利用求平均值法进行电力铁塔钢管圆截面轮廓检测的方法与流程

本发明涉及一种电力装置的检测方法，特别是一种利用求平均值法进行电力铁塔钢管圆截面轮廓检测的方法。

背景技术：

电力输送过程需要大量使用的电力铁塔，电力铁塔分角钢塔和钢管塔。角钢塔主要用在山区，交通运输不便的场合。在平原地区大量使用结构简捷的钢管塔。钢管塔的主要结构是钢管，塔身采用镙栓将钢管一节一节的联接竖立起来。钢管通过平板开料、弯板、管身缝隙焊接，校端口、端部与法兰盘焊接和钢管表面热浸镀锌等方法加工而成。钢管通过弯卷加工，将长方形的平板弯折成圆管。具体加工过程是在平板的短边方向提供进给，沿长边方向被压弯一定程度，然后短边方向继续进给一段距离，长边方向新的位置又被压弯，这一过程反复进行。分别对长方形平板的两个长边方向作相同的加工，平板的两长边距离接近，形成有开口的圆管。再将开口压合，通过电焊将原来平板的两长边焊成一体。上述常规的加工方法靠控制平板的短边进给量和长边弯曲量来保证形成钢管的形状，虽然通过数控编程方法控制机械运动，但实际形状还是存在误差。为了保证钢管两端与联接用的法兰盘的配合，钢管的缝隙焊接后，还要对钢管两端的圆度进行校核和整形，最后才能与法兰盘装配和焊接。钢管沿长度截面几何形状的圆度，对钢管承受力的均匀程度有影响，特别是随着电力传输的电压越来越高，电力塔的高度也在增加，对钢管受力能力的要求也在提高。

现在加工方法对钢管的中间截面轮廓只能测量直径，对截面轮廓无法测量，即无法知道实际圆截面轮廓与设计圆截面轮廓的误差大小。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种利用求平均值法进行电力铁塔钢管圆截面轮廓检测的方法，该利用求平均值法进行电力铁塔钢管圆截面轮廓检测的方法能直接对钢管任意截面进行圆截面轮廓的检测，检测方便快捷，检测值准确、可靠。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种利用求平均值法进行电力铁塔钢管圆截面轮廓检测的方法，包括以下步骤。

第一步，钢管圆截面轮廓检测装置安装：基准平台上设置能放置钢管的弧形基准槽；左滑移柱和右滑移柱分别设置在弧形基准槽的两侧并均能够左右滑移，左滑移柱底部右侧设置有定位轴，定位轴能伸入放置于弧形基准槽上的钢管内并与钢管内孔转动配合；右滑移柱左侧设置有转轴，邻近钢管一端的转轴上设置有固定头，该固定头能伸入放置于弧形基准槽上的钢管内并与钢管内孔紧配合；转轴的另一端与分度器相连接，转轴能在分度器的带动下进行间歇地周期转动；固定头包括中心轴、电磁铁、弹簧、弧形金属板和弹性耐磨层；中心轴与转轴同轴固定设置，电磁铁内置在中心轴内，中心轴的周向均匀设置有若干块弧形金属板，每块弧形金属板的右端均与中心轴相铰接，每块弧形金属板的左端均通过弹簧与中心轴固定连接；弹性耐磨层包覆在弧形金属板的外周；水平滑杆设置在弧形基准槽的正上方，水平滑杆的两端分别通过伸缩杆与左滑移柱或右滑移柱固定连接；水平滑杆的底部滑动连接有所述距离传感器，距离传感器上安装摄像头。

第二步，放置钢管：将钢管放置在第一步中的弧形基准槽内。

第三步，固定钢管与圆截面轮廓待检测部位标记：左滑移柱向右滑移，使定位轴伸入第二步中的钢管内并与钢管内孔转动配合；右滑移柱向左滑移，使固定头伸入第二步中的钢管内并与钢管内孔紧配合；然后，在钢管的上表面标记出需要进行圆截面轮廓检测的部位。

