一种智能母线通电的电压监测器

技术领域

本发明涉及电压监测领域，具体涉及一种智能母线通电的电压监测器。

背景技术

母线是指多个设备以并列分支的形式接在其上的一条共用的通路，智能母线指的是在母线工作中可对母线进行工作状况监测与分析，电压是母线工作状况的重要监测对象。

经检索发现申请公布号CN113156185A的中国发明专利公开了一种直流母线电压监测系统，包括母线电压监测主机和两个以上的母线电压监测从机，母线电压监测主机连接各母线电压监测从机，各母线电压监测从机用于监测直流分电屏母线不同位置的电压，得到的监测数据发送给母线电压监测主机，也就是说，其是利用多组母线电压监测从机对母线不同位置处的电压进行监测，监测数据汇总到电压监测主机，进而对电压数据异常进行监测判断，这种方式虽然可以实现对母线的电压监测，但是存在着一些不足：众所周知，母线是指多个设备以并列分支的形式接在其上的一条共用的通路，故而母线上的待监测点是较多的，意味着电压监测从机的数量要多，成本较高，电压监测从机的接线较多，线路较为复杂，更换或维护都较为不便。

基于上述，本发明提出了一种智能母线通电的电压监测器。

发明内容

为解决上述背景中提到的问题，本发明提供了一种智能母线通电的电压监测器。

为实现上述技术目的，本发明所采用的技术方案如下。

一种智能母线通电的电压监测器，包括母线本体以及设置在母线本体内的电压监测机构，母线本体包括呈Z形状且呈竖立布置的母线槽壳，母线槽壳内设置有滑轨，滑轨呈和母线槽壳相适配的Z形状，母线槽壳内设置有母线，母线的不同接线位置处均设置有接线组件，接线组件包括设置在母线槽壳内的分支架，母线与分支架连接，母线的接线位置处延伸有检测点，检测点位于设置在分支架上的穿设孔内，穿设孔的轴心线平行于母线槽壳的宽度方向；

母线槽壳在与接线组件相对应的位置处设置有位置传感器发射端，电压监测机构上设置有位置传感器接收端；

电压监测机构包括移动架，移动架沿母线槽壳宽度方向的两侧各自设置有两组移动单元并且位于移动架同一侧的两组移动单元分别位于移动架沿母线槽壳长度方向的两侧，四组移动单元配合用于实现电压监测机构在母线槽壳内的移动；

移动架上设置有监测单元，当电压监测机构移动至母线的接线位置处时，监测单元的检测端与穿设孔同轴。

进一步的，穿设孔内设置有挡板部件，挡板部件包括滑动安装在分支架内的挡板，挡板沿自身滑动方向设置有两组且两组挡板相背的一侧设置有弹簧一，挡板的滑动方向垂直于穿设孔的轴心线，挡板背离检测点的一侧设置有斜面。

进一步的，移动架的底部设置有温度传感器、摄像头以及补光灯，移动架沿母线槽壳长度方向的两侧以及上端均设置有距离传感器。

进一步的，移动单元包括沿母线槽壳宽度方向滑动安装在移动架上的支架体一，且支架体一与移动架之间设置有弹簧二，弹簧二的弹力用于驱使支架体一远离移动架，支架体一的一端伸入移动架内部并延伸有呈空心轴形状的外套轴、另一端安装有移动轮，外套轴的轴心线平行于支架体一的滑动方向，移动轮的轴心线平行于母线槽壳的长度方向；

外套轴内通过轴承同轴安装有连接轴，连接轴的输出端和移动轮之间构成动力连接，移动轮的内部设置有磁体。

进一步的，支架体一安装有移动轮的一端还沿支架体一的滑动方向滑动安装有支架体二且支架体二与支架体一之间设置有弹簧三，弹簧三的弹力用于驱使支架体二远离支架体一，支架体二上安装有圆环体，圆环体的轴心线平行于支架体二的滑动方向，并且移动轮位于圆环体内，移动轮与母线槽壳的水平段中的滑轨上端面接触，移动轮的端面沿圆周方向阵列设置有若干个滚珠，滚珠与母线槽壳的内壁接触。

