CN113702206A - 一种碳纤维导线自动无损探伤装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种碳纤维导线自动无损探伤装置及方法，包括第一连接杆、第二连接杆、支撑杆、行走机构、挂环、拉线和控制箱，行走机构包括第一L型滑动杆、第二L型滑动杆、驱动机构、触发器、探伤探头、行走轮、第一旋转电机以及转轴，拉动拉线使探伤装置上升，并使触发器被碳纤维导线触发，然后将第一L型滑动杆、第二L型滑动杆向碳纤维导线中心方向移动，使行走轮移动到碳纤维导线上方，松开拉线后，行走轮下落到碳纤维导线上，通过第一旋转电机带动行走轮旋转即可实现装置整体的行走，在行走过程中，通过设置的探伤探头对碳纤维导线进行探伤，并通过控制箱存储和传输探伤数据，相比于传统的攀高探伤和无人机探伤而言，更加安全和操作简单。
Description
技术领域
本发明涉及缆线故障检测技术领域，特别涉及一种碳纤维导线自动无损探伤装置及方法。
背景技术
碳纤维导线作为一种优质的新型导线，因其良好的机械强度、弧垂特性及降损特性等优势逐渐在输电线路领域备受瞩目，近年来各工程也开始试点应用碳纤维导线作为输电导线，碳纤维导线用碳纤维芯棒替代钢芯，在同时具有上述的优势之外，由于碳纤维材料属性的各向异性，因此在抗弯和抗剪切能力上显得不足，容易在安装放线时受到压弯损伤芯棒，影响后期带电运行，因此需要定期对导线进行探伤检修，排查隐患，传统的碳纤维导线的探伤基本都是工作人员攀高进行，存在坠落的风险，目前常用的探伤方式有通过无人机带动探伤装置进行高空探伤，无人机探伤方式需要工作人员熟练的掌握无人机驾驶技术，并保证无人机沿着导线直线飞行，其探伤难度较高，不易推广。
发明内容
鉴以此，本发明提出一种碳纤维导线自动无损探伤装置及方法，可以在简单的地面人工操作后实现自动走线、探伤和数据处理等，大大提高作业安全性和工作效率。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种碳纤维导线自动无损探伤装置，包括第一连接杆、第二连接杆以及对称设置的支撑杆、行走机构、挂环、拉线和控制箱，所述支撑杆顶端与行走机构连接，所述第一连接杆设置在支撑杆的底端，所述第二连接杆设置在另一支撑杆的底端，所述第一连接杆伸入到第二连接杆内部，所述控制箱分别设置在第一连接杆和第二连接杆底面；所述行走机构包括第一L型滑动杆、第二L型滑动杆、驱动机构、触发器、探伤探头、行走轮、第一旋转电机以及转轴，所述触发器、探伤探头设置在支撑杆顶部，所述第一L型滑动杆的水平段以及第二L型滑动杆的水平段与支撑杆侧壁滑动连接，且第一L型滑动杆的水平段所处的高度大于第二L型滑动杆所处的高度，所述驱动机构设置在支撑杆侧壁上，用于驱动第一L型滑动杆以及第二L型滑动杆朝相反方向运动，所述转轴转动设置在第一L型滑动杆的竖直段内侧壁上，所述行走轮设置在转轴上，所述第一旋转电机设置在第一L型滑动杆的竖直段外侧壁上，其输出轴与转轴连接，所述第二L型滑动杆的竖直段侧壁上设置有定位孔，所述定位孔中心与转轴中心处于同一水平线；所述挂环设置在支撑杆侧壁上，所述拉线一端与拉环连接，另一端向上绕过碳纤维导线后向下延伸到地面处；所述控制箱与位于同一侧的触发器、探伤探头、驱动机构以及第一旋转电机电连接。
优选的，所述第一连接杆顶面设置有弹性碰珠，所述第二连接杆设置有穿行槽，所述穿行槽顶面设置有若干定位槽，所述第一连接杆伸入到穿行槽中，使所述弹性碰珠弹出到定位槽中。
优选的，所述驱动机构包括第二旋转电机以及齿轮，所述第一L型滑动杆水平段的底面设置有上齿条，所述第二L型滑动杆水平段的顶面均设置有下齿条，所述齿轮分别与上齿条和下齿条啮合，所述第二旋转电机设置在支撑杆侧壁上，其输出轴穿过支撑杆并与齿轮连接，所述控制箱与第二旋转电机电连接。
优选的，还包括第一横杆以及第二横杆，所述第一横杆和第二横杆设置在不同的支撑杆侧壁上，且所述第一横杆伸入到第二横杆内部。