第四步，距离传感器定位：安装在距离传感器上的摄像头能对第三步中标记出的圆截面轮廓待检测部位进行自动识别，从而带动距离超感器沿水平滑杆滑移至圆截面轮廓待检测部位的正上方。

第五步，钢管圆截面轮廓数据一次采集：距离传感器自动采集距离传感器底端至钢管上表面的距离值，同时将距离值传递给PLC，并标记为点1；然后，转轴在分度器的带动下转动一周，进而带动钢管转动一周；钢管每转动一个分度值，距离传感器将自动采集一次距离传感器底端至钢管上表面的距离值，同时将距离值传递给PLC，并标记一次，标记点依次为点2、点3直至点n，其中n与分度器的分度值相等。

第六步，钢管圆截面轮廓数据第二次采集：转轴在分度器的带动下转动一周后回到起点时，转轴继续转动一周，距离传感器再次采集距离传感器底端至钢管上表面的距离值，依次为点1'、点2'、点3'直至点n'，其中n'与分度器的分度值相等。

第七步，钢管圆截面轮廓数据第三次采集：转轴在分度器的带动下转动两周后回到起点时，转轴继续转动一周，距离传感器再次采集距离传感器底端至钢管上表面的距离值，依次为点1''、点2''、点3''直至点n''，其中n''与分度器的分度值相等。

第八步，钢管圆截面轮廓曲线绘制：PLC对采集的点1、点1'和点1''进行计算平均值，并形成新的点1_均，依次类推，形成新的点2_均、点3_均直至点n_均；PLC将数据处理后的点1_均、点2_均、点3_均直至点n_均依次连接并进行圆角处理，便得到钢管待测截面的圆截面轮廓曲线。

所述电磁铁中的电磁吸力能够调节。

所述分度器的分度值为8分度或16分度或32分度。

所述定位轴与钢管内孔相配合的一端呈楔形或圆锥形。

所述第三步中，钢管固定方法，包括如下步骤。

步骤A，定位轴定位：左滑移柱向右滑移，使定位轴伸入第二步中的钢管内并与钢管内孔转动配合。

步骤B，固定头合拢：电磁铁通电，弧形金属板克服弹簧弹力，向着中心轴的方向合拢，使弧形金属板的开口端面积小于钢管内孔截面积。

步骤C，固定头伸入钢管内孔：右滑移柱向左滑移，使合拢后的固定头伸入钢管内孔。

步骤D，固定头展开：当固定头伸入内孔后，电磁铁断电，弹簧恢复，固定头展开，弧形金属板围合形成一个圆台型结构，弧形金属板的开口端面积大于钢管内孔截面积，从而使固定头与钢管内孔紧配合，钢管能随转轴进行转动。

本发明采用上述方法后，能直接对钢管任意截面进行圆截面轮廓的检测，检测方便快捷，检测值准确、可靠。

附图说明

图1是电力钢管铁塔中钢管圆截面轮廓检测装置的结构示意图。

图2显示了图1中固定头的放大结构示意图。

图3显示了图2中固定头的截面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1、图2和图3所示，一种电力钢管铁塔中钢管圆截面轮廓检测装置， 其中有基准平台1、弧形基准槽11、左滑移柱2、定位轴21、右滑移柱3、转轴31、固定头32、分度器33、中心轴321、电磁铁322、弹簧323、弧形金属板324、弹性耐磨层325、导向段326、开口端327、钢管4、水平滑杆5、伸缩杆51、距离传感器6 等主要技术特征。

一种电力钢管铁塔中钢管圆截面轮廓检测装置，包括基准平台、左滑移柱、右滑移柱、定位轴、转轴、固定头、分度器、水平滑杆、距离传感器和PLC。

基准平台上设置有能放置钢管的弧形基准槽。

左滑移柱和右滑移柱分别设置在弧形基准槽的两侧并均能够左右滑移，左滑移柱底部右侧设置有定位轴，定位轴能伸入放置于弧形基准槽上的钢管内并与钢管内孔转动配合；右滑移柱左侧设置有转轴，邻近钢管一端的转轴上设置有固定头，该固定头能伸入放置于弧形基准槽上的钢管内并与钢管内孔紧配合；转轴的另一端与分度器相连接，转轴能在分度器的带动下进行间歇地周期转动。

