用于輸電線電磁檢測的攜載與越障機構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種用于輸電線電磁檢測的攜載與越障機構(gòu)，包括安裝在固定板上的驅(qū)動電機，驅(qū)動電機輸出軸上安裝有電機轉(zhuǎn)動時以輸出軸為圓心做圓周擺動的擺臂，擺臂通過彈簧和連桿與位于擺臂正下方的座板相連，所述彈簧在自由狀態(tài)下垂直安裝在輸電線軸心的正上方，座板中間部位開有一限位橢圓通孔，連桿穿過所述限位橢圓通孔，且連桿的下端套裝一個尺寸大于限位橢圓通孔短軸長度的自鎖螺帽；座板下部連接有能夠卡在輸電線上的滑輪，以及用于輸電線電磁檢測的電磁檢測裝置。該機構(gòu)用于攜載電磁檢測器件，具有防抖、穩(wěn)定、越障等功能。
【專利說明】用于輸電線電磁檢測的攜載與越障機構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種輸電線在線巡檢機構(gòu)，尤其涉及一種用于輸電線電磁檢測的攜載與越障機構(gòu)，屬于輸電線機器人【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]高壓輸電線結(jié)構(gòu)的完好無損傷,對于輸電系統(tǒng)的安全運行非常重要。輸電線由于工作在戶外，長期承受著巨大的交變張力和由振動引起的彎曲應(yīng)力，不可避免地造成輸電線路的導(dǎo)線及地線產(chǎn)生裂紋、斷股等。另外輸電線還會因為氣溫急劇變化和雷擊等引起表面損傷，如果是鋪設(shè)在海濱及工業(yè)區(qū)，容易由于鹽霧和酸雨等造成腐蝕損傷。另外在輸電線在接頭處更易產(chǎn)生危險，因為交變張力和彎曲應(yīng)力的作用，如果使鋼芯對接接頭偏離接續(xù)壓接管的中心，經(jīng)過一定的時間，壓接管中的鋼芯接頭就會被拉開直至拉斷，因此兩段鋼芯在壓接管中的對接位置也要求能準(zhǔn)確檢測。
[0003]目前，對高壓輸電線的無損檢測方法主要有1、目測法，2、航測法，3、紅外檢測法，
4、電磁檢測法等。目測法即工作人員用肉眼觀測表面是否有斷絲，準(zhǔn)確度低且勞動強度大，航測法雖較目測法精確許多，但是成本非常高；紅外檢測法利用紅外成像原理探測缺陷處的紅外輻射情況，但只能探測表面缺陷，且只能在通電狀態(tài)下檢測，對檢測環(huán)境的要求嚴(yán)格，所以使檢測有諸多的局限性。而電磁檢測法克服了上述各種方法的不足，兼具經(jīng)濟性、精確性與實用性。檢測中將電磁檢測設(shè)備安裝在巡檢機器人上，機器人在單根相線上爬行。
[0004]投入實際應(yīng)用的輸電線路不僅包括輸電鋁絞線本體，還要有諸如防震錘、貓頭塔、絕緣子、桿塔、懸垂線夾和跳線線夾等來安裝輸電線并確保穩(wěn)固安全，且實際中還存在線路轉(zhuǎn)彎等情況，這些對于機器人爬行和電磁檢測設(shè)備來說都是障礙物。實際運行的高壓輸電線都是架設(shè)在離地二三十米的高空處，為了方便檢測設(shè)備在輸電線上的安裝以及越障，理想的方案是整個檢測裝置能在地面監(jiān)控下實現(xiàn)自動打開和閉合，這就要求設(shè)備機械結(jié)構(gòu)與輸電線本身是可分開的。只是現(xiàn)有的用來搭載電磁檢測裝置的機構(gòu)類型很少，且由于傳統(tǒng)的檢測裝置都是整體式的結(jié)構(gòu)，難以在遇到障礙的時候自動通過。另外，在實際使用時，由于輸電線不是完全水平的，而是存在一定的傾斜角度，或者在壓接頭處壓接套管與輸電線的交匯處表面有高度的起伏，這都會造成檢測器件相對輸電線軸心的傾斜與抖動。
實用新型內(nèi)容