进一步的，移动架内设置有驱动单元，驱动单元用于驱使连接轴、外套轴以及旋转轴旋转；

驱动单元包括呈空心轴形状的传递轴一、用于驱使传递轴一旋转的电机一，传递轴一与连接轴同轴，连接轴的输入端通过花键方式插入传递轴一内，当连接轴沿轴心线发生移动时，传递轴一通过花键持续朝连接轴输出动力；

驱动单元包括与传递轴一平行的传递轴二、用于驱使传递轴二旋转的电机二，传递轴二与外套轴之间通过动力传递件实现动力连接，动力传递件的从动件通过花键方式安装在外套轴上，当外套轴沿轴心线发生移动时，从动件持续朝外套轴输出动力。

进一步的，监测单元包括安装在移动架上且平行于传递轴二的旋转轴，旋转轴上设置有旋转支架，旋转轴与传递轴二之间通过传动比为一的带传动组件实现动力连接；

旋转支架的末端伸出移动架并沿旋转轴的轴向滑动安装有呈空心轴形状的伸缩轴，旋转支架上安装有丝杆，丝杆与伸缩轴同轴且两者连接，丝杆被设置在旋转支架上的电机三驱使发生旋转，伸缩轴的自由端设置有探头。

本发明与现有技术相比，有益效果在于：

本方案通过在母线的不同接线位置处延伸一个检测点，通过可以在母线槽壳内移动的电压监测机构定期对检测点进行电压检测，一方面，相比于背景技术中提到的多组母线电压监测从机的方式而言，线路布局较为简单，成本较低，电压监测效果不降低，另一方面，当检测到某个检测点的数据异常时，即可发出信号给控制室，说明是某编号处的检测点的数据异常，使工作人员可快速锁定异常检测点的位置，提高维修效率。

在此基础上，本发明的核心之一在于，电压监测机构的移动过程：

一、电压监测机构在母线槽壳的水平段上的移动过程中，圆环体的作用是对整个电压监测机构进行承托，以免电压监测机构被重力影响而在竖直方向发生偏移，影响整体移动过程；

二、电压监测机构在母线槽壳的竖直段上的移动过程中：

1、由于磁体的存在，配合移动轮的旋转，能够实现移动架在竖直段上的移动；

2、在竖直段上的移动过程中，四组移动单元中的任一组发生打滑现象，就会造成移动架偏移，然而，由于圆环体和母线槽壳的内壁同样是贴合的，贴合为面接触，面接触能够防止移动架偏移，若无圆环体，那么一旦稍有打滑而造成些许偏移，同时在弹簧二弹力配合下，些许偏移很容易就扩大，导致移动架发生较大偏移，使电压监测机构在竖直段上的移动失败，反观圆环体带来的面接触，能够限制打滑引起的偏移，故而起到防偏移的目的；

