CN107543573B - 舞动校准装置的同步转动机构 - Google Patents

Abstract

本发明为一种舞动校准装置的同步转动机构包括转盘、中心齿轮、仪器安装支架、支架端齿轮及齿轮传动装置。转盘中心固定有驱动轴，中心齿轮固定在基座上，驱动轴能相对中心齿轮转动。仪器安装支架沿着径向方向设置在转盘上并能相对转盘转动；仪器安装支架的转动轴与驱动轴平行设置。支架端齿轮与仪器安装支架的转动轴同轴设置并同步转动。齿轮传动装置同时与中心齿轮、支架端齿轮啮合，用于将驱动轴的转动传递到仪器安装支架，使仪器安装支架的转速与驱动轴相同、转向与驱动轴相反。本发明实现了舞动校准装置对监测仪采集数据准确性的有效检测和校准，保证了数据输出的同步性，可精确监测舞动状况，及时发布预警信号，有效提高线路运行安全性。

Description

舞动校准装置的同步转动机构

技术领域

本发明涉及输电设备状态监测技术领域，尤其涉及一种舞动校准装置的同步转动机构。

背景技术

近年来我国气候变化问题日益突出，高压架空输电线路舞动事故频繁发生，对电网的安全可靠运行造成了严重的危害。输电线路舞动具有产生机理复杂、治理难度大和破坏力强等特点，己成为国际公认的输电线路领域的难题。监测输电线路的舞动，可以有效完成舞动预警以便工作人员及时做出应对措施，减少线路舞动造成的经济损失，为舞动的实际研究提供宝贵的现场资料。

目前，在了解输电线路舞动产生机理的基础上，国内外研究人员利用远程通讯技术和计算机技术已经研制出各种类型的舞动监测仪，并逐步投入到输电线路导地线舞动监测系统的使用中。然而，在监测过程中，由于目前监测系统的结构不完善、监测仪安装位置不合理和舞动仿真技术不科学等原因，监测仪采集的数据存在准确度参差不齐的现象。这种现象导致无法对输电线路的舞动状况进行精确监测，预警信号无法及时发布，从而错失了最佳预防时间。因此，对监测仪准确度进行检测尤为重要。

当前常用的检测方法是利用加速度传感器测量输电线路导地线舞动振幅和舞动角度来监测线路舞动，对监测仪采集数据进行处理，可实现在舞动振幅超过警戒值时发出预警。此方法在相关文献中已进行了模拟实验，在室内也达到了方案预计的效果，但该方法的外部应用环境较为理想化，传感器难以适应安装处的恶劣环境，监测仪检测经验难以全面推广。

由此，本发明人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种舞动校准装置的同步转动机构，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种舞动校准装置的同步转动机构，用于对舞动监测仪准确度进行检测，以解决现有技术中无法广泛有效地对舞动监测仪进行检测和校准的技术问题。

本发明的目的是这样实现的，一种舞动校准装置的同步转动机构，所述舞动校准装置的同步转动机构包括：

转盘，所述转盘中心固定有驱动轴，所述驱动轴用于带动所述转盘同步转动；

中心齿轮，所述中心齿轮固定在基座上，且所述中心齿轮与所述驱动轴同轴设置；所述驱动轴能相对所述中心齿轮转动；

仪器安装支架，所述仪器安装支架沿着径向方向设置在所述转盘上并能相对所述转盘转动；所述仪器安装支架的转动轴与所述驱动轴平行设置；

支架端齿轮，所述支架端齿轮与所述仪器安装支架的转动轴同轴设置，且所述支架端齿轮与所述仪器安装支架同步转动；

齿轮传动装置，所述齿轮传动装置同时与所述中心齿轮、所述支架端齿轮啮合，用于将所述驱动轴的转动传递到所述仪器安装支架，使所述仪器安装支架的转速与所述驱动轴相同、转向与所述驱动轴相反。