[0005]本實用新型的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于輸電線電磁檢測的攜載與越障機構(gòu)，該機構(gòu)用于攜載電磁檢測器件，具有防抖、穩(wěn)定、越障等功能。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案:
[0007]一種用于輸電線電磁檢測的攜載與越障機構(gòu)，包括安裝在固定板上的驅(qū)動電機，驅(qū)動電機輸出軸上安裝有電機轉(zhuǎn)動時以輸出軸為圓心做圓周擺動的擺臂，擺臂通過彈簧和連桿與位于擺臂正下方的座板相連，彈簧的彈力保能夠持座板與輸電線平行，彈簧在自由狀態(tài)下垂直安裝在輸電線軸心的正上方，座板中間部位開有一限位橢圓通孔，連桿穿過所述限位橢圓通孔，且連桿的下端套裝一個尺寸大于限位橢圓通孔短軸長度的自鎖螺帽；座板下部連接有能夠卡在輸電線上的滑輪，以及用于輸電線電磁檢測的電磁檢測裝置；自鎖螺帽用于在擺臂抬到一定高度時，卡住座板，以便將座板連同其附帶機構(gòu)一起抬起，實現(xiàn)越障功能。
[0008]所述電磁檢測裝置包括分別獨立連接于底板上的渦流探頭機械爪和底部半開口且開口尺寸大于輸電線直徑的電磁鐵；
[0009]所述渦流探頭機械爪包括一個舵機、一個與底板相聯(lián)的支架、兩個相嚙合的齒輪片、兩個分別連接于兩個齒輪片下端的半圓爪片和兩個分別固定于兩個半圓爪片上并能隨其張開或閉合的兩半式渦流檢測線圈，相嚙合的兩個齒輪片中的其中一個固定安裝在舵機輸出軸上，另一個齒輪片安裝在舵機固定座上，舵機固定座與支架聯(lián)接，舵機安裝于舵機固定座上；舵機用來接收外部控制信號啟動兩個半圓爪片張開或閉合，實現(xiàn)越障和越障后繼續(xù)回到檢測狀態(tài)。
[0010]所述擺臂為長板結(jié)構(gòu)，其一端通過連接件固定于驅(qū)動電機的輸出軸上，另一端連固定壓緊彈簧與連桿。
[0011]所述彈簧為兩個，分別為第一壓緊彈簧和第二壓緊彈簧，第一壓緊彈簧和第二壓緊彈簧沿輸電線方向?qū)ΨQ安裝于連桿兩側(cè)，且第一壓緊彈簧、第二壓緊彈簧和連桿在同一平面內(nèi)。
[0012]所述第一壓緊彈簧與第二壓緊彈簧相同，都是頂端固定在擺臂上，底端固定在座板上，且安裝于輸電線軸心的正上方，第一壓緊彈簧與第二壓緊彈簧共同作用，保持座板與輸電線平行。
[0013]所述連桿為雙頭螺柱，其上端垂直固定在擺臂上，下端與座板活動連接。
[0014]所述滑輪有兩個，分別為通過輪架固定于座板上的第一滑輪和第二滑輪，第一滑輪和第二滑輪沿輸電線方向分別位于電磁檢測裝置的兩側(cè)。
[0015]所述第一滑輪和第二滑輪均為能夠卡在輸電線上U型槽滑輪。在壓緊時，輸電線卡在所述第一滑輪與第二滑輪的U型槽內(nèi)。
[0016]所述電磁檢測裝置尺寸與滑輪高度相互匹配，使輸電線卡進滑輪的U型槽之后，電磁鐵開口中心線與渦流探頭抱合機械手爪中心所在的電磁檢測器件中心線及輸電線軸線重合。
[0017]電磁檢測裝置沿輸電線方向依次固定于座板的下側(cè)，位于第一滑輪與第二滑輪之間。電磁檢測裝置包括電磁鐵和渦流探頭機械手爪，電磁鐵為半開口結(jié)構(gòu)，用于漏磁檢測。渦流探頭機械手爪可在舵機帶動下實現(xiàn)張開與抱合，用于固定渦流線圈。當(dāng)機構(gòu)在行進方向上遇到障礙時，驅(qū)動電機可帶動所述擺臂將所述座板及其附帶機構(gòu)提離輸電線一定高度，以越過障礙。
[0018]所述座板為長方形鋁板，通過限位孔與連桿活動連接，其上側(cè)與第一壓緊彈簧和第二壓緊彈簧相連，下側(cè)固定第一滑輪與第二滑輪，座板用于攜載電磁檢測裝置。
[0019]本實用新型的有益效果是:
[0020]本實用新型在現(xiàn)有的輸電線巡檢機器人平臺的帶動下沿輸電線進行檢測。固定板用于將機構(gòu)固定在輸電線巡檢機器人平臺上，同時用于固定開合驅(qū)動電機；驅(qū)動電機固定于固定板上，驅(qū)動電機的輸出軸通過連接件與擺臂相連接，用于驅(qū)動擺臂以電機輸出軸為中心轉(zhuǎn)動。驅(qū)動電機可帶動擺臂上下擺動，進而帶動電磁檢測裝置的提起放下，實現(xiàn)越障功能。壓縮彈簧與連桿的配合使用確保檢測過程中，電磁檢測裝置中心線與輸電線中心軸線始終重合；座板上的橢圓形孔及兩個U型槽滑輪可確保機構(gòu)的穩(wěn)定。
[0021]本實用新型改進了傳統(tǒng)纜線電磁檢測裝置的空間結(jié)構(gòu)，利用自動開合機構(gòu)實現(xiàn)與輸電線完全分離的損傷檢測。機構(gòu)可以方便的安裝在各種輸電線巡檢機器人平臺上，隨巡檢機器人跨越防震錘、貓頭塔和耐張塔等障礙。利用壓緊彈簧結(jié)構(gòu)的防抖壓緊設(shè)計，提高電磁檢測裝置的穩(wěn)定性，實現(xiàn)檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性。本實用新型擴大了電磁檢測方法在輸電線在線檢測中的應(yīng)用范圍，方便了在高壓輸電線檢測現(xiàn)場的設(shè)備安裝和越障，對現(xiàn)場檢測有更好的適用性，在輸電線損傷檢測中具有廣闊的應(yīng)用前景。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)平面示意圖；
[0023]圖2為本實用新型開合驅(qū)動電機平臺通過輸出軸與擺臂固定安裝示意圖；
[0024]圖3為本實用新型滑輪結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；
[0025]圖4為本實用新型座板攜載電磁鐵的連接側(cè)視圖；
[0026]圖5為本實用新型渦流探頭機械爪的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖6為本實用新型一個實施例的機構(gòu)跨越障礙的狀態(tài)示意圖；
[0028]圖7為本實用新型一個實施例的檢測中輸電線傾斜狀態(tài)示意圖。
[0029]其中，1.固定板，2.驅(qū)動電機，3.擺臂，4.第一壓緊彈簧，5.齒輪片，6.座板，7.第二壓緊彈簧，8.第一滑輪，9.輸電線，10.渦流探頭機械爪，11.電磁鐵.，12.第二滑輪，13.輸電線巡檢機器人,14.第一齒輪片，15.第二齒輪片，16.第一半圓形金屬爪片，17.第二半圓形金屬爪片，18.兩半式渦流檢測線圈，19.舵機，20.連接支架，21.障礙。

【具體實施方式】
[0030]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0031]如圖1所示，本實用新型包括開合驅(qū)動電機平臺、擺臂3、連桿5、第一壓緊彈簧4、第二壓緊彈簧7、座板6、第一滑輪8、第二滑輪12、電磁檢測裝置。
[0032]如圖2所示，開合驅(qū)動電機平臺包括固定板1、驅(qū)動電機2和軸承。固定板I作為整個機構(gòu)的底座，用于將機構(gòu)固定到輸電線巡檢機器人13上，而驅(qū)動電機2作為機構(gòu)的關(guān)節(jié)通過連接件與軸承固定到固定板I上，擺臂3則通過連接件沿軸徑向固定連接在驅(qū)動電機I的輸出軸上。當(dāng)驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動時，即可以帶動擺臂以輸出軸為圓心做圓周擺動。