固定头包括中心轴、电磁铁、弹簧、弧形金属板和弹性耐磨层；中心轴与转轴同轴固定设置，电磁铁内置在中心轴内，中心轴的周向均匀设置有若干块弧形金属板，每块弧形金属板的右端均与中心轴相铰接，每块弧形金属板的左端均通过弹簧与中心轴固定连接；弹性耐磨层包覆在弧形金属板的外周。

水平滑杆设置在弧形基准槽的正上方，水平滑杆的两端分别通过伸缩杆与左滑移柱或右滑移柱固定连接；水平滑杆的底部滑动连接有所述距离传感器。

所述电磁铁中的电磁吸力能够调节。

所述中心轴还包括设置于弧形金属板左侧的导向段。

所述定位轴与钢管内孔相配合的一端呈楔形或圆锥形。

所述分度器的分度值为8分度或16分度或32分度。

对钢管任意截面进行圆截面轮廓检测的方法，优选具有如下两种实施例。

实施例1

一种电力钢管铁塔中钢管圆截面轮廓的检测方法，包括以下步骤。

第一步，钢管圆截面轮廓检测装置安装：基准平台上设置能放置钢管的弧形基准槽；左滑移柱和右滑移柱分别设置在弧形基准槽的两侧并均能够左右滑移，左滑移柱底部右侧设置有定位轴，定位轴能伸入放置于弧形基准槽上的钢管内并与钢管内孔转动配合；右滑移柱左侧设置有转轴，邻近钢管一端的转轴上设置有固定头，该固定头能伸入放置于弧形基准槽上的钢管内并与钢管内孔紧配合；转轴的另一端与分度器相连接，转轴能在分度器的带动下进行间歇地周期转动；固定头包括中心轴、电磁铁、弹簧、弧形金属板和弹性耐磨层；中心轴与转轴同轴固定设置，电磁铁内置在中心轴内，中心轴的周向均匀设置有若干块弧形金属板，每块弧形金属板的右端均与中心轴相铰接，每块弧形金属板的左端均通过弹簧与中心轴固定连接；弹性耐磨层包覆在弧形金属板的外周；水平滑杆设置在弧形基准槽的正上方，水平滑杆的两端分别通过伸缩杆与左滑移柱或右滑移柱固定连接；水平滑杆的底部滑动连接有所述距离传感器。

第二步，放置钢管：在钢管上标记出需要进行圆截面轮廓检测的部位，将做好标记的钢管放置在第一步中的弧形基准槽内，并使标记部位朝上。

第三步，固定钢管：左滑移柱向右滑移，使定位轴伸入第二步中的钢管内并与钢管内孔转动配合；右滑移柱向左滑移，使固定头伸入第二步中的钢管内并与钢管内孔紧配合。

第四步，距离传感器定位：手动或自动将距离超感器沿水平滑杆滑移至钢管标记部位的正上方。

第五步，钢管圆截面轮廓检测：距离传感器自动采集距离传感器底端至钢管上表面的距离值，同时将距离值传递给PLC，并标记为点1；然后，转轴在分度器的带动下转动一周，进而带动钢管转动一周；钢管每转动一个分度值，距离传感器将自动采集一次距离传感器底端至钢管上表面的距离值，同时将距离值传递给PLC，并标记一次，标记点依次为点2、点3直至点n，其中n与分度器的分度值相等；PLC将记录的点1、点2、点3直至点n依次连接并进行圆角处理，便得到钢管待测截面的圆截面轮廓曲线。