3、圆环体除了通过滚珠和母线槽壳的内壁接触外，位于移动架同一侧的两组圆环体，一个和竖直段沿水平段延伸方向的内壁接触，另一个和竖直段内的滑轨接触；

基于步骤1-3的配合，能够实现电压监测机构在竖直段上的平稳移动；

综上所述，本发明能够实现电压监测机构在母线槽壳内的平稳顺利移动，不会发生偏移问题；

然后，通过位置传感器发射端与位置传感器接收端的配合，能够在电压监测机构移动到检测点后停下来，通过监测单元对检测点进行电压监测。

附图说明

图1为本发明的结构示意图一；

图2为本发明的结构示意图二；

图3为母线本体的局部示意图；

图4为接线组件的示意图；

图5为电压监测机构位于母线槽壳水平段上时的示意图；

图6为电压监测机构位于母线槽壳竖直段上时的示意图；

图7为电压监测机构的内部示意图一；

图8为电压监测机构的内部示意图二；

图9为移动单元的示意图一；

图10为移动单元的示意图二；

图11为监测单元的示意图一；

图12为监测单元的示意图二。

附图中的标号为：

100、母线本体；101、母线槽壳；102、母线；103、滑轨；104、位置传感器发射端；105、接线组件；1051、分支架；1052、挡板；1053、弹簧一；200、电压监测机构；201、移动架；202、位置传感器接收端；203、温度传感器；204、摄像头；205、补光灯；206、距离传感器；207、移动单元；2071、连接轴；2072、外套轴；2073、支架体一；2074、弹簧二；2075、移动轮；2076、支架体二；2077、弹簧三；2078、圆环体；2079、滚珠；208、监测单元；2081、旋转支架；2082、旋转轴；2083、电机三；2084、丝杆；2085、伸缩轴；2086、探头；209、电机一；210、传递轴一；211、电机二；212、传递轴二；213、磁体。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为实现预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

本方案附图2中，虽然电压监测机构200展示有四组，只是为了展示电压监测机构200处于母线槽壳101的不同水平段以及直角处时的状态，其只有一组。

参照图1-图12，一种智能母线通电的电压监测器，包括母线本体100以及设置在母线本体100内的电压监测机构200，其中，电压监测机构200用于定期移动，对母线本体100上的不同接线位置处的电压进出检测，相比于背景技术中提到的多组母线电压监测从机的方式而言，线路布局较为简单，成本较低，电压监测效果不降低，具体的：

一、母线本体100：

参照图1-图4，母线本体100包括呈Z字形的母线槽壳101，这里需要注意的是，现有技术中，母线槽壳101一般是呈Z字形形状分布，并且Z字形以呈竖立布置较多，因此，本方案是以母线槽壳101呈竖立布置为例进行阐述，当然，若母线槽壳101的Z字形状呈横躺布置，那么只需要参照本方案再设置一组电压监测机构200即可，最简单的，就是就本方案旋转九十度横躺下来即可，竖立如本方案附图1与图2中所展示的，横躺就是本方案旋转九十度后呈水平布置时的样子。

母线槽壳101内设置有滑轨103，滑轨103同样呈和母线槽壳101相适配的Z形状。

母线槽壳101内设置有母线102，母线102为现有技术，不作赘述，母线102的不同接线位置处均设置有接线组件105。

参照图3与图4，接线组件105包括设置在母线槽壳101内的分支架1051，母线102被分支架1051箍紧，母线102的接线位置处延伸有检测点，检测点位于分支架1051内，分支架1051内设置有穿设孔，穿设孔的轴心线平行于母线槽壳101的宽度方向，电压监测机构200处于接线位置处时，其检测端和穿设孔对准后，能够以伸入穿设孔的方式和检测点接触，通过和检测点的配合实现对接线位置处的电压监测，也就是说，检测点位于穿设孔内。

进一步的，穿设孔内设置有挡板部件，其用于在不检测时，隔绝外界灰尘和检测点的接触，挡板部件包括滑动安装在分支架1051内的挡板1052，挡板1052沿自身滑动方向设置有两组且两组挡板1052相背的一侧设置有弹簧一1053，挡板1052的滑动方向垂直于穿设孔的轴心线，挡板1052背离检测点的一侧设置有斜面，两组挡板1052上的斜面呈相向布置且两者之间的距离沿穿设孔的轴心线并由检测点指向挡板1052的方向递增。

另外，母线102的接线位置有若干处，因此，检测点以及接线组件105对应设置有若干组，为了使电压监测机构200准确位于不同的接线位置处，且检测端和对应的检测点对准，参照图3、图5及图6，母线槽壳101在接线组件105的位置处设置了位置传感器发射端104，在电压监测机构200上设置了位置传感器接收端202，两者配合，构成了一个完整的位置传感器技术手段，实现电压监测机构200在不同检测点之间的移动，其为现有技术可实现，不作赘述，进一步的，每组位置传感器发射端104均对应有一个编号，这样一来，当检测到某个检测点的数据异常时，即可发出信号给控制室，说明是某编号处的检测点的数据异常，使工作人员可快速锁定异常检测点的位置，提高维修效率。

