CN112798238A - 一种槽楔松紧度自动检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种槽楔松紧度自动检测装置，属于发电机定子膛内智能检测技术领域。包括外周框架结构、激振器机构和声压传感器；外周框架结构的内部设有激振器机构和声压传感器；激振器机构的一侧设有声压传感器。本发明装置属于大型发电机定子膛内智能检测系统的一部分，采用可快速更换的结构安装于超薄型爬壁机器人，可以在不抽出发电机转子的情况下随超薄型爬壁机器人进入电机定子膛内，也可以通过连接结构，实现手持或搭载于其他装置上；通过装置内置的微型激振器按设定频率敲击定子槽楔，内置声音传感器通过采集分析定子槽楔的声音信号判断槽楔的松、紧程度。

Description

一种槽楔松紧度自动检测装置

技术领域

本发明涉及一种槽楔松紧度自动检测装置，属于发电机定子膛内智能检测技术领域。

背景技术

在电力行业中，电站设备通常使用年限都比较长。大型发电机组在长期运行中由于老化、振动、磨损等原因导致定子槽楔松动、绝缘损坏和铁心磨损。槽楔松动使槽楔下原本压紧的定子线棒产生松动，进而导致定子线棒在电磁力的作用下产生电磁振动，从而加剧定子线棒绝缘的机械磨损，并出现槽内放电。这些都会加速线棒绝缘的老化，威胁发电机的安全运行，甚至导致电机运行事故。因此，定期对发电机定子膛内部的槽楔松紧状态、绝缘状态和铁心磨损情况进行检测对电机正常运行具有重要意义。

由于发电机定转子间隙小，传统的槽楔松紧度检测设备体积大，所以传统的检测方法需要抽出发电机转子，由有经验的人员携带检测设备进入发电机内部手动敲击槽楔。且由于缺乏定量的检测设备，传统的检测方法需要由有经验的人员在敲击的同时通过用人耳听取声音的手段来判定槽楔的松紧程度。

传统检测方法在检测前，因需要抽出发电机转子而耗费大量的人力物力，并且检测周期长，检修期间因停产造成的损失较大。且传统检测方法缺乏客观性，无法定量分析槽楔松紧程度，亦无法保留可重复查询的数据记录。

发明内容

本发明的目的是为解决如何方便快捷的自动检测槽楔松紧度的技术问题。

为达到解决上述问题的目的，本发明所采取的技术方案是提供一种槽楔松紧度自动检测装置，包括外周框架结构、激振器机构和声压传感器；外周框架结构的内部设有激振器机构和声压传感器；激振器机构的一侧设有声压传感器。

优选地，所述外周框架结构包括快速安装挡边、上下隔音盖板和左右敲击机构支撑骨架；快速安装挡边一侧的两端分别连接左右敲击机构支撑骨架；快速安装挡边和左右敲击机构支撑骨架的上下端面分别设有上下隔音盖板。

优选地，所述激振器机构包括激振器机构的支撑骨架结构和敲击传动机构；激振器机构的支撑骨架结构内部设有敲击传动机构。

优选地，所述激振器机构的支撑骨架结构包括激振器安装板、导音板和激振器限位板；所述快速安装挡边和激振器限位板之间设有激振器安装板和导音板；所述快速安装挡边一侧的两端分别连接激振器安装板和导音板的一端，激振器限位板一侧的两端分别连接激振器安装板和导音板的另一端；激振器安装板和导音板之间设有敲击传动机构。

优选地，所述敲击传动机构包括敲击动力源、连接件、运动连接杠杆和敲击头；敲击动力源通过连接件与运动连接杠杆的一端连接，运动连接杠杆的另一端设有敲击头。

优选地，所述导音板靠近敲击头的一侧设有导音用的通孔。

优选地，所述导音板远离敲击头的一侧设有传感器调节机构，传感器调节机构中穿设有声压传感器。

本发明还提供一种发电机定子膛内检测超薄型爬壁机器人；包括摄像模块、前端支撑横梁、动力驱动模块、中部纵梁、尾部支撑横梁、机构状态观测摄像模块、槽楔松紧度自动检测装置、尾部把手和集线盒；检测超薄型爬壁机器人依次设有前端支撑横梁、中部纵梁、尾部支撑横梁、槽楔松紧度自动检测装置和尾部把手；前端支撑横梁和尾部支撑横梁之间设有中部纵梁，尾部支撑横梁通过槽楔松紧度自动检测装置与尾部把手连接；前端支撑横梁上设有摄像模块，中部纵梁上设有动力驱动模块；尾部支撑横梁上设有机构状态观测摄像模块，尾部把手上设有集线盒。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1.本发明提供一种槽楔松紧度自动检测装置。槽楔松紧度自动检测装置搭载在发电机爬壁机器人上，超薄的设计使其在不抽出发电机转子的工况下就能检测槽楔松紧度，配备智能音频采集与分析系统使其能够客观的判断检测结果，且高效的保留检测数据。也可以通过连接接口，改成手持式或搭载于其他装置上。

2.应用本发明，可以在不抽发电机转子的情况下随超薄爬壁机器人进入发电机定子膛内部进行槽楔松紧度检测，可有效的减少设备停机时间，降低设备拆装损坏率，降低检测人员工作强度，具有较高的检测效率和检测经济性。对于发电机日常运行维护，预防发电机组发生大的停机事故具有重要意义。

