一种耐张线夹无人机射线检测装置的制作方法

1.本发明公开了一种耐张线夹无人机射线检测装置，涉及输电线路耐张线夹压接质量无损检测技术领域。


背景技术：

2.高压输电线路的压接式耐张线夹起到承担导线张力、传输工作电流的作用，其压接质量需采用射线数字成像方式进行检测。为了降低安全风险，电力系统内各单位近年来试点无人机取代人工登塔作业的新型检测方式。
3.为了避免耐张线夹压接质量缺陷被放大和虚化，检测时需将数字成像板紧贴耐张线夹。在检测双分裂、四分裂等结构复杂的多分裂导线耐张线夹时，由于导线间距较小、无人机飞行控制精度原因，很难将检测装置精确挂载到位，给飞手操作带来很大难度。在无人机控制精度短时间难以提升的前提下，如何利用检测装置自身结构特点降低飞手操作难度成为耐张线夹压接质量无人机数字射线检测的必要途径之一。


技术实现要素：

4.本发明针对上述背景技术中的缺陷，提供一种耐张线夹无人机射线检测装置，替代传统登高作业，降低无人机飞手操作难度，提高检测效率，降低安全风险。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种耐张线夹无人机射线检测装置，包括：主体结构，所述主体结构包括：两个平行设置的直杆和弯杆，直杆的上端连接弯杆的一端，弯杆的另一端连接挂钩杆，弯杆的顶部连接挂耳，两个所述直杆上连接有第一成像板连接件和第二成像板连接件，两个成像板连接件之间连接成像板保护组件；所述的第二成像板连接件通过齿轮与成像板保护组件连接，所述齿轮与传动机构连接，所述的传动机构与主体结构上部横担连接；主体结构上方的挂耳通过柔性绳索与多旋翼无人机连接，用于起吊整套检测装置；所述成像板保护组件与第一成像板连接件之间通过滚动轴承连接，所述滚动轴承和第一成像板连接件之间设置扭转弹簧；所述直杆下端设置有射线机连接件，所述射线机连接件上连接有脉冲射线机。
6.进一步的，所述第一成像板连接件和第二成像板连接件套接于主体结构直管部分；所述第一成像板连接件和第二成像板连接件采用紧定螺钉连接在主体结构上。
7.进一步的，所述射线机连接件套接于主体结构直管部分，所述射线机连接件采用紧定螺钉连接在主体结构上。
8.进一步的，所述的传动机构包括：底座、连接条、齿条和支撑弹簧；所述底座连接于主体结构的上部横担，底座和连接条一端之间连接支撑弹簧，连接条的另一端连接齿条，齿条与直杆平行设置，齿条与齿轮啮合连接；所述传动机构通过与齿轮配合运动来控制成像板保护组件转动，通过控制支撑弹簧压缩量控制齿轮转动角度，齿轮转动角度为0~90
°
，控制成像板保护组件转动范围在水平
和竖直状态之间；初始时，成像板保护组件处于竖直或近似竖直状态；由于成像板保护组件处于此状态，起吊前将整套装置挂钩朝下放置在地面上，可以有效保护内部数字成像板不会受损。
9.挂载时，所述支撑弹簧被压缩，支撑弹簧提供的支撑力大于所述第一成像板连接件上设置的扭转弹簧，但小于整套装置的重力。
10.进一步的，所述第一成像板连接件包括：连接套和连接柱，连接柱与滚动轴承连接，连接套套接于直杆上。
11.进一步的，所述第一成像板连接件的连接套表面设置有限位装置，所述限位装置包括：横向限位杆和竖向限位杆，横向限位杆设置在连接柱的同一水平线上，所述的竖向限位杆设置在连接柱的同一竖直线上，用于限制成像板保护组件在水平和竖直范围内转动。
12.进一步的，所述成像板保护组件采用碳纤维包覆，铝合金包边支撑，所述成像板保护组件采用碳纤维包覆内部的数字射线成像板，既不影响检测图像质量又可以保护数字射线成像板不受损。
13.进一步的，检测时，所述脉冲射线机位于成像板保护组件下方，采用垂直透照布置形式。
14.进一步的，所述脉冲射线机采用螺栓固定在射线机连接件上。
15.有益效果：本发明提供的一种耐张线夹无人机射线检测装置，能够实现多分裂导线耐张线夹压接质量无人机数字射线检测，传动结构设计可以使成像板保护组件在装置自身重力下翻转，有效降低无人机飞手操作难度，提高检测效率。
附图说明
16.图1是本发明一种耐张线夹无人机射线检测装置的结构示意图；图2是本发明装置主体结构示意图；图3是本发明装置传动机构示意图；图4是本发明装置齿轮结构示意图；图5是本发明装置第一成像板连接件结构示意图；图6是本发明装置第二成像板连接件结构示意图；图7是本发明装置射线机连接件结构示意图；图8是本发明装置检测上方导线耐张线夹使用方法示意图；其中：1-主体结构；2-成像板保护组件；3-第一成像板连接件；4-滚动轴承；5-第二成像板连接件；6-齿轮；7-传动机构；8-射线机连接件；9-脉冲射线机。