在本发明的一较佳实施方式中，所述齿轮传动装置包括：

第一齿轮组，所述第一齿轮组包括第一圆柱齿轮和第二圆柱齿轮，所述第一圆柱齿轮和所述第二圆柱齿轮同轴且同步转动；所述第一圆柱齿轮与所述中心齿轮啮合；

第二齿轮组，所述第二齿轮组包括第三圆柱齿轮和第一圆锥齿轮；所述第三圆柱齿轮和所述第一圆锥齿轮同轴且同步转动；所述第三圆柱齿轮与所述第二圆柱齿轮啮合；

第三齿轮组，所述第三齿轮组包括第二圆锥齿轮和第三圆锥齿轮；所述第二圆锥齿轮和所述第三圆锥齿轮同轴且同步转动；所述第二圆锥齿轮与所述第一圆锥齿轮啮合，所述第三圆锥齿轮与所述支架端齿轮啮合。

在本发明的一较佳实施方式中，所述转盘上固定有与所述驱动轴平行的第一齿轮固定轴和第二齿轮固定轴；所述第一圆柱齿轮和所述第二圆柱齿轮为一体结构，转动设置在所述第一齿轮固定轴上；所述第三圆柱齿轮和所述第一圆锥齿轮为一体结构，转动设置在所述第二齿轮固定轴上。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第二圆锥齿轮和所述第三圆锥齿轮之间通过传动杆连接，分别固定在所述传动杆的两端，所述传动杆与所述转盘平行并沿着所述转盘的径向延伸。

在本发明的一较佳实施方式中，所述转盘上固定设有轴承架，所述传动杆穿设在所述轴承架中通过轴承转动连接。

在本发明的一较佳实施方式中，所述仪器安装支架固定在一安装轴上，所述安装轴转动设置在所述转盘上，所述支架端齿轮同轴固定在所述安装轴上。

在本发明的一较佳实施方式中，所述转盘包括展臂，所述展臂沿着所述转盘的径向方向向外延伸；所述仪器安装支架及所述支架端齿轮位于所述展臂上远离所述驱动轴的一端；所述轴承架固定在所述展臂上。

在本发明的一较佳实施方式中，所述转盘为圆盘形，所述转盘的圆周方向均匀分布有至少两个所述展臂，每个所述展臂上均设有结构相同的所述仪器安装支架、支架端齿轮及所述齿轮传动装置。

在本发明的一较佳实施方式中，所述中心齿轮、所述齿轮传动装置及所述支架端齿轮均位于所述转盘的第一侧；所述仪器安装支架位于所述转盘的第二侧。

由上所述，本发明舞动校准装置的同步转动机构通过一系列转速大小和方向的调整，实现固定安装在支架上的监测仪始终保持着和转盘转速大小相等，方向相反的状态。实现了监测仪和转盘对转速信号的同步接收；实现了对监测仪采集的数据准确性的有效检测和校准，可精确监测舞动状况，及时发布预警信号，有效提高线路运行安全性。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1：为本发明同步转动机构的结构示意图。

图2：为本发明同步转动机构运行时的转动方向示意图。

图3：为本发明同步转动机构的俯视图。

图4：为本发明同步转动机构中第一齿轮组和第二齿轮组的啮合关系图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

