路模块504与电源模块505，所述采样模块502采集夹紧力测量传感器信号并输入至主控模块501，所述主控模块501用于对夹紧力测量传感器信号进行处理并输出夹紧力数据与储存，所述主控模块501输出的所述夹紧力数据通过显示及按键模块503显示，所述电源模块505用于给装置提供电能，所述485电路模块504的预留接口可将主控模块501处理后的夹紧力测量传感器信号上传至电脑保存。
51.在具体实施例中，如图16所示，所述主控模块501具体为stm32f103c8t6 嵌入式cpu，所述主控模块501电连接有基准脉冲电路、故障指示电路与存储单元，所述存储单元具体为at24c04。所述主控模块通过引脚pd0/osc
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in 与引脚pd1/osc
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out连接基准脉冲电路，如图17所示，给cpu提供基准脉冲信号，所述主控模块通过引脚pa14连接有故障指示电路，如图18所示，为使用过程中装置故障提信号指示，具体为黄色发光二极管指示，如图20所示，所述存储模块具体为at24c04。所述主控模块通过引脚pb6与pb7连接存储模块，通过存储模块将采集到的动触头夹紧力数据进行保存，用以长期记录与数据分析。
52.在具体实施例中，如图19所示，所述采样模块与控制模块电连接，具体为所述采样模块的引脚din连接第一电阻r3的一端，所述第一电阻r3的另一端连接控制模块引脚pb3，所述采样模块的引脚dout/rdy连接第二电阻r4 的一端，所述第二电阻r4的另一端连接控制模块引脚pb4，所述采样模块的引脚sclk连接第三电阻r5的一端，所述第三电阻r5的另一端连接控制模块引脚pb4，所述采样模块的引脚cs连接第四电阻r6的一端，所述第四电阻 r6的另一端连接控制模块引脚pb8，所述采样模块的引脚sync连接第五电阻 r7的一端，所述第五电阻r7的另一端连接控制模块引脚pb9，所述电阻的使用为了保护电路。
53.在具体实施例中，所述显示及按键模块设有lcd单色汉子显示屏与小型按键。所述显示及按键模块与主控模块电连接，如图24所示，所述lcd单色汉子显示屏型号为oled96，所述lcd单色汉子显示屏通过引脚scl、sda、res、 dc和cs依次与主控模块引脚pa8、pb15、pb14、pb13和pb12相连接，如图 23所示，所述主控模块通过引脚pa4与pa5连接小型按键，所
述显示及按键模块设有小型lcd单色汉字显示屏，用于显示本装置的动触头夹紧力的测量时间、装置的剩余电量以及所测触指(动触头)的夹紧力牛顿值。所述显示及按键模块设有一组小型按键，用于对本装置进行运行参数的初始设定与存储等进行操作使用。
54.在具体实施例中，如图21所示，所述电源模块通过引脚avcc与引脚vdd 连接主控模块，如图22所示，所述485电路模块引脚4851en连接主控模块引脚pa1，所述485电路模块引脚4851tx连接主控模块引脚pa2，所述485 电路模块引脚4851rx连接主控模块引脚pa3，所述485电路模块预留接口 485a与485b，当用户将多个触指的夹紧力测量完成后，可通过本装置上的 485接口，将存储在本装置的多个触指的夹紧力数值上传到电脑中做永久保存，便于后续进行数据分析与整合。
55.本实用新型一种动触头夹紧力测量装置的工作原理为本装置通过测试探头受力挤压并将挤压力传递至夹紧力测量传感器获得夹紧力信号，将被测触指(动触头)的夹紧力信号经装置内的采样模块电路变为电信号，装置内的嵌入式计算机再将该电信号变成数据信号，继而变换成夹紧力的牛顿值显示在装置的lcd汉子显示器上，该牛顿值可长期存储在本装置内以备查验，本装置上的485电路模块的网络通讯接口可将所采集到的打上时间标签和地址标签的夹紧力牛顿值发送到上位计算机中存储，用以长期记录和数据分析。
56.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。