[0033]座板6為一長方形結(jié)構(gòu)，長邊平行于輸電線9方向，上有各種安裝孔，包括橢圓限位孔。通過第一壓緊彈簧4、第二壓緊彈簧7、連桿5與擺臂3相連接。如圖1，第一壓緊彈簧4與第二壓緊彈簧7相同，都是頂端固定在擺臂3上，底端固定在座板上，且兩者自由狀態(tài)下垂直安裝在輸電線9軸心的正上方。連桿5為雙頭螺柱，其上端垂直固定在擺臂3上，下端與座板6活動連接。連桿5穿過座板6的限位橢圓孔后，在端部套上一個自鎖螺帽，螺帽的尺寸大于橢圓孔的小徑，這樣擺臂抬起到一定高度時，連桿就可以利用螺帽卡住座板，以將座板6—同抬起。
[0034]座板6的前端裝有第一滑輪8、后端裝有第二滑輪12。滑輪的側(cè)視圖如圖3所示，為U型槽滑輪，輸電線9卡進滑輪的U型槽內(nèi)，在機構(gòu)隨輸電線巡檢機器人13沿輸電線9運動時，保證機構(gòu)運動平穩(wěn)，不偏離輸電線9。
[0035]電磁檢測器件包括渦流探頭機械爪10和電磁鐵11。電磁鐵11機構(gòu)及其裝配圖如圖4，它為專門設(shè)計的半開口型電磁鐵，可被擺臂3提離輸電線9，在檢測時，它也作為磁敏傳感器的附著載體。渦流探頭機械爪10結(jié)構(gòu)如圖5所示，機械手爪包括一個舵機19，一個連接支架20，兩個相嚙合的第一、第二齒輪片14、15，以及兩個相對應(yīng)的第一、第二半圓形金屬爪片16、17，相嚙合第二齒輪片15固定安裝在舵機輸出軸上，第一齒輪片14安裝在舵機固定座上，連接支架20與座板6固定聯(lián)接。兩個兩半式渦流檢測線圈18固定與第一、第二半圓金屬爪片16、17上,隨爪片張開或閉合。舵機19用來接收外部控制信號啟動金屬爪片張開或閉合，實現(xiàn)越障和越障后繼續(xù)回到檢測狀態(tài)。
[0036]電磁檢測裝置尺寸與滑輪高度相互匹配，使輸電線9卡進滑輪U型槽之后，電磁鐵開口中心線與渦流探頭抱合中心線重合，且與輸電線9中線軸線重合。利用第一壓緊彈簧4和第二壓緊彈簧7的連接，保證電磁檢測裝置中心線運動過程中始終與輸電線9中心軸線平行，而不受擺臂3與輸電線9之間距離變化或機器人平臺抖動影響。
[0037]現(xiàn)結(jié)合兩種工作狀態(tài)說明該機構(gòu)工作過程。
[0038]第一種情況如圖6所示，機構(gòu)隨輸電線巡檢機器人沿輸電線運動進行檢測作業(yè)，當(dāng)前方遇到障礙21，由于電磁檢測裝置尺寸的限制，無法直接越過。這時，巡檢機器人上安裝的傳感器檢測到遇障信息發(fā)送給巡線機器人控制微機，微機收到這個信號后先給渦流探頭機械爪10的舵機發(fā)送張開信號，等機械爪帶動兩個半圓形的兩半式渦流檢測線圈18打開后，稍后再給驅(qū)動電機2發(fā)送啟動信號，驅(qū)動電機2轉(zhuǎn)動，帶動擺臂3向上張開，連桿5與第一壓緊彈簧4、第二壓緊彈簧7共同作用，將座板6抬起，抬離輸電線9和障礙21。然后巡線機器人繼續(xù)向前，帶動該機構(gòu)越過障礙21。
[0039]第二種情況如圖7所示，機構(gòu)隨輸電線巡檢機器人沿輸電線運動進行檢測作業(yè)，輸電線9出現(xiàn)不水平，傾斜的情況，擺臂3與輸電線間距離減小且二者不平行。這時，第一壓緊彈簧4、第二壓緊彈簧7被不同程度的壓縮，第一、第二滑輪8、12壓緊輸電線，使座板6仍然平行于輸電線，也就保證了電磁檢測裝置中心線仍然與輸電線中心軸線重合。同時，座板上的橢圓限位孔只留給連桿5上下與前后活動的空間，連桿5無法左右活動，從而防止了電磁檢測裝置在運動中發(fā)生傾斜，抖動或者中心偏離。
