本发明公开一种高压开关断路器装配系统及方法，整个装配系统中垂直升降单元、限位/调位行走驱动单元、水平轴向定位机构相对位置通过底板保证，不受地面不平的影响，保证装配精度，本装置简单易操作，可有效、安全地装配高压开关断路器灭弧室；高压开关断路器装配方法，采用先固定灭弧室位置再驱动罐体组件至设置位置进而完成整个装配过程，改变原有罐体组件固定，灭弧室装至罐体的装配方式，解决了背景技术中出现的问题，整个装配工艺过程结构布置紧凑、装配质量、安全性高，装配效率高，节省人力和占地面积，降低成本，提高使用的可靠性。
1.一种高压开关断路器装配系统，其特征在于：包括垂直升降单元、限位/调位行走驱动单元和水平轴向定位机构；
垂直升降单元包括过渡连接组件(1)、支撑定位工装(2)、垂直支撑一(10)、升降机构和悬臂(13)；垂直支撑一(10)固定在底板(28)上，用于起吊灭弧室(A)的悬臂(13)与垂直支撑一(10)垂直设置、且通过升降机构安装在垂直支撑一(10)上，用于支撑灭弧室的支撑定位工装(2)放置在底板(28)上置于悬臂(13)正下方，过渡连接组件(1)用于将灭弧室(A)顶面安装面与悬臂(13)连接；
限位/调位行走驱动单元包括限位块(22)、滚轮(24)、链轮(26)和第二电机(27)；平行设置的两条轻轨(25)沿着垂直升降单元悬臂(13)的轴向方向安装在底板(28)上，下支撑板底部安装有通过滚轴连接的多个滚轮(24)，限位块(22)安装在下支撑板上，上支撑板直接与罐体组件支柱底面接触，第二电机(27)安装在下支撑板，第二电机(27)转轴上和连接滚轮(24)的滚轴上安装有链轮(26)，两链轮通过链条连接，第二电机(27)驱动滚轮(24)沿轻轨(25)滚动，进而带动支撑罐体组件的竖向支撑水平移动；
水平轴向定位机构包括配重二(17)、垂直支撑二(18)、限位块二(20)和定位板(21)；垂直支撑二(18)安装在底板(28)上，沿着垂直支撑二(18)竖向设置有第一滑轨(19)，用于对罐体组件(B)进行定位的定位板(21)安装在第一滑轨(19)上，垂直支撑二(18)顶部安装有滑轮，配重二(17)通过绕在滑轮上的绳索与定位板(21)连接，垂直支撑二(18)上部距离定位板(21)一定距离设置有限位块(20)；
利用限位/调位行走驱动单元的限位块(22)对罐体组件进行限位，利用水平轴向定位机构的定位板(21)对罐体组件进行定位，保证罐体组件吊装过程中不晃动且罐体轴线与灭弧室轴线平行。
2.根据权利要求1所述的高压开关断路器装配系统，其特征在于：垂直升降单元的升降机构驱动机构包括第一电机(4)、减速器(5)、螺母(6)、丝杠(7)、导轨(8)和手动轮一(9)；第一电机(4)和减速器(5)安装在垂直支撑一(10)，螺母(6)和丝杠(7)组成丝杠传动机构与减速器(5)连接，导轨(8)沿着垂直支撑一(10)设置，悬臂(13)安装在导轨(8)上通过丝杠传动机构驱动沿导轨上下移动。
3.根据权利要求2所述的高压开关断路器装配系统，其特征在于：垂直支撑一(10)上方安装有滑轮，垂直支撑一(10)安装导轨(8)的另一侧设置有配重一(3)、配重一(3)通过绕过滑轮的绳索与悬臂(13)连接。
4.根据权利要求2所述的高压开关断路器装配系统，其特征在于：丝杠(7)上安装有用于手动驱动丝杠的手动轮一(9)。
5.根据权利要求1所述的高压开关断路器装配系统，其特征在于：限位/调位行走驱动单元的限位块(22)与下支撑板之间安装有多个万向球(29)，在下支撑板前后、左右四个方向的边缘分别连接有竖向挡板，限位块(22)上安装有与四个竖向挡板通过螺纹连接的螺杆，螺杆上固定连接有手动轮，通过转动不同方向的手动轮调整限位块(22)与下支撑板的相对位置。