如图1所示，本发明提供了一种舞动校准装置的同步转动机构，所述舞动校准装置的同步转动机构包括转盘1、中心齿轮10、仪器安装支架9、支架端齿轮8和齿轮传动装置。该同步转动机构在使用时是竖直设置的，即转盘1位于一个竖直平面内转动，转盘1通常采用圆盘形，也可以采用其它形式，本实施例采用的是圆盘形。所述转盘1的转动中心固定有驱动轴12，该驱动轴12与电机连接并由电机驱动以一定速度和转向进行旋转，所述转盘1在所述驱动轴12的带动下在竖直平面内与驱动轴12同步转动。所述中心齿轮10固定在基座(图中未示出)上，基座是舞动校准装置中的一个固定部件，基座是固定不动的，所述中心齿轮10相对于基座固定，不产生相对转动，所述中心齿轮10还起到支撑作用。所述中心齿轮10与所述驱动轴12同轴设置，所述驱动轴12与所述中心齿轮10之间不固定；即所述驱动轴12能相对所述中心齿轮10转动。本实施例中，驱动轴12穿过中心齿轮10的中心，驱动轴12与中心齿轮10之间可以设置转动轴承。所述仪器安装支架9用来安装被测试的舞动监测仪，所述仪器安装支架9设置在转盘1上与驱动轴12中心间隔一定距离的位置，驱动轴12中心与仪器安装支架9中心的连线与转盘1的径向方向一致，即仪器安装支架9沿着转盘1的径向方向设置在所述转盘1上。仪器安装支架9能相对所述转盘1转动，且所述仪器安装支架9的转动轴与所述驱动轴12平行设置。所述仪器安装支架9在跟随所述转盘1围绕驱动轴12转动的同时，也能够围绕其自身的转动轴转动。所述支架端齿轮8与所述仪器安装支架9的转动轴同轴设置，所述支架端齿轮8与所述仪器安装支架9同步转动。支架端齿轮8用来向仪器安装支架9传递转动信息，支架端齿轮8接收到的转速和转向信息同步传递给仪器安装支架9，从而传递给被检测的舞动监测仪。所述齿轮传动装置的作用是将驱动轴12的转动信息传递到仪器安装支架9上，使仪器安装支架9的转速(本文中的转速均指角速度)与驱动轴12的转速相同、转向相反。所述齿轮传动装置同时与所述中心齿轮10、所述支架端齿轮8啮合。

进一步，根据所述齿轮传动装置实现的功能，可以采用多种齿轮组合的实施方式，如图1和图4所示，本实施例中的所述齿轮传动装置采用了三组齿轮组，包括第一齿轮组、第二齿轮组和第三齿轮组。所述第一齿轮组包括第一圆柱齿轮3和第二圆柱齿轮2，所述第一圆柱齿轮3和所述第二圆柱齿轮2同轴设置，且两者之间同步转动，其转动轴与驱动轴12平行，其中所述第一圆柱齿轮3与所述中心齿轮10啮合。所述第二齿轮组包括第三圆柱齿轮4和第一圆锥齿轮5；所述第三圆柱齿轮4和所述第一圆锥齿轮5同轴设置，且两者之间同步转动，其转动轴同样平行于驱动轴12；其中所述第三圆柱齿轮4与所述第二圆柱齿轮2啮合。所述第三齿轮组包括第二圆锥齿轮6和第三圆锥齿轮7；所述第二圆锥齿轮6和所述第三圆锥齿轮7同轴且同步转动；所述第二圆锥齿轮6与所述第一圆锥齿轮5啮合，所述第三圆锥齿轮7与所述支架端齿轮8啮合。具体的，所述转盘1上固定有与所述驱动轴12平行的第一齿轮固定轴和第二齿轮固定轴；所述第一圆柱齿轮3和所述第二圆柱齿轮2可以采用一体结构设置，也可以采用键连接等方式，只要保证两者同步转动即可，第一圆柱齿轮3和所述第二圆柱齿轮2同轴转动设置在所述第一齿轮固定轴上。同样，所述第三圆柱齿轮4和所述第一圆锥齿轮5可以采用一体结构设置，也可以采用键连接等方式，同轴转动设置在所述第二齿轮固定轴上。所述第二圆锥齿轮6和所述第三圆锥齿轮7之间通过传动杆11连接，即第二圆锥齿轮6和第三圆锥齿轮7分别同轴固定在所述传动杆11的两端，所述传动杆11与所述转盘1平行并沿着所述转盘1的径向延伸。所述传动杆11通过轴承架固定支撑在所述转盘1上，至少两个轴承架沿传动杆11的延伸方向固定在转盘1上，所述传动杆11穿设在所述轴承架中通过轴承与轴承架转动连接。参见图3和图4，第一圆柱齿轮3位于第二圆柱齿轮2的上方，更靠近转盘1。第一圆锥齿轮5位于第三圆柱齿轮4的下方。第二圆锥齿轮6的上部与第一圆锥齿轮5的右部啮合，支架端齿轮8也为一个圆锥齿轮，第三圆锥齿轮7的上部与支架端齿轮8的右部啮合。