具体实施方式
17.下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
18.如图1所述的一种实施例：一种耐张线夹无人机射线检测装置，包括：主体结构1，所述主体结构1包括：两个平行设置的直杆11和弯杆12，直杆11的上端连接弯杆12的一端，弯杆12的另一端连接挂钩杆13，弯杆12的顶部连接挂耳14，挂耳14通过柔性绳索和多旋翼无人机连接，两个所述直杆11上连接有第一成像板连接件3和第二成像板连接件5，两个成
像板连接件之间连接成像板保护组件2；所述的第二成像板连接件5通过齿轮6与成像板保护组件2连接，所述齿轮6与传动机构7连接，所述的传动机构7与主体结构1的上部横担15连接；所述成像板保护组件2与第一成像板连接件3之间通过滚动轴承4连接，所述滚动轴承4和第一成像板连接件3之间设置扭转弹簧32；所述直杆11下端设置有射线机连接件8，所述射线机连接件8上连接有脉冲射线机9。
19.所述第一成像板连接件3和第二成像板连接件5套接于主体结构1直管部分；所述第一成像板连接件3和第二成像板连接件5采用紧定螺钉连接在主体结构1上。
20.所述传动机构7通过与齿轮6配合运动来控制成像板保护组件2转动，通过控制支撑弹簧74压缩量控制齿轮6转动角度，齿轮转动角度为0~90
°
，控制成像板保护组件2转动范围在水平和竖直状态之间；初始时，成像板保护组件2处于竖直或近似竖直状态；挂载时，所述支撑弹簧74被压缩，支撑弹簧74提供的支撑力大于所述第一成像板连接件3上设置的扭转弹簧32，但小于整套装置的重力。
21.所述成像板保护组件2采用碳纤维包覆，铝合金包边支撑，所述成像板保护组件采用碳纤维包覆内部的数字射线成像板，既不影响检测图像质量又可以保护数字射线成像板不受损。
22.如图2所示，本发明装置的主体结构1采用带特殊设计的挂钩的型材，可以为圆管、槽型、工字型等，此处以圆管为例，材料可选用钢材，也可选用铝合金、碳纤维等轻质材料；挂钩处可设有多个横担15以增强结构稳定性；最上方横担15上设置安装底座71的开孔。
23.如图3所示，所述的传动机构7包括：底座71、连接条72、齿条73和支撑弹簧74；所述底座71连接于主体结构1的上部横担15，底座71上方设置和主体结构1上方横担15相匹配的开孔，用于螺栓连接；底座71和连接条72一端之间连接支撑弹簧74，连接条72的另一端连接齿条73，齿条73与直杆11平行设置，齿条73与齿轮6啮合连接，通过选择合适的支撑弹簧74及齿条73模数，控制齿条73在检测过程中的运动量为齿轮的1/4圆周长，即使齿轮转动90度；通过选择适配的支撑弹簧74来控制提供的支撑力，使其大于第一成像板连接件3设置的扭转弹簧32提供的扭力，但小于整套装置的重力，使支撑弹簧74在初始状态下的时候不会因第一成像板连接件3的扭转弹簧32扭力过大导致成像板保护组件2不能保持竖直状态，也不会因支撑弹簧74的支撑力过大，导致检测时不能因装置重力实现成像板保护组件2的转动。
24.如图4所示，齿轮6的模数、宽度和齿条73相匹配，齿轮6两侧的毂直径分别和成像板保护组件2及右成像板连接件5相匹配。
25.如图5所示，所述第一成像板连接件3设有和滚动轴承4尺寸相匹配的连接柱31（定子），连接柱上设有扭转弹簧32，驱动成像板保护组件2趋向保持水平状态，扭转弹簧32提供的扭力需小于带弹簧齿条73的弹簧提供的支撑力；第一成像板连接件3前方和上方设置有限位装置，限位装置包括：横向限位杆33和竖向限位杆34，横向限位杆33 设置在连接柱的同一水平线上，所述的竖向限位杆34设置在连接柱31的同一竖直线上，用于限制成像板保护组件2在水平和竖直范围内转动，避免360度旋转；第一成像板连接件3设置有螺纹孔，通过紧定螺钉将第一成像板连接件3固定在主体结构1直管部分上。
26.如图5所示，第二成像板连接件5上设有和齿轮6的毂相匹配的开孔51，同时设置有螺纹孔，通过紧定螺钉将第二成像板连接件5固定在主体结构1直管部分上。
27.如图6所示，本发明的射线机连接件8中间设有螺栓孔，用以固定脉冲射线机9；两侧圆管设置有螺纹孔，通过紧定螺钉将射线机连接件8固定在主体结构1直管部分上；使得射线机连接件8不仅可以固定脉冲射线机9、调整位置，还可以充当主体结构1的横担，以增加结构稳定性，检测时，所述脉冲射线机6位于成像板保护组件2下方，采用垂直透照布置形式。