二、电压监测机构200：

参照图5-图7，电压监测机构200包括位于母线102上方的移动架201，移动架201的底部设置有温度传感器203，用于对母线槽壳101内的温度进行监测，摄像头204与补光灯205，用于对母线102是否发生破损进行检测，另外，移动架201沿母线槽壳101长度方向的两侧以及上端均设置有距离传感器206，用于辅助移动架201在母线槽壳101内移动，具体的，是辅助移动架201移动到母线槽壳101的九十度直角处后，使移动架201暂停，进行状态切换，以便于接下来的移动，具体见后文阐述。

移动架201沿母线槽壳101宽度方向的两侧各自设置有两组移动单元207并且位于移动架201同一侧的两组移动单元207分别位于移动架201沿母线槽壳101长度方向的两侧，四组移动单元207配合，实现电压监测机构200在母线槽壳101内的平稳移动。

具体的，参照图8-图10，移动单元207包括沿母线槽壳101宽度方向滑动安装在移动架201上的支架体一2073，且支架体一2073与移动架201之间设置有弹簧二2074，其弹力用于驱使支架体一2073远离移动架201，另外，支架体一2073上设置有限位环，用于防止弹簧二2074的弹力使支架体一2073从移动架201上脱离。

支架体一2073的一端伸入移动架201内部并延伸有呈空心轴形状的外套轴2072、另一端安装有移动轮2075，外套轴2072的轴心线平行于支架体一2073的滑动方向，移动轮2075的轴心线平行于母线槽壳101的长度方向。

外套轴2072内通过轴承同轴安装有连接轴2071，连接轴2071的输出端和移动轮2075之间构成动力连接，另外，移动轮2075的内部设置有磁体213，母线槽壳101是由金属制成，例如铁，与磁体213之间能够产生磁吸附力。

支架体一2073安装有移动轮2075的一端还沿支架体一2073的滑动方向滑动安装有支架体二2076且支架体二2076与支架体一2073之间设置有弹簧三2077，其弹力用于驱使支架体二2076远离支架体一2073，支架体二2076上安装有圆环体2078，圆环体2078的轴心线平行于支架体二2076的滑动方向，并且移动轮2075位于圆环体2078内，移动轮2075与母线槽壳101中的滑轨103上端面接触，移动轮2075的端面沿圆周方向阵列设置有若干个滚珠2079，滚珠2079与母线槽壳101的内壁接触。

参照图8，移动架201内还设置有驱动单元，为移动单元207提供动力，具体的，驱动单元包括呈空心轴形状的传递轴一210，传递轴一210与连接轴2071同轴，传递轴一210对应形成有两组，并被设置在移动架201上的电机一209驱使发生旋转，而连接轴2071的输入端是通过花键方式插入传递轴一210内，当连接轴2071沿轴心线发生移动时，传递轴一210通过花键持续朝连接轴2071输出动力。

驱动单元还包括与传递轴一210平行的传递轴二212以及用于驱使传递轴二212旋转的电机二211，传递轴二212与外套轴2072之间通过动力传递件实现动力连接，并且动力传递件的从动件是通过花键方式安装在外套轴2072上的，当外套轴2072沿轴心线发生移动时，从动件持续朝外套轴2072输出动力。

电压监测机构200的移动过程：

呈竖立布置的母线槽壳101分为水平段与竖直段，初始时，电压监测机构200位于水平段上，且通过无线充电方式对设置在移动架201上的电池进行充电，电池为电机提供电力，当需要定期检测时：

首先，电压监测机构200位于水平段上时，移动轮2075竖直并和母线槽壳101的内壁贴合，圆环体2078与滑轨103的上端面接触，电机一209运行驱使传递轴一210旋转，最终使移动轮2075旋转，使移动架201沿水平段的延伸方向发生移动，该过程中：圆环体2078的作用是对整个电压监测机构200进行承托，以免其在竖直方向发生偏移，影响整体移动过程；

当移动架201移动至竖直段与水平段的直角连接处时，由于磁体213的存在，电压监测机构200整体能够悬浮位于直角连接处，而电机二211运行驱使传递轴二212旋转，最终使外套轴2072旋转，使整个移动单元207旋转九十度，移动轮2075呈水平布置，然后，电机一209启动即可驱使移动轮2075旋转，使移动架201沿竖直段的延伸方向发生移动，该过程中：

