专利名称：电气操作监护装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电气操作防误闭锁装置，属于电气安全操作范围。
以往周知的方法是机械防误闭锁和电磁防误闭锁装置，前者机械结构复杂、操作不便，后者接线甚多，并且，二者锁头锈死问题严重；实用新型专利(CN2042642U)提供了一种电脑机械闭锁装置，其锁头仍延用普通锁头，锈死问题没有解决；二进制格式的编码方式不易人工认读和计算机容错，可靠性低；开关操作状况没有反馈，严密的五防措施得不到落实。
本实用新型的目的是提供一种电气操作监护装置，闭锁误操作，防止误操作的发生，提高电气操作的安全性。
本实用新型的特征是包括监护机器人和编码锁；监护机器人包括单片机、存储器、视觉器件、语音合成电路、闭锁执行机构、钥匙、隔离串行口、显示电路、电源、后备电源和升压电源；其联接关系是视觉器件输出接单片机的IO输入口，单片机输出口接语音合成电路、闭锁执行机构和显示电路；闭锁执行机构内含钥匙、线圈和活动衔铁；单片机经隔离串行口和它机相联；所有芯片、后备电源和升压电源均由电池供电，后备电源向数据存储器供电；升压电源的受控端接单片机的输出，输出经变压器隔离后外供；编码锁包括编码板和锁体；锁体内含横插、插销和指示灯；指示灯经限流电阻串接开关的辅助触点；编码板上有多位数字编码；编码板固定在锁体上作为锁的编码；编码板单用作为命令板；编码板上的编码采用多位十进制数码编码，辅以引导区、校验区和自检区；视觉器件可以是光敏管、霍尔器件或磁敏件，它们按单行排列，扫描接收编码，当数字竖向扫描时用3只接受编码；当数字横向扫描时用5只接受编码；编码旁的引导区有一位引导孔或分隔孔，相应的视觉器件增加一只引导管或分隔管；由引导管同步或分割管区别，识别编码输入单片机，再由单片机组码识别后达到十进制编码的目的；编码旁的校验区有一位奇偶校验孔，相应的视觉器件增加一只校验管；
开关开启状态指示灯和开关闭合状态指示灯分别串接开关的开辅助触点和合辅助触点；灯光被视觉器件接收后接至单片机的输入口；灯的电源电压大于30伏，由现场或监护机器人的外供高压电源供给；编码锁的不锈死、卡死是十分重要的，是整个装置能否推广的关键，为此，编码锁材料为防锈材料不锈钢、合成树脂或玻璃钢；锁体上的开孔为横开孔或侧开孔，孔为圆形；孔中的内含件为圆柱形或半圆柱形；挂钩由不同心的两个圆柱体构成，外引的圆柱体在上方，内部的圆柱体在下方，其上的活动件位置低于外引圆柱体的下缘；锁体内充油；锁体或横插中有循环油路；循环油路的截面积小于横插的截面积；命令板上的编码是一组事先约定的以7段表示的字符或数字；编码锁安装在开关的把手旁。
监护的步骤是由串行口接收它机送来的操作票，记忆在内存中，被挂在编码锁上的同时，视觉器件扫描锁头编码；通过自检区时，自动检查传感件是否完好；编码输入单片机后由单片机进行辩别，到位后再识别开关的现行状态，如果锁码和开关状态与记忆中的一致，则驱动闭锁机构释放钥匙，并语言提示开锁，钥匙即可自由移动，且位置正好对准锁眼，由人工将钥匙伸入锁眼，旋转钥匙打开锁头，进行电气操作，完成后将锁头锁紧，退回钥匙，监护机器人监视到钥匙退还且视觉器件感受到电气操作完成后，则驱动下一步程序并语言提示。锁头、钥匙和监护机器人通过机器上的相互配合，保证锁头锁好，钥匙退还监护机器人后才能从锁上取下，这只要采用将军不下马法即可完成。显示可采用液晶显示，配之于灯泡实现，以便节省电量。通常，显示锁码的识别结果；当接收命令后，也可以显示下一步要操作设备的编号，以便加快事故处理的速度。操作完成后，通过串行口监护机器人将操作结果送往它机，以统计和评定本次操作情况并保留现行开关状态。