如图2所示，图中箭头指示的方向为齿轮的转动方向，本发明同步转动机构的运转过程为，在电机的驱动下，驱动轴12带动转盘1在竖直平面内围绕驱动轴12的中心线旋转，由于中心齿轮10固定在基座上，不会随转盘1一起转动，用来支撑第一圆柱齿轮3的转动。转盘1的转动带动设置在转盘1上的第一圆柱齿轮3和第二圆柱齿轮2围绕中心齿轮10做圆周运动，而第一圆柱齿轮3与中心齿轮10啮合使得第一圆柱齿轮3同时产生自转，第二圆柱齿轮2与第一圆柱齿轮3同步转动。第一圆柱齿轮3和第二圆柱齿轮2转动的方向与转盘1转动的方向相同。第二圆柱齿轮2带动第三圆柱齿轮4和第一圆锥齿轮5转动，第三圆柱齿轮4和第一圆锥齿轮5的转动方向与第一圆柱齿轮3和第二圆柱齿轮2的转动方向相反。第一圆锥齿轮5带动第二圆锥齿轮6和第三圆锥齿轮7转动，第二圆锥齿轮6、第三圆锥齿轮7与第一圆锥齿轮5、支架端齿轮8之间的啮合方式使得支架端齿轮8的转动方向与第一圆锥齿轮5的转动方向相同，与支架端齿轮8同步转动的仪器安装支架9与转盘1的转动方向相反。根据转盘1的转速，通过计算设计各个齿轮之间的传动比，使仪器安装支架9的转速与转盘1的转速相等。将舞动校准装置此时的转速信号经速度和频率关系公式计算，转换成频率信号作为标准值，以舞动监测仪采集的实时频率信号作为显示值，对比标准值和显示值，根据检验规范判断舞动监测仪采集数据的准确性。

输电线路舞动是产生于低频率(0.1～3.0)Hz、大振幅(约为导线直径的20～300倍)下的自激振动。为了使得舞动监测仪可采集到不同频率值，以实现对不同频率的检测，电机可输出不同转速来驱动本发明同步转动机构运行，从而使得舞动监测仪可采集到一系列不同频率值。对于频率下限(比如0.1Hz)等特定值，需要有效调整电机，转盘1以较高的转速实现，为保证本发明的安全性和延长使用寿命，应采取传动比较大的齿轮副运行方式无干扰地传递转动。具体的，中心齿轮10与第一圆柱齿轮3之间的传动比小于1；支架端齿轮8与第三圆锥齿轮7之间的传动比小于1。为使本发明各级齿轮传动使用寿命接近，高转速宜采用较大的传动比，按等强度的原则进行设计，对减少各级大齿轮的直径差、减小传动的外廓尺寸、减轻质量、改善润滑条件等方面都是有利的。

进一步，本实施例中的所述转盘1还包括展臂13，展臂13与转盘1一体形成，所述展臂13沿着所述转盘1的径向方向向外延伸。所述仪器安装支架9及所述支架端齿轮8位于所述展臂13上远离所述驱动轴12的一端；所述轴承架固定在所述展臂13上。为了提高舞动校准装置的检测效率，所述转盘1的圆周方向均匀设置6套相同的结构，即设置的每套结构中包括仪器安装支架9、支架端齿轮8以及齿轮传动装置。如果转盘1包括展臂13，即沿圆周方向设置6个展臂13，每个所述展臂13上均设有结构相同的所述仪器安装支架9、支架端齿轮8及所述齿轮传动装置。这样可以同时安装并测量6个等振幅输电线路舞动监测仪，实现了整套装置高效合理的使用。所述均匀分布的设计技术为现有，本申请中不再详细介绍。具体的，图3中转盘1的下侧为第一侧，转盘1的上侧为第二侧，所述中心齿轮10、所述齿轮传动装置及所述支架端齿轮8均位于所述转盘1的第一侧。所述仪器安装支架9位于所述转盘1的第二侧，仪器安装支架9的转动轴穿过转盘1或展臂13，支架端齿轮8设置在转盘1的第一侧。