28.如图7所示，在检测单分裂导线或多分裂导线上方耐张线夹时，拆除传动机构7；上下调整成像板保护组件2的位置，使主体结构1的挂钩挂载在导线或耐张线夹上时，成像板保护组件2在第一成像板连接件3上扭转弹簧和限位装置的作用下保持水平状态，紧贴耐张线夹待检部位；调整脉冲射线机9的位置，使射线窗口与下方导线平齐或略高，可以避免两个线夹重叠投影；主体结构1将待检测耐张线夹和脉冲射线机9分隔在两侧，有效避免脉冲射线机9卡在导线之间；通过多旋翼无人机将整套装置挂载在导线或耐张线夹上，远程遥控开启射线机和数字成像板，即可完成检测工作。
29.检测垂直分布双分裂导线、四分裂导线耐张线夹压接质量，检测四分裂导线耐张线夹时可以拆分成两个垂直分布双分裂导线来考虑，此处以垂直分布双分裂导线耐线夹检测来举例说明；检测实施前应先确认多分裂导线间距，然后实时调整成像板保护组件2和脉冲射线机9的位置，以适应不同类型导线检测需求，且脉冲射线机9垂直于成像板保护组件2，采用垂直透照方式。
30.检测下方导线耐张线夹时，有以下两种工作方式，工作方式1采用传动机构7和齿轮6控制成像板保护组件2的转动；工作方式2为拆除传动机构7后，装置结构如图8所示，依靠成像板保护组件2与上方导线触碰方式实现转动，在第一成像板连接件3上扭转弹簧和限位装置作用下使成像板保护组件2回到水平状态。
31.工作方式1的流程为：首先根据导线间距调整成像板保护组件2和脉冲射线机9的位置，通过齿轮6调整成像板保护组件2至竖直状态或近似竖直状态，随后将传动机构7通过螺栓与主体结构1上部横担连接；由于传动机构7的支撑弹簧所提供的支撑力大于第一成像板连接件3上设置的扭转弹簧提供的扭力，成像板保护组件2会保持和主体结构1直管部分平行或近似平行的状态；通过柔性绳索将主体结构1的挂耳和多旋翼无人机连接，随后将整套装置运送至导线处，将主体结构1直管部分紧贴导线，挂钩高于上方导线，随后缓慢降低无人机高度，传动机构7会和导线或耐张线夹接触；继续下降无人机高度，与无人机连接的柔性绳索不再承力，由于传动机构7的弹簧所提供的支撑力小于整套装置的重力，传动机构7的弹簧会在装置自身重力作用下被压缩，带动齿条向上方运动，与之配合的齿轮6会随之转动，带动成像板保护组件2转动；通过对带弹簧齿条7的弹簧压缩量控制以及限位装置的限位，使齿轮6只能转动90度，即实现成像板保护组件2从竖直状态转到水平状态；完成检测后，操作无人机脱离导线流程和挂载的流程相反，随着无人机高度上升，带弹簧齿条7的弹簧从压缩状态变成伸长状态，控制成像板保护组件2从水平状态回到竖直状态，实现整套装置脱离导线。
32.工作方式2的流程为：不安装或拆除传动机构7，根据导线间距调整成像板保护组件2和脉冲射线机9的位置，成像板保护组件2会在第一成像板连接件3设置的扭转弹簧和限
位装置作用下保持水平状态，即成像板保护组件2与主体结构1的直管部分垂直；通过柔性绳索将主体结构1的挂耳和多旋翼无人机连接，随后将整套装置运送至导线处，将主体结构1直管部分紧贴导线，成像板保护组件2高于上方导线a；随着缓慢下降无人机高度，成像板保护组件2触碰到上方导线a或耐张线夹，在滚动轴承4作用下成像板保护组件2转动以绕过导线；接着，无人机继续下降高度，成像板保护组件2绕过上方导线a后会在第一成像板连接件3的扭转弹簧和限位结构作用下回到水平状态，接着，无人机继续下降高度，主体结构1的挂钩挂载在上方耐张线夹处，成像板保护组件2紧贴下方导线b或耐张线夹待检测部位，最后，完成检测工作后操作无人机脱离导线。
33.本发明涉及的一种耐张线夹无人机射线检测装置，根据检测对象不同可以选择不同工作方式，其通用的使用方法为：（1）根据检测对象选择工作方式，首先组装好装置，双分裂、四分裂等导线应先确定上下导线间距。（2）根据待检测线夹的结构型式、尺寸等调整成像板保护组件2和脉冲射线机9的位置。（3）将整套检测装置放置在地面上，主体结构1的挂钩开口朝下。（4）多旋翼无人机放在挂载装置前方地面上，通过柔性绳索与主体结构1上方挂耳连接。（5）启动多旋翼无人机，将整套装置升空吊起，运载至耐张线夹处，将主体结构1的挂钩挂载在上方导线耐张线夹处。（6）确认成像板保护组件2是否紧贴耐张线夹待检测部位。（7）远程遥控开启脉冲射线机和数字射线成像板，获取检测结果。（8）升高多旋翼无人机，使主体结构1的挂钩从耐张线夹处脱离，并将挂载装置送回地面。（9）多旋翼无人机降落过程中，整套装置平稳落在地面上，无人机降落在挂载装置前方，完成作业。
34.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。