优选的，还包括绕线轮组，所述绕线轮组设置对称设置在第一横杆和第二横杆上，所述拉线绕过绕线轮组后向下延伸到地面处。
优选的，还包括红外对管，所述红外对管设置在定位孔中，所述控制箱与定位孔电连接。
优选的，所述触发器包括压力传感器或压电陶瓷片。
优选的，还包括通讯单元，所述通讯单元设置在控制箱内部。
一种碳纤维导线自动无损探伤方法，基于一种碳纤维导线自动无损探伤装置实现，包括以下步骤：
步骤S1、根据双***的碳纤维导线之间的间距推动第一连接杆在第二连接杆内部移动，使两个触发器之间的距离等于碳纤维导线的间距；
步骤S2、通过无人机将拉线未与挂环连接的一端绕过碳纤维导线，并带动拉线向下延伸到地面；
步骤S3、拉动拉线使支撑杆上升，并使碳纤维导线与触发器接触；
步骤S4、控制箱控制驱动机构带动第一L型滑动杆、第二L型滑动杆向碳纤维导线中心方向移动，使行走轮移动到碳纤维导线上方，并使转轴***到定位孔中；
步骤S5、松开拉线，使行走轮与碳纤维导线接触，第一旋转电机带动行走轮旋转，使探伤装置沿着碳纤维导线行走；
步骤S6、探伤探头对碳纤维导线进行探伤检测，并将检测数据传输给控制箱。
优选的，在探伤结束后，再次拉动拉线，使行走轮和触发器上升，并使触发器与碳纤维导线接触，所述控制箱控制驱动机构带动第一L型滑动杆、第二L型滑动杆向远离碳纤维导线中心方向移动，使行走轮离开碳纤维导线上方，再次松开拉线，使探伤装置下降到地面。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明提供了一种碳纤维导线自动无损探伤装置，应用于双***碳纤维导线的探伤中，拉动拉线使装置整体上升，并使触发器与碳纤维导线地面接触，触发器被触发后，控制箱控制驱动机构带动第一L型滑动杆、第二L型滑动杆向碳纤维导线中心方向移动，使行走轮移动到碳纤维导线上方，然后松开拉线，使装置整体下降，此时行走轮与碳纤维导线顶面接触，通过驱动第一旋转电机工作，可以带动装置整体沿着碳纤维导线进行行走，在行走的过程中通过设置的探伤探头可以对碳纤维导线进行探伤，相比于传统的人工探伤和新兴的无人机探伤而言，不存在工作人员高空坠落风险，且操作容易，成本较低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的优选实施例，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。
图1为本发明的一种碳纤维导线自动无损探伤装置的探伤前的结构示意图；
图2为本发明的一种碳纤维导线自动无损探伤装置的探伤时的结构示意图；
图中，1为第一连接杆，2为第二连接杆，3为支撑杆，4为挂环，5为拉线，6为控制箱，7为第一L型滑动杆，8为第二L型滑动杆，9为驱动机构，10为触发器，11为探伤探头，12为行走轮，13为第一旋转电机，14为转轴，15为定位孔，16为弹性碰珠，17为穿行槽，18为定位槽，19为第二旋转电机，20为齿轮，21为上齿条，22为下齿条，23为第一横杆，24为第二横杆，25为绕线轮组，26为红外对管，27为碳纤维导线。
具体实施方式
为了更好理解本发明技术内容，下面提供一具体实施例，并结合附图对本发明做进一步的说明。
参见图1至图2，本发明提供的一种碳纤维导线27自动无损探伤装置，包括第一连接杆1、第二连接杆2以及对称设置的支撑杆3、行走机构、挂环4、拉线5和控制箱6，所述支撑杆3顶端与行走机构连接，所述第一连接杆1设置在支撑杆3的底端，所述第二连接杆2设置在另一支撑杆3的底端，所述第一连接杆1伸入到第二连接杆2内部，所述控制箱6分别设置在第一连接杆1和第二连接杆2底面；所述行走机构包括第一L型滑动杆7、第二L型滑动杆8、驱动机构9、触发器10、探伤探头11、行走轮12、第一旋转电机13以及转轴14，所述触发器10、探伤探头11设置在支撑杆3顶部，所述第一L型滑动杆7的水平段以及第二L型滑动杆8的水平段与支撑杆3侧壁滑动连接，且第一L型滑动杆7的水平段所处的高度大于第二L型滑动杆