采用以上技术方案，编码锁结构简单，可避免锈死、卡死等弊端，达到防锈、防雨、防潮、防尘目的；设计的循环油道一则对开锁起缓冲作用，二则强迫油喷洒于各活动件，起到润滑的作用；辅助触点上的高压有助于克服锈蚀电阻和接触不良现象；多位的十进制数编码人工认读和机器认读统一；通常可以采用三位对断路器编码，末尾增加一位以区别同间隔的断路器、隔离开关、接地刀闸、栅门和保护投切开关，首端增加一位以区别不同变电站，以适应无人值守站的统一操作和统一维修；编码位数的多少与视觉器件多少无关；开关状态隔离反馈至监护机器人，从而构成完善的操作监视；备用电源给数据存储器持续供电，以保证操作中间可以更换电池。
依据上面的技术方案，可以设计出多种实施方案，下面就监护机器人、编码锁各给出一种实施方案。
图1为监护机器人的电路原理框图。
图2为监护机器人的外轮廓图。
图3为监护机器人的机械结构的三视图。
图4为编码锁的外形图。
图5为锁体的二视图。
图6为挂钩的二视图。
图7为插销图。
图8为锁紧圈甲的二视图。
图9为锁紧圈乙的三视图。
图10为编码板的二视图。
图11为监护机器人的电路图。
在图1中，视觉器件(14)感受到的锁编码信号和开关状态信号变换成电信号后经输入接口(13)至单片机(11)；单片机(11)和存储器(12)相连；单片机(11)的串行口经光耦器件(15)和它机相连；单片机(11)的输出接至语音合成电路(18)后再经音频放大电路(19)至喇叭(20)；单片机(11)输出经功放电路(16)后至闭锁执行机构(17)控制钥匙(26)的活动，钥匙(26)的位置信号返回至单片机(11)的输入；单片机(11)的输出经驱动接口(21)后至显示电路(22)；电池(23)接后备电源(24)的输入和升压电源(25)的输入；后备电源(24)的输出接单片机(11)的掉电存储器的电源端；升压电源(25)输出的强电信号(102)外供；升压电源(25)的控制端接单片机(11)的输出。
在图2中，(1)为监视机器人的底板，(2)为上盖，(3)为线路板，(22)为显示部分，(26)为钥匙。
在图3中，(4)为钥匙导孔，(5)为开关状态孔，(6)为视觉器件孔，(7)为绝缘板，(8)为固定孔。
在图4中，(51)为编码板，(52)为开关闭合状态灯孔，(53)为开关开启状态灯孔，(54)为钥匙孔，(55)为固定孔，(56)为编码区；(61)为锁体，(62)为开关闭合灯，(63)为开关开启灯，(64)为锁眼，(65)为固定孔；(91)为挂钩；(9)为开关状态信号。
在图5中，(66)为挂钩孔，(67)为销子孔，以防止挂钩旋转，(68)为挂钩孔出口，与锁紧圈甲配合，(69)为安装固定孔。
在图6中，(92)为导油孔，当挂钩在人工作用下开启时，润滑油经导油孔(92)从插销槽(93)中流出，反之，闭合挂钩时，油从插销槽(93)经导油孔(92)流入，形成循环，所以，导油孔(92)也称作循环油道，由于导油孔(92)的节流作用，使得闭合动作减缓；销子槽(94)配合销子(67)限制挂钩旋转或外出。
在图7中，(94)为插销，其A端插入插销槽(93)中的孔中，B端在插销槽(93)中自由活动，在弹力的作用下，B端自动张出插销槽(93)，从而禁止挂钩(91)的开启，除非在钥匙(26)的作用下，将插销(94)的B端强行按入插销槽(93)中，挂钩(91)才得以开启。
在图8中，锁紧圈甲(95)外边缘上套丝拧紧在挂钩出口孔(68)上。
在图9中，锁紧圈乙(96)的内孔为钥匙状，使钥匙顺利进入，外缘上套丝，拧紧在锁眼(64)上。
在图10中，(57)为自检区，经过时所有视觉器件感受到信号，一但有一个未感受到则表明视觉器件有问题；(58)为同步区，对应于编码(56)的有用信息，引导视觉器件识别编码，(59)为雨沟，起导雨作用。