6.根据权利要求1所述的高压开关断路器装配系统，其特征在于：水平轴向定位机构包括安装在底板(28)上的第二滑轨(15)，第二滑轨(15)位于限位/调位行走驱动单元的轻轨(25)一侧且与轻轨(25)垂直设置，定位时垂直支撑二(18)通过定位销(16)固定在第二滑轨(15)上。
7.根据权利要求6所述的高压开关断路器装配系统，其特征在于：第二滑轨(15)两端设置有限位块一(14)。
8.根据权利要求1-7任一项所述的高压开关断路器装配系统，其特征在于：垂直支撑一(10)与底板(28)直接设置有加固垂直支撑一(10)的腹板一(11)，悬臂(13)与导轨(8)之间设置有腹板二(12)，腹板二(12)与导轨(8)为滑动连接。
9.根据权利要求1-7任一项所述的高压开关断路器装配系统，其特征在于：支撑定位工装(2)支撑腿底部开设有销孔，底板(28)上设置有与该销孔配合使用的定位销。
10.一种基于权利要求1装配系统的高压开关断路器装配方法，其特征在于：将灭弧室(A)通过垂直升降单元吊起至指定高度，限位/调位行走驱动单元支撑罐体组件(B)沿轻轨(25)行走到位，通过水平轴向定位机构定位微调罐体组件(B)到达精确位置，微调垂直升降单元使灭弧室(A)完全落下，将罐体组件(B)和灭弧室(A)通过螺栓连接，撤出过渡连接组件(1)水平轴向定位机构，装配完成。
一种高压开关断路器装配系统及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及高压开关断路器灭弧室装配领域，特别涉及一种高压开关断路器装配系统及方法。
背景技术
[0002] 高压开关断路器装配过程中，要求灭弧室装配至罐体组件指定位置。现有装配方式是利用吊车和简易工装配合使用进行装配，该装配方式存在以下问题，(1)装配过程中，罐体组件放于平面度不高的地面上，存在无法水平装配的问题；(2)装配过程中采用吊车+简易工装小车配合的形式将断路器装配至罐体组件，没有定位保证，调整困难，无法精确装配；(3)装配过程中，使用吊车吊装灭弧室自由度大，安全性不可靠，同时容易发生磕碰现象；(4)装配效率低，装配过程中需要多人配合才能完成；(5)长径比大且质量大不易调整。
[0003] 针对上述问题急需提供一种安全可靠的高压开关断路器灭弧室装配方式。
发明内容
[0004] 针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种人机协同、安全、便捷、实用的高压开关断路器装配系统及方法，解决现有装配方案定位无法保证、位置调整困难、安全性差、装配效率低的问题。
[0005] 为了解决上述问题，本发明采用如下技术方案：
[0006] 一种高压开关断路器装配系统，包括垂直升降单元、限位/调位行走驱动单元和水平轴向定位机构；
[0007] 垂直升降单元包括过渡连接组件、支撑定位工装、垂直支撑一、升降机构和悬臂；垂直支撑一固定在底板上，用于起吊灭弧室的悬臂与垂直支撑一垂直设置、且通过升降机构安装在垂直支撑一上，用于支撑灭弧室的支撑定位工装放置在底板上置于悬臂正下方，过渡连接组件用于将灭弧室顶面安装面与悬臂连接；
[0008] 限位/调位行走驱动单元包括限位块、滚轮、链轮和第二电机；平行设置的两条轻轨沿着垂直升降单元悬臂的轴向方向安装在底板上，支撑板底部安装有通过滚轴连接的多个滚轮，限位块安装在上支撑板上，上支撑板直接与罐体支柱底面接触，第二电机安装在支撑板，第二电机转轴上和连接滚轮的滚轴上安装有链轮，两链轮通过链条连接，第二电机驱动滚轮沿轻轨滚动，进而带动支撑罐体的竖向支撑水平移动；