[0040]上述雖然結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本實用新型保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本實用新型的保護范圍以內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.用于輸電線電磁檢測的攜載與越障機構(gòu)，其特征是，包括安裝在固定板上的驅(qū)動電機，驅(qū)動電機輸出軸上安裝有電機轉(zhuǎn)動時以輸出軸為圓心做圓周擺動的擺臂，擺臂通過彈簧和連桿與位于擺臂正下方的座板相連，彈簧的彈力保能夠持座板與輸電線平行，座板中間部位開有一限位橢圓通孔，連桿穿過所述限位橢圓通孔，且連桿的下端套裝一個尺寸大于限位橢圓通孔短軸長度的自鎖螺帽；座板下部連接有能夠卡在輸電線上的滑輪，以及用于輸電線電磁檢測的電磁檢測裝置； 所述電磁檢測裝置包括分別獨立連接于底板上的渦流探頭機械爪和底部半開口且開口尺寸大于輸電線直徑的電磁鐵； 所述渦流探頭機械爪包括一個舵機、一個與底板相聯(lián)的支架、兩個相嚙合的齒輪片、兩個分別連接于兩個齒輪片下端的半圓爪片和兩個分別固定于兩個半圓爪片上并能隨其張開或閉合的兩半式渦流檢測線圈，相嚙合的兩個齒輪片中的其中一個固定安裝在舵機輸出軸上，另一個齒輪片安裝在舵機固定座上，舵機固定座與支架聯(lián)接，舵機安裝于舵機固定座上；舵機用來接收外部控制信號啟動兩個半圓爪片張開或閉合，實現(xiàn)越障和越障后繼續(xù)回到檢測狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的用于輸電線電磁檢測的攜載與越障機構(gòu)，其特征是，所述擺臂為長板結(jié)構(gòu)，其一端通過連接件固定于驅(qū)動電機的輸出軸上。
3.如權(quán)利要求1所述的用于輸電線電磁檢測的攜載與越障機構(gòu)，其特征是，所述彈簧在自由狀態(tài)下垂直安裝在輸電線軸心的正上方。
4.如權(quán)利要求1或3所述的用于輸電線電磁檢測的攜載與越障機構(gòu)，其特征是，所述彈簧為兩個，分別為第一壓緊彈簧和第二壓緊彈簧，第一壓緊彈簧和第二壓緊彈簧沿輸電線方向?qū)ΨQ安裝于連桿兩側(cè)，且第一壓緊彈簧、第二壓緊彈簧和連桿在同一平面內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的用于輸電線電磁檢測的攜載與越障機構(gòu)，其特征是，所述第一壓緊彈簧與第二壓緊彈簧相同，都是頂端固定在擺臂上，底端固定在座板上。
6.如權(quán)利要求1所述的用于輸電線電磁檢測的攜載與越障機構(gòu)，其特征是，所述連桿為雙頭螺柱，其上端垂直固定在擺臂上，下端與座板活動連接。
7.如權(quán)利要求1所述的用于輸電線電磁檢測的攜載與越障機構(gòu)，其特征是，所述滑輪有兩個，分別為通過輪架固定于座板上的第一滑輪和第二滑輪，第一滑輪和第二滑輪沿輸電線方向分別位于電磁檢測裝置的兩側(cè)。
8.如權(quán)利要求7所述的用于輸電線電磁檢測的攜載與越障機構(gòu)，其特征是，所述第一滑輪和第二滑輪均為能夠卡在輸電線上U型槽滑輪。
9.如權(quán)利要求8所述的用于輸電線電磁檢測的攜載與越障機構(gòu)，其特征是，所述電磁檢測裝置尺寸與滑輪高度相互匹配，使輸電線卡進滑輪的U型槽之后，電磁鐵開口中心線與渦流探頭抱合機械手爪中心所在的電磁檢測器件中心線及輸電線軸線重合。
10.如權(quán)利要求1所述的用于輸電線電磁檢測的攜載與越障機構(gòu)，其特征是，所述座板為長方形招板。
【文檔編號】G01N27/83GK204008556SQ201420479048
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】郭銳, 張峰, 仲亮, 程志勇, 曹雷, 賈娟, 賈永剛 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院, 山東魯能智能技術(shù)有限公司