8所处的高度，所述驱动机构9设置在支撑杆3侧壁上，用于驱动第一L型滑动杆7以及第二L型滑动杆8朝相反方向运动，所述转轴14转动设置在第一L型滑动杆7的竖直段内侧壁上，所述行走轮12设置在转轴14上，所述第一旋转电机13设置在第一L型滑动杆7的竖直段外侧壁上，其输出轴与转轴14连接，所述第二L型滑动杆8的竖直段侧壁上设置有定位孔15，所述定位孔15中心与转轴14中心处于同一水平线；所述挂环4设置在支撑杆3侧壁上，所述拉线5一端与拉环连接，另一端向上绕过碳纤维导线27后向下延伸到地面处；所述控制箱6与位于同一侧的触发器10、探伤探头11、驱动机构9以及第一旋转电机13电连接。
本发明的一种碳纤维导线27自动无损探伤装置，用于对双***碳纤维导线27进行自动探伤，首先获取双***碳纤维导线27之间的间距后，调节第一连接杆1和第二连接杆2之间的距离，使得支撑杆3带动行走机构同步移动，其中触发器10位于支撑杆3的正上方，通过将第一连接杆1移动到第二连接杆2内部，可以使支撑杆3带动触发器10移动，使触发器10的距离等于双***碳纤维导线27的距离，然后通过无人机等飞行机构将拉线5的一端绕过碳纤维导线27的顶部后向地面方向拉动，工作人员站在地面上可以拉动拉线5的一端，使装置整体向上移动，当触发器10向上移动到与碳纤维导线27底面接触时，触发器10被触发，控制箱6则控制驱动机构9带动第一L型滑动杆7、第二L型滑动杆8向碳纤维导线27中心方向移动，在第二L型滑动杆8的侧壁上还设置有通孔，第一L型滑动杆7在移动时，可以在通孔中穿行，第一L型滑动杆7、第二L型滑动杆8向碳纤维导线27中心方向移动时，会使行走轮12移动到碳纤维导线27的顶部，同时转轴14会***到定位孔15中，此时地面上的工作人员松开拉线5，在重力作用下，装置整体下降，行走轮12与碳纤维导线27顶部接触，同时触发器10离开碳纤维导线27，然后通过设置的第一旋转电机13可以带动转轴14以及行走轮12旋转，实现装置整体在双***碳纤维导线27上的行走，在沿着碳纤维导线27行走的过程中，所设置的探伤探头11可以对碳纤维导线27进行探伤，并且探伤探头11呈弧状分布，以获得最好的探测结果，相比传统的攀高检测而言，工作人员位于地面上，不会存在坠落风险，并且对于无人机的操控不需要精密掌握，只需要通过无人机将拉线5带过碳纤维导线27的顶部即可。
在探伤结束后，工作人员在地面上再次拉动拉线5，使装置整体上升，此时触发器10与碳纤维导线27底部接触，同时行走轮12离开碳纤维导线27顶部，触发器10与碳纤维导线27接触后被触发，此时控制箱6控制第一旋转电机13停止旋转，并控制驱动机构9驱动第一L型滑动杆7、第二L型滑动杆8向远离碳纤维导线27中心方向移动，使行走轮12离开碳纤维导线27的上方，然后工作人员缓慢松开拉线5，让装置整体在重力作用下缓慢下降，直至下降到地面上，完成对探伤装置的回收。
优选的，所述第一连接杆1顶面设置有弹性碰珠16，所述第二连接杆2设置有穿行槽17，所述穿行槽17顶面设置有若干定位槽18，所述第一连接杆1伸入到穿行槽17中，使所述弹性碰珠16弹出到定位槽18中。
在进行探伤前，会根据双***碳纤维导线27的间距调节支撑杆3之间的距离，在进行距离调节时，使第一连接杆1在水平方向上移动，使第一连接杆1位于第二连接杆2的穿行槽17内部的长度发生改变，并使弹性碰珠16嵌入到定位槽18中进行固定，实现支撑杆3的距离调节，而由于定位槽18设置有多个，因此可以根据不同间距的碳纤维导线27来进行距离调节。
优选的，所述驱动机构9包括第二旋转电机19以及齿轮20，所述第一L型滑动杆7水平段的底面设置有上齿条21，所述第二L型滑动杆8水平段的顶面均设置有下齿条22，所述齿轮20分别与上齿条21和下齿条22啮合，所述第二旋转电机19设置在支撑杆3侧壁上，其输出轴穿过支撑杆3并与齿轮20连接，所述控制箱6与第二旋转电机19电连接。