[0009] 水平轴向定位机构包括配重二、垂直支撑二、限位块二和定位板；垂直支撑二安装在底板上，沿着垂直支撑二竖向设置有第一滑轨，用于对罐体组件进行定位的定位板安装在第一滑轨上，垂直支撑二顶部安装有滑轮，配重二通过绕在滑轮上的绳索与定位板连接，垂直支撑二上部距离定位板一定距离设置有限位块；
[0010] 利用限位/调位行走驱动单元的限位块对罐体组件进行限位，利用水平轴向定位机构的定位板对罐体组件进行定位，保证罐体组件吊装过程中不晃动且罐体轴线与灭弧室轴线平行。
[0011] 进一步，垂直升降单元的升降机构驱动机构包括第一电机、减速器、螺母、丝杠、导轨和手动轮一；第一电机和减速器安装在垂直支撑一，螺母和丝杠组成丝杠传动机构与减速器连接，导轨沿着垂直支撑一设置，悬臂安装在导轨上通过丝杠传动机构驱动沿导轨上下移动。
[0012] 进一步，垂直支撑一上方安装有滑轮，垂直支撑一安装导轨的另一侧设置有配重一、配重一通过绕过滑轮的绳索与悬臂连接。
[0013] 进一步，丝杠上安装有用于手动驱动丝杠的手动轮一。
[0014] 进一步，限位/调位行走驱动单元的限位块与下支撑板之间安装有多个万向球，在下支撑板前后、左右四个方向的边缘分别连接有竖向挡板，限位块上安装有与四个竖向挡板通过螺纹连接的螺杆，螺杆上固定连接有手动轮，通过转动不同方向的手动轮调整限位块与下支撑板的相对位置。
[0015] 进一步，水平轴向定位机构包括安装在底板上的第二滑轨，第二滑轨位于限位/调位行走驱动单元的轻轨一侧且与轻轨垂直设置，定位时垂直支撑二通过定位销固定在第二滑轨上。
[0016] 进一步，第二滑轨两端设置有限位块一。
[0017] 进一步，垂直支撑一与底板直接设置有加固垂直支撑一的腹板一，悬臂与导轨之间设置有腹板二，腹板二与导轨为滑动连接。
[0018] 进一步，支撑定位工装支撑腿底部开设有销孔，底板上设置有与该销孔配合使用的定位销。
[0019] 一种高压开关断路器装配方法，将灭弧室通过垂直升降单元吊起至指定高度，限位/调位行走驱动单元支撑罐体组件沿轻轨行走到位，通过水平轴向定位机构定位微调罐体组件到达精确位置，微调垂直升降单元使灭弧室完全落下，将罐体和灭弧室通过螺栓连接，撤出过渡连接组件水平轴向定位机构，装配完成。
[0020] 本发明的有益效果：将灭弧室底面放在工装底座上进行定位，将过渡连接组件用螺栓固定在灭弧室顶面安装面上，垂直升降单元吊起灭弧室到达指定高度，此高度可作为粗装配，不至于发生磕碰，将罐体组件放在利用限位/调位行走驱动单元的平台上定位板进行限位，利用水平轴向定位机构进行定位，实现罐体轴线与灭弧室轴线平行或重合。驱动平台沿轻轨行走到位，微调罐体组件到达装配位置，实现两者装配时的精确位置。预带螺栓，手动微调垂直升降单元使灭弧室完全落下，然后拧紧螺栓，安装完毕后，通过罐体顶面的法兰口手动拆除过渡连接组件，撤出过渡连接组件，小车平台回位，装配结束，本装置简单易操作，可有效、安全地装配高压开关断路器灭弧室。
[0021] 整个装配系统中垂直升降单元、限位/调位行走驱动单元、水平轴向定位机构相对位置通过底板保证，不受地面不平的影响，保证装配精度。本装置简单易操作，可有效、安全地装配高压开关断路器灭弧室。
[0022] 进一步，支撑定位工装支撑腿有销孔与底板上设置的定位销配合，保证吊装位置。