1、由于磁体213的存在，配合移动轮2075的旋转，故而能够实现移动架201在竖直段上的移动；

2、在竖直段上的移动过程中，四组移动单元207中的任一组发生打滑现象，就会造成移动架201偏移，然而，由于圆环体2078和母线槽壳101的内壁同样是贴合的，贴合为面接触，这里需要注意的是，虽然圆环体2078是通过滚珠2079和母线槽壳101的内壁接触，但滚珠2079阵列设置有多个，故而也是面接触，面接触的意义在于：防止移动架201偏移，若无圆环体2078，那么一旦稍有打滑而造成些许偏移，同时在弹簧二2074弹力配合下，些许偏移很容易就扩大，导致移动架201发生较大偏移，使电压监测机构200在竖直段上的移动失败，反观圆环体2078带来的面接触，能够限制打滑引起的偏移，故而起到防偏移的目的；

以图6视角为例，上述偏移指的是前后翻转，至于左右偏移，由于发生左右偏移的条件是，位于移动架201左侧或右侧的两组移动单元207同时发生打滑且打滑造成的影响是一致的，这种情况出现的概率非常小，故而不考虑，即使出现了，只需要继续驱使移动架201移动，使之落到水平段上，然后再重新进行竖直段的移动即可，反复数次后，仍然出现左右偏移的问题，再通知维修人员过来检修即可；

3、圆环体2078除了通过滚珠2079和母线槽壳101的内壁接触外，位于移动架201同一侧的两组圆环体2078，一个和竖直段沿水平段延伸方向的内壁接触，另一个和竖直段内的滑轨103接触；

基于步骤1-3的配合，能够实现电压监测机构200在竖直段上的平稳移动。

综上所述，本发明能够实现电压监测机构200在母线槽壳101内的平稳顺利移动，不会发生偏移问题，另外，通过位置传感器发射端104与位置传感器接收端202的配合，能够在电压监测机构200移动到检测点后停下来，然后通过监测单元208对检测点进行电压监测。

参照图6、图7、图8、图11及图12所示，监测单元208包括安装在移动架201上且平行于传递轴二212的旋转轴2082，旋转轴2082上设置有旋转支架2081，旋转轴2082与传递轴二212之间通过传动比为一的带传动组件实现动力连接，带传动为现有同步带技术可实现，不作赘述。

旋转支架2081的末端伸出移动架201并沿旋转轴2082的轴向滑动安装有呈空心轴形状的伸缩轴2085，旋转支架2081上还安装有丝杆2084，丝杆2084与伸缩轴2085同轴且两者连接，丝杆2084被设置在旋转支架2081上的电机三2083驱使发生旋转，旋转时，伸缩轴2085沿自身轴心线发生移动，伸缩轴2085移动带着设置在伸缩轴2085自由端的探头2086一起移动，探头2086伸入穿设孔内和检测点接触时，通过设置在移动架201上的检测元件对检测点进行电压检测，检测元件可以为现有电压检测芯片技术，也可以为其它能够通过探头2086对检测点进行电压检测的现有技术，不作赘述。

另外，参照图5，当电压监测机构200位于母线槽壳101的水平段上时，探头2086位于移动架201的下方且探头2086的高度与水平段上的检测点的高度一致；参照图6，在电压监测机构200位于母线槽壳101的竖直段的过程中，电机二211使整个移动单元207旋转九十度的同时，还驱使旋转轴2082旋转了九十度，使探头2086与竖直段上的检测点相对应；综合而言，在电压监测机构200移动至水平段或竖直段上的检测点所在位置时，探头2086能够伸入穿设孔和该检测点接触，实现对该检测点的电压检测。

本方案中，电机和对应轴之间的动力连接是通过现有动力传递路线技术实现的，例如锥齿轮组、带传动等等，为现有技术可实现，不作赘述。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，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，任何本领域技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简介修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。