控制箱6驱动第二旋转电机19带动齿轮20转动，齿轮20在转动的过程中会带动上齿条21和下齿条22的移动，从而可以带动第一L型滑动杆7、第二L型滑动杆8向不同的方向移动。
优选的，还包括第一横杆23以及第二横杆24，所述第一横杆23和第二横杆24设置在不同的支撑杆3侧壁上，且所述第一横杆23伸入到第二横杆24内部，还包括绕线轮组25，所述绕线轮组25设置对称设置在第一横杆23和第二横杆24上，所述拉线5绕过绕线轮组25后向下延伸到地面处。
通过设置的第一横杆23和第二横杆24可以增加结构强度，同时在第一横杆23和第二横杆24上设置的绕线轮可以使拉线5的拉动更加顺畅。
优选的，还包括红外对管26，所述红外对管26设置在定位孔15中，所述控制箱6与定位孔15电连接。
在第一L型滑动杆7、第二L型滑动杆8向碳纤维导线27中心方向移动时，转轴14的端部会***到第二L型滑动杆8的定位孔15中，使红外对管26之间的光路被切断，此时即可以判断为转轴14已***到定位孔15中，保证行走轮12可以位于碳纤维导线27的正上方。
优选的，所述触发器10包括压力传感器或压电陶瓷片。
当碳纤维导线27与触发器10接触时，会产生压力信号，通过压力传感器或压电陶瓷来将压力信号转换成电信号，以此作为触发信号。
优选的，还包括通讯单元(图中未示出)，所述通讯单元设置在控制箱6内部。
在探伤的过程中，控制箱6可以将探伤探头11检测的数据通过通讯单元向地面的工作人员传输。
一种碳纤维导线27自动无损探伤方法，基于一种碳纤维导线27自动无损探伤装置实现，包括以下步骤：
步骤S1、根据双***的碳纤维导线27之间的间距推动第一连接杆1在第二连接杆2内部移动，使两个触发器10之间的距离等于碳纤维导线27的间距；
步骤S2、通过无人机将拉线5未与挂环4连接的一端绕过碳纤维导线27，并带动拉线5向下延伸到地面；
步骤S3、拉动拉线5使支撑杆3上升，并使碳纤维导线27与触发器10接触；
步骤S4、控制箱6控制驱动机构9带动第一L型滑动杆7、第二L型滑动杆8向碳纤维导线27中心方向移动，使行走轮12移动到碳纤维导线27上方，并使转轴14***到定位孔15中；
步骤S5、松开拉线5，使行走轮12与碳纤维导线27接触，第一旋转电机13带动行走轮12旋转，使探伤装置沿着碳纤维导线27行走；
步骤S6、探伤探头11对碳纤维导线27进行探伤检测，并将检测数据传输给控制箱6。
本发明的一种碳纤维导线27自动无损探伤方法，在使用前，先确定碳纤维导线27的间距，然后调节触发器10之间的距离，使触发器10的间距等于碳纤维导线27的间距，然后由工作人员通过无人机带动拉线5一端绕过碳纤维导线27顶部，并向下拉动到地面，地面的工作人员可以拉动拉线5，使支撑杆3、第一L型滑动杆7、第二L型滑动杆8向上移动，并使触发器10被碳纤维导线27触发，然后控制箱6会控制驱动机构9带动第一L型滑动杆7、第二L型滑动杆8向碳纤维导线27中心方向移动，使行走轮12移动到碳纤维导线27正上方，工作人员松开拉线5后，在重力作用下，行走轮12下降并与碳纤维导线27接触，通过第一旋转电机13带动行走轮12旋转，可以实现装置整体在碳纤维导线27上的行走，从而在行走过程中，探伤探头11可以对碳纤维导线27进行探伤。
优选的，在探伤结束后，再次拉动拉线5，使行走轮12和触发器10上升，并使触发器10与碳纤维导线27接触，所述控制箱6控制驱动机构9带动第一L型滑动杆7、第二L型滑动杆8向远离碳纤维导线27中心方向移动，使行走轮12离开碳纤维导线27上方，再次松开拉线5，使探伤装置下降到地面。