[0023] 本发明高压开关断路器装配方法，采用先固定灭弧室位置再驱动罐体组件至设置位置进而完成整个装配过程，改变原有罐体组件固定，灭弧室装至罐体的装配方式，解决了背景技术中出现的问题，整个装配工艺过程结构布置紧凑、装配质量、安全性高，装配效率高，节省人力和占地面积，降低成本，提高使用的可靠性。
附图说明
[0024] 图1-垂直升降单元结构示意图；
[0025] 图2-限位/调位行走驱动单元结构示意图；
[0026] 图3-水平轴向定位机构结构示意图；
[0027] 图4整个装配系统结构示意图；
[0028] 其中：1-过渡连接组件，2-支撑定位工装，3-配重，4-第一电机，5-减速器，6-螺母，7-丝杠，8-导轨，9-手动轮一，10-垂直支撑一，11-腹板一，12-腹板二，13-悬臂，14-限位块一，15-第二滑轨，16-定位销，17-配重，18-垂直支撑二，19-第一滑轨，20-限位块二，21-定位板，22-限位块，23-手动轮二，24-滚轮，25-轻轨，26-链轮，27-第二电机，28-底板，29-万向球，30-手动轮三，31-手动轮四。
具体实施方式
[0029] 下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
[0030] 本发明的高压开关断路器装配系统由垂直升降单元、限位/调位行走驱动单元、水平轴向定位机构和控制系统组成。
[0031] 如图1所示，垂直升降单元包括过渡连接组件1、支撑定位工装2、垂直支撑一10、升降机构和悬臂13；垂直支撑一10固定在底板28上，用于起吊灭弧室的悬臂13与垂直支撑一10垂直设置、且通过升降机构安装在垂直支撑一10上，用于支撑灭弧室A的支撑定位工装2放置在底板28上置于悬臂13正下方，过渡连接组件1用于将灭弧室顶面安装面与悬臂13连接；
[0032] 进一步，垂直升降单元的升降机构驱动机构包括第一电机4、减速器5、螺母6、丝杠7、导轨8和手动轮一9；第一电机4和减速器5安装在垂直支撑一10，螺母6和丝杠7组成丝杠传动机构与减速器5连接，导轨8沿着垂直支撑一10设置，悬臂13安装在导轨8上通过丝杠传动机构驱动沿导轨上下移动。丝杠7上安装有用于手动驱动丝杠的手动轮一9。
[0033] 垂直支撑一10上方安装有滑轮，垂直支撑一10安装导轨8的另一侧设置有配重一3、配重一3通过绕过滑轮的绳索与悬臂13连接。
[0034] 首先保证支撑定位工装2与悬臂13吊重处的位置，其中支撑定位工装2支撑腿有销孔与底板28上设置的定位销配合，保证吊装位置。将灭弧室底面放置在支撑定位工装2的底座上，底座有两个销与灭弧室底面孔配合，起定位作用。将过渡连接组件1用螺栓固定在灭弧室顶面安装面上，第一电机4带动减速器5、螺母6、悬臂13、腹板二12等下降至过渡连接组件1定面上，吊起灭弧室到达指定高度，手动移开支撑定位工装2。
[0035] 采用铰接限位组件使灭弧室只在长度方向上进行略微调整，防止灭弧室在装配过程中发生摆动或晃动产生磕碰。利用垂直升降单元将灭弧室固定于指定高度，保证灭弧室装配高度和罐体同轴。利用手动微调组件，保证在最终位置装配中，实现精确定位。
[0036] 如图2、3所示，限位/调位行走驱动单元包括限位块22、滚轮24、链轮26和第二电机27；平行设置的两条轻轨25沿着垂直升降单元悬臂13的轴向方向安装在底板28上，下支撑板底部安装有通过滚轴连接的多个滚轮24，限位块22安装在上支撑板上，上支撑板直接与罐体组件支柱底面接触，第二电机27安装在下支撑板，第二电机27转轴上和连接滚轮24的滚轴上安装有链轮26，两链轮通过链条连接，第二电机27驱动滚轮24沿轻轨25滚动，进而带动支撑罐体组件的竖向支撑水平移动；