在上述实施例中，为了及时发布输电线路舞动过载预警，争取宝贵的预防措施实施时间，提高舞动监测仪采集数据的准确性，本发明舞动校准装置的同步转动结构实现了舞动监测仪频率的可调和监测，达到了有效校准被检舞动监测仪实际频率值的目的。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种舞动校准装置的同步转动机构，其特征在于，所述舞动校准装置的同步转动机构包括：

转盘，所述转盘中心固定有驱动轴，所述驱动轴用于带动所述转盘同步转动；

中心齿轮，所述中心齿轮固定在基座上，且所述中心齿轮与所述驱动轴同轴设置；所述驱动轴能相对所述中心齿轮转动；

仪器安装支架，所述仪器安装支架沿着径向方向设置在所述转盘上并能相对所述转盘转动；所述仪器安装支架的转动轴与所述驱动轴平行设置；

支架端齿轮，所述支架端齿轮与所述仪器安装支架的转动轴同轴设置，且所述支架端齿轮与所述仪器安装支架同步转动；

齿轮传动装置，所述齿轮传动装置同时与所述中心齿轮、所述支架端齿轮啮合，用于将所述驱动轴的转动传递到所述仪器安装支架，使所述仪器安装支架的转速与所述驱动轴相同、转向与所述驱动轴相反；

其中，所述仪器安装支架固定在一安装轴上，所述安装轴转动设置在所述转盘上，所述支架端齿轮同轴固定在所述安装轴上；

所述齿轮传动装置包括：

第一齿轮组，所述第一齿轮组包括第一圆柱齿轮和第二圆柱齿轮，所述第一圆柱齿轮和所述第二圆柱齿轮同轴且同步转动；所述第一圆柱齿轮与所述中心齿轮啮合；

第二齿轮组，所述第二齿轮组包括第三圆柱齿轮和第一圆锥齿轮；所述第三圆柱齿轮和所述第一圆锥齿轮同轴且同步转动；所述第三圆柱齿轮与所述第二圆柱齿轮啮合；

第三齿轮组，所述第三齿轮组包括第二圆锥齿轮和第三圆锥齿轮；所述第二圆锥齿轮和所述第三圆锥齿轮同轴且同步转动；所述第二圆锥齿轮与所述第一圆锥齿轮啮合，所述第三圆锥齿轮与所述支架端齿轮啮合。

2.如权利要求1所述的舞动校准装置的同步转动机构，其特征在于，所述转盘上固定有与所述驱动轴平行的第一齿轮固定轴和第二齿轮固定轴；所述第一圆柱齿轮和所述第二圆柱齿轮为一体结构，转动设置在所述第一齿轮固定轴上；所述第三圆柱齿轮和所述第一圆锥齿轮为一体结构，转动设置在所述第二齿轮固定轴上。

3.如权利要求2所述的舞动校准装置的同步转动机构，其特征在于，所述第二圆锥齿轮和所述第三圆锥齿轮之间通过传动杆连接，分别固定在所述传动杆的两端，所述传动杆与所述转盘平行并沿着所述转盘的径向延伸。

4.如权利要求3所述的舞动校准装置的同步转动机构，其特征在于，所述转盘上固定设有轴承架，所述传动杆穿设在所述轴承架中通过轴承转动连接。

5.如权利要求4所述的舞动校准装置的同步转动机构，其特征在于，所述转盘包括展臂，所述展臂沿着所述转盘的径向方向向外延伸；所述仪器安装支架及所述支架端齿轮位于所述展臂上远离所述驱动轴的一端；所述轴承架固定在所述展臂上。

6.如权利要求5所述的舞动校准装置的同步转动机构，其特征在于，所述转盘为圆盘形，所述转盘的圆周方向均匀分布有至少两个所述展臂，每个所述展臂上均设有结构相同的所述仪器安装支架、支架端齿轮及所述齿轮传动装置。

7.如权利要求1至6中任一项所述的舞动校准装置的同步转动机构，其特征在于，所述中心齿轮、所述齿轮传动装置及所述支架端齿轮均位于所述转盘的第一侧；所述仪器安装支架位于所述转盘的第二侧。