探伤结束后，可以通过向下拉动拉线5使触发器10被触发，使行走轮12离开碳纤维导线27上方后，通过缓慢松开拉线5使装置整体下降到地面即可进行回收。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种碳纤维导线自动无损探伤装置，其特征在于，包括第一连接杆、第二连接杆以及对称设置的支撑杆、行走机构、挂环、拉线和控制箱，所述支撑杆顶端与行走机构连接，所述第一连接杆设置在支撑杆的底端，所述第二连接杆设置在另一支撑杆的底端，所述第一连接杆伸入到第二连接杆内部，所述控制箱分别设置在第一连接杆和第二连接杆底面；所述行走机构包括第一L型滑动杆、第二L型滑动杆、驱动机构、触发器、探伤探头、行走轮、第一旋转电机以及转轴，所述触发器、探伤探头设置在支撑杆顶部，所述第一L型滑动杆的水平段以及第二L型滑动杆的水平段与支撑杆侧壁滑动连接，且第一L型滑动杆的水平段所处的高度大于第二L型滑动杆所处的高度，所述驱动机构设置在支撑杆侧壁上，用于驱动第一L型滑动杆以及第二L型滑动杆朝相反方向运动，所述转轴转动设置在第一L型滑动杆的竖直段内侧壁上，所述行走轮设置在转轴上，所述第一旋转电机设置在第一L型滑动杆的竖直段外侧壁上，其输出轴与转轴连接，所述第二L型滑动杆的竖直段侧壁上设置有定位孔，所述定位孔中心与转轴中心处于同一水平线；所述挂环设置在支撑杆侧壁上，所述拉线一端与拉环连接，另一端向上绕过碳纤维导线后向下延伸到地面处；所述控制箱与位于同一侧的触发器、探伤探头、驱动机构以及第一旋转电机电连接。
2.根据权利要求1所述的一种碳纤维导线自动无损探伤装置，其特征在于，所述第一连接杆顶面设置有弹性碰珠，所述第二连接杆设置有穿行槽，所述穿行槽顶面设置有若干定位槽，所述第一连接杆伸入到穿行槽中，使所述弹性碰珠弹出到定位槽中。
3.根据权利要求1所述的一种碳纤维导线自动无损探伤装置，其特征在于，所述驱动机构包括第二旋转电机以及齿轮，所述第一L型滑动杆水平段的底面设置有上齿条，所述第二L型滑动杆水平段的顶面均设置有下齿条，所述齿轮分别与上齿条和下齿条啮合，所述第二旋转电机设置在支撑杆侧壁上，其输出轴穿过支撑杆并与齿轮连接，所述控制箱与第二旋转电机电连接。
4.根据权利要求1所述的一种碳纤维导线自动无损探伤装置，其特征在于，还包括第一横杆以及第二横杆，所述第一横杆和第二横杆设置在不同的支撑杆侧壁上，且所述第一横杆伸入到第二横杆内部。
5.根据权利要求4所述的一种碳纤维导线自动无损探伤装置，其特征在于，还包括绕线轮组，所述绕线轮组设置对称设置在第一横杆和第二横杆上，所述拉线绕过绕线轮组后向下延伸到地面处。
6.根据权利要求1所述的一种碳纤维导线自动无损探伤装置，其特征在于，还包括红外对管，所述红外对管设置在定位孔中，所述控制箱与定位孔电连接。
7.根据权利要求1所述的一种碳纤维导线自动无损探伤装置，其特征在于，所述触发器包括压力传感器或压电陶瓷片。
8.根据权利要求1所述的一种碳纤维导线自动无损探伤装置，其特征在于，还包括通讯单元，所述通讯单元设置在控制箱内部。
9.一种碳纤维导线自动无损探伤方法，基于权利要求1-8任一所述的一种碳纤维导线自动无损探伤装置实现，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、根据双***的碳纤维导线之间的间距推动第一连接杆在第二连接杆内部移动，使两个触发器之间的距离等于碳纤维导线的间距；
步骤S2、通过无人机将拉线未与挂环连接的一端绕过碳纤维导线，并带动拉线向下延伸到地面；
步骤S3、拉动拉线使支撑杆上升，并使碳纤维导线与触发器接触；
步骤S4、控制箱控制驱动机构带动第一L型滑动杆、第二L型滑动杆向碳纤维导线中心方向移动，使行走轮移动到碳纤维导线上方，并使转轴***到定位孔中；
步骤S5、松开拉线，使行走轮与碳纤维导线接触，第一旋转电机带动行走轮旋转，使探伤装置沿着碳纤维导线行走；
步骤S6、探伤探头对碳纤维导线进行探伤检测，并将检测数据传输给控制箱。
10.根据权利要求9所述的一种碳纤维导线自动无损探伤方法，其特征在于，在探伤结束后，再次拉动拉线，使行走轮和触发器上升，并使触发器与碳纤维导线接触，所述控制箱控制驱动机构带动第一L型滑动杆、第二L型滑动杆向远离碳纤维导线中心方向移动，使行走轮离开碳纤维导线上方，再次松开拉线，使探伤装置下降到地面。
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