[0037] 水平轴向定位机构包括配重二17、垂直支撑二18、限位块二20和定位板21；垂直支撑二18安装在底板28上，沿着垂直支撑二18竖向设置有第一滑轨19，用于对罐体组件进行定位的定位板21安装在第一滑轨19上，垂直支撑二18顶部安装有滑轮，配重二17通过绕在滑轮上的绳索与定位板21连接，垂直支撑二18上部距离定位板21一定距离设置有限位块20；
[0038] 利用限位/调位行走驱动单元的限位块22对罐体组件进行限位，利用水平轴向定位机构的定位板21对罐体进行定位，保证罐体吊装过程中不晃动且罐体轴线与灭弧室轴线平行。
[0039] 限位/调位行走驱动单元的限位块22与支撑板之间安装有多个万向球29，在支撑板前后、左右四个方向的边缘分别连接有竖向挡板，限位块22上安装有与四个竖向挡板通过螺纹连接的螺杆，螺杆上固定连接有手动轮，通过转动不同方向的手动轮调整限位块22与支撑板的相对位置。
[0040] 水平轴向定位机构包括安装在底板28上的第二滑轨15，第二滑轨15位于限位/调位行走驱动单元的轻轨25一侧且与轻轨25垂直设置，定位时垂直支撑二18通过定位销16固定在第二滑轨15上。第二滑轨15两端设置有限位块一14。
[0041] 保证限位/调位行走驱动单元与垂直升降单元相对位置。水平轴向定位机构中配重二17将定位板21拉至紧靠限位块二20，此位置为初始位置。罐体组件吊装紧靠定位板21，缓慢下降，直至落在小车平台上，拔出定位销16，沿第二滑轨15，撤出水平轴向定位机构。第二电机27通过链轮26、驱动滚轮24传动，使水平可调行走单元沿轻轨25向前运动，行走到位后，电气控制系统接收到信号使水平可调行走单元停止。通过手动调节螺栓微调手动轮二23、手动轮三30、手动轮四31左右前后控制罐体组件的水平位置姿态，同时人为手动干预灭弧室的姿态，找正后预带螺栓，通过手动轮一9微调垂直升降单元使灭弧室完全落下，然后拧紧螺栓，安装完毕后，通过罐体顶面的法兰口手动拆除过渡连接组件1。撤出过渡连接组件及小车回位，完成装配。
[0042] 利用水平轴向定位机构对罐体进行定位，利用行走驱动单元限位板对罐体组件进行限位，保证了罐体组件吊装过程中不晃动且罐体轴线与灭弧室轴线平行。利用螺栓微调组件实现罐体前后、左右的精确调整。
[0043] 图4为整个装配系统结构示意图，高压开关断路器装配方法，将灭弧室通过垂直升降单元吊起至指定高度，限位/调位行走驱动单元支撑罐体组件沿轻轨25行走到位，通过水平轴向定位机构定位微调罐体组件到达精确位置，微调垂直升降单元使灭弧室完全落下，将罐体和灭弧室通过螺栓连接，撤出过渡连接组件1水平轴向定位机构，装配完成。
[0044] 利用铰接限位组件、丝杠螺母微调组件、手动螺栓微调组件和电气控制之间的配合，不仅提高整个装配效率，而且节省了人力，大大降低安全系数。控制整个动作过程，设置电气到位、回位信号并设置急停按钮，行走、停止完全自动化，人工干预少，安全性高、定位精确。
[0045] 水平可调行走单元与垂直升降单元均采用电气限位+机械限位的双限位，保证过程安全性。
[0046] 进一步，垂直支撑一10与底板28直接设置有加固垂直支撑一10的腹板一11，悬臂13与导轨8之间设置有腹板二12，腹板二12与导轨8为滑动连接。
[0047] 具体装配步骤如下：前提条件：将垂直升降单元、限位/调位行走驱动单元、水平轴向定位机构的相对位置通过底板保证。
[0048] 本文对本发明中的技术方案进行了完整明确的表述，但是，本文所描述的实例仅是一部分实例，并不是全部实例。在本发明的基础上，本领域技术人员在没有做出创新性工作的前提下所获得的其他实例，均属于本发明保护的范畴。