在图11中，U1为8051系列单片机(11)，U2为8155，它含有RAM(12)和IO接口，U3为SPC，如MM54104，U4为EPROM2764，U3和U4形成语音电路(18)，A1和A2为放大器形成滤波器和功放(19)，光电耦合器O1、O2形成隔离的串行接口(15)，由接插件J1给出通讯信号(101)，输出接口(21)由两片MC1413构成，U6上插4位七段数码显示器用于显示(22)，发光二极管D1、D2、D3、D5和光敏三极管T1～T8构成视觉器件(14)，倍压电路(25)由升压器T9给出高压信号(102)，闭锁执行机构(17)由继电器XIAN组成，U5为MC1413，主电源(23)由层迭电池E1和三端稳压器7805U10组成，D4和E2形成备用电源(24)，鉴平电路(27)MC33063给出低压信号。
装配时首先将插销(90)插入插销槽(93)，将挂钩(91)中插入挂构孔(66)，销子插入销子孔(67)，装入弹簧，拧上锁紧圈甲(95)；装上状态灯(62)和(63)、拧上锁紧圈乙(96)，套上编码板(51)，将螺丝经(55)拧在固定孔(65)上，编码锁装配完成，经钥匙孔(64)充入少许润滑油即可。现场安装时由安装固定孔(69)完成。扁心的挂钩槽中保留润滑油不外漏，油面可将插销(94)淹没。视觉器件若采用光敏器件，则可以按7段码穿孔代表一位数，出厂时所有的孔全部堵上，当编码需要打开时则穿通。
权利要求1. 一种电气操作监护装置，其特征是包括监护机器人和编码锁；监护机器人包括单片机、存储器、视觉器件、语音合成电路、闭锁执行机构、钥匙、隔离串行口、显示电路、电源、后备电源和升压电源；其联接关系是视觉器件输出接单片机的IO输入口，单片机输出口接语音合成电路、闭锁执行机构和显示电路；闭锁执行机构内含钥匙、线圈和活动衔铁；单片机经隔离串行口和它机相联；所有芯片、后备电源和升压电源均由电池供电，后备电源向数据存储器供电；升压电源的受控端接单片机的输出，输出外供；缩码锁包括编码板和锁体；锁体内含横插、插销和指示灯；指示灯经限流电阻串接开关的辅助触点；编码板上有多位数字编码；编码板固定在锁体上作为锁的编码；编码板单用作为命令板。
2. 根据权利要求1的监护装置，其特征是编码采用十进制数编码；单行排列的光敏管或霍尔器件作为视觉器件，扫描接收编码。
3.根据权利要求2的监护装置，其特征是编码旁有引导孔和分隔孔；单行排列的光敏管或霍尔器件需要4～6只，当数字竖向扫描时用4只接受编码；当数字横向扫描时用6只接受编码。
4. 根据权利要求2的监护装置，其特征是编码旁有奇偶校验孔，单行排列的光敏管或霍尔器件需要5～7只。
5. 根据权利要求1的监护装置，其特征是开关开启状态指示灯和开关闭合状态指示灯分别串接开关的开辅助触点和合辅助触点；灯光被视觉器件接收后接至单片机的输入口；灯的电源电压大于30伏，由现场或监护机器人的外供高压电源供给。
6. 根据权利要求1的监护装置，其特征是编码锁材料为防锈材料不锈钢、合成树脂或玻璃钢；锁体上的开孔为横开孔或侧开孔，孔为圆形；孔中的内含件为圆柱形或半圆柱形。
7. 根据权利要求1的监护装置，其特征是挂钩由不同心的两个圆柱体构成，外引的圆柱体在上方，内部的圆柱体在下方，其上的活动件位置低于外引圆柱体的下缘；锁体内充油。
8. 根据权利要求1的监护装置，其特征是锁体或横插中有循环油路；循环油路的截面积小于横插的截面积。
9. 根据权利要求1的监护装置，其特征是命令板上的编码是一组事先约定的以7段表示的字符或数字。
10. 根据权利要求1的监护装置，其特征是编码锁安装在开关的把手旁。
专利摘要本实用新型涉及一种电器操作防误闭锁装置，用于变电站、发电中电气操作的监护、闭锁误操作，其主要特征是包括监护机器人和编码锁；监护机器人由单片机构成，具有视觉器件以识别多位十进制数编码和开关状态、语音合成电路语言提示操作和闭锁执行机构；编码锁采用防锈材料和横、侧、下开圆孔工艺；活动件浸泡于油中。从而，锁头防锈防潮，编码易读易认，监护可信可靠；解决了锁头锈死卡死问题，杜绝电气误操作。
文档编号H01H9/20GK2217840SQ95204849
公开日1996年1月17日 申请日期1995年3月15日 优先权日1995年3月15日
发明者曾昭省 申请人:曾昭省