实施例2

一种利用求平均值法进行电力铁塔钢管圆截面轮廓检测的方法，其特征在于：包括以下步骤。

第一步，钢管圆截面轮廓检测装置安装：基准平台上设置能放置钢管的弧形基准槽；左滑移柱和右滑移柱分别设置在弧形基准槽的两侧并均能够左右滑移，左滑移柱底部右侧设置有定位轴，定位轴能伸入放置于弧形基准槽上的钢管内并与钢管内孔转动配合；右滑移柱左侧设置有转轴，邻近钢管一端的转轴上设置有固定头，该固定头能伸入放置于弧形基准槽上的钢管内并与钢管内孔紧配合；转轴的另一端与分度器相连接，转轴能在分度器的带动下进行间歇地周期转动；固定头包括中心轴、电磁铁、弹簧、弧形金属板和弹性耐磨层；中心轴与转轴同轴固定设置，电磁铁内置在中心轴内，中心轴的周向均匀设置有若干块弧形金属板，每块弧形金属板的右端均与中心轴相铰接，每块弧形金属板的左端均通过弹簧与中心轴固定连接；弹性耐磨层包覆在弧形金属板的外周；水平滑杆设置在弧形基准槽的正上方，水平滑杆的两端分别通过伸缩杆与左滑移柱或右滑移柱固定连接；水平滑杆的底部滑动连接有所述距离传感器，距离传感器上安装摄像头。

第二步，放置钢管：将钢管放置在第一步中的弧形基准槽内。

第三步，固定钢管与圆截面轮廓待检测部位标记：左滑移柱向右滑移，使定位轴伸入第二步中的钢管内并与钢管内孔转动配合；右滑移柱向左滑移，使固定头伸入第二步中的钢管内并与钢管内孔紧配合；然后，在钢管的上表面标记出需要进行圆截面轮廓检测的部位。

第四步，距离传感器定位：安装在距离传感器上的摄像头能对第三步中标记出的圆截面轮廓待检测部位进行自动识别，从而带动距离超感器沿水平滑杆滑移至圆截面轮廓待检测部位的正上方。

第五步，钢管圆截面轮廓数据一次采集：距离传感器自动采集距离传感器底端至钢管上表面的距离值，同时将距离值传递给PLC，并标记为点1；然后，转轴在分度器的带动下转动一周，进而带动钢管转动一周；钢管每转动一个分度值，距离传感器将自动采集一次距离传感器底端至钢管上表面的距离值，同时将距离值传递给PLC，并标记一次，标记点依次为点2、点3直至点n，其中n与分度器的分度值相等。

第六步，钢管圆截面轮廓数据第二次采集：转轴在分度器的带动下转动一周后回到起点时，转轴继续转动一周，距离传感器再次采集距离传感器底端至钢管上表面的距离值，依次为点1'、点2'、点3'直至点n'，其中n'与分度器的分度值相等。

第七步，钢管圆截面轮廓数据第三次采集：转轴在分度器的带动下转动两周后回到起点时，转轴继续转动一周，距离传感器再次采集距离传感器底端至钢管上表面的距离值，依次为点1''、点2''、点3''直至点n''，其中n''与分度器的分度值相等。

第八步，钢管圆截面轮廓曲线绘制：PLC对采集的点1、点1'和点1''进行计算平均值，并形成新的点1_均，依次类推，形成新的点2_均、点3_均直至点n_均；PLC将数据处理后的点1_均、点2_均、点3_均直至点n_均依次连接并进行圆角处理，便得到钢管待测截面的圆截面轮廓曲线。

在上述实施例1和实施例2中，所述第三步中，钢管固定方法，均包括如下步骤：

步骤A，定位轴定位：左滑移柱向右滑移，使定位轴伸入第二步中的钢管内并与钢管内孔转动配合。

步骤B，固定头合拢：电磁铁通电，弧形金属板克服弹簧弹力，向着中心轴的方向合拢，使弧形金属板的开口端面积小于钢管内孔截面积。

步骤C，固定头伸入钢管内孔：右滑移柱向左滑移，使合拢后的固定头伸入钢管内孔。

步骤D，固定头展开：当固定头伸入内孔后，电磁铁断电，弹簧恢复，固定头展开，弧形金属板围合形成一个圆台型结构，弧形金属板的开口端面积大于钢管内孔截面积，从而使固定头与钢管内孔紧配合，钢管能随转轴进行转动。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。