3.本发明使用槽楔松紧度自动检测装置可实现槽楔松紧度的定量检测。检测结果真实客观，数据记录可保留，历史记录可查询、追溯。

4.本发明使用脉冲激振器激励敲击机构，用于对待测槽楔板产生一个稳定的敲击脉冲。保证每次的脉冲敲击力度一致，作用时间一致。以获得在激励源一定的激振条件下，待检槽楔具有稳定的反馈信号。

5.本发明可以通过传感器调节机构调节声音传感器与敲击头的距离，使其达到最佳的信号接受状态。同时在敲击头和声压传感器中间的导音板设置导音孔对声音进行引导，使敲击出的声音信号尽可能多的通过导音孔传递至声压传感器，保证采集的声音信号不失真。

6.本发明在敲击机构的上下方使用隔音板将激振器和声压传感器封装在密闭的空间内。既隔绝外部噪音，又阻碍敲击声音的扩散，增大检测的准确度。

7.本发明在非工作状态时，敲击机构处于收缩状态，隐藏在敲击机构的安装骨架内部，从而降低了系统整体厚度，使其更适用于在发电机定、转子间狭窄的空间工作。

附图说明

图1是本发明发电机定子膛内检测超薄型爬壁机器人的顶部视图。展示了槽楔松紧度检测模块与超薄爬壁机器人的安装组合形式；

图2是本发明发电机定子膛内检测超薄型爬壁机器人框架结构的顶部视图。展示了爬壁机器人的框架结构及各部分模块。包括头部摄像模块、驱动模块及槽楔松紧度检测模块；

图3是本发明一种槽楔松紧度自动检测装置整体结构图，展示了槽楔松紧度自动检测装置的主要组成部分；

图4是槽楔松紧度自动检测装置的爆炸视图；

图5是处于收缩状态的槽楔松紧度自动检测装置的正面视图；

图6是处于收缩状态的槽楔松紧度自动检测装置的侧面视图；

图7是处于弹出状态的槽楔松紧度自动检测装置的正面视图；

图8是处于弹出状态的槽楔松紧度自动检测装置的侧面视图。

具体实施方式

为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下：

如图1-8所示，本发明提供一种槽楔松紧度自动检测装置，包括外周框架结构、激振器机构16和声压传感器39；外周框架结构的内部设有激振器机构16和声压传感器39；激振器机构16的一侧设有声压传感器39。外周框架结构包括快速安装挡边4、上下隔音盖板15和左右敲击机构支撑骨架19、35；快速安装挡边4一侧的两端分别连接左右敲击机构支撑骨架19、35；快速安装挡边4和左右敲击机构支撑骨架19、35的上下端面分别设有上下隔音盖板15。激振器机构16包括激振器机构的支撑骨架结构和敲击传动机构；激振器机构的支撑骨架结构内部设有敲击传动机构。激振器机构16的支撑骨架结构包括激振器安装板29、导音板17和激振器限位板28；快速安装挡边4和激振器限位板28之间设有激振器安装板29和导音板17；快速安装挡边4一侧的两端分别连接激振器安装板29和导音板17的一端，激振器限位板28一侧的两端分别连接激振器安装板29和导音板17的另一端；激振器安装板29和导音板17之间设有敲击传动机构。敲击传动机构包括敲击动力源40、连接件31、运动连接杠杆32和敲击头38；敲击动力源40通过连接件31与运动连接杠杆32的一端连接，运动连接杠杆32的另一端设有敲击头38。导音板17靠近敲击头38的一侧设有导音用的通孔。导音板17远离敲击头38的一侧设有传感器调节机构18，传感器调节机构18中穿设有声压传感器39。

本发明提供一种发电机定子膛内检测超薄型爬壁机器人；包括摄像模块1、前端支撑横梁2、动力驱动模块6和7、中部纵梁8、尾部支撑横梁3、机构状态观测摄像模块10、槽楔松紧度自动检测装置5、尾部把手11和集线盒12；检测超薄型爬壁机器人依次设有前端支撑横梁2、中部纵梁8、尾部支撑横梁3、槽楔松紧度自动检测装置5和尾部把手11；前端支撑横梁2和尾部支撑横梁3之间设有中部纵梁8，尾部支撑横梁3通过槽楔松紧度自动检测装置5与尾部把手11连接；前端支撑横梁2上设有摄像模块1，中部纵梁8上设有动力驱动模块6、7；尾部支撑横梁3上设有机构状态观测摄像模块10，尾部把手11上设有集线盒12。

参照图1和图2，作为发电机槽楔松紧度自动检测装置的载体，超薄型爬壁机器人整体由头部摄像模块1，前端支撑横梁2，动力驱动模块6、7，中部纵梁8，尾部支撑横梁3，机构状态观测摄像模块10，槽楔松紧度自动检测装置5，尾部把手11和集线盒12组成。整体爬壁机器人采用模块化设计，各模块均可单独拆分组合。便于安装和更换各模块及零部件，同时可根据需求更换不同的检测传感器进行不同范畴的作业。

为了更好的理解本发明的结构构造，附图3和附图4展示了槽楔松紧度自动检测装置的爆炸视图。槽楔松紧度自动检测装置整体由快速安装挡边4、上下隔音盖板15，激振器机构16，声压传感器39，传感器调节机构18及敲击机构支撑骨架19、35组成。

参照附图4，快速安装挡边4位于装置前端，该机构用于将槽楔松紧度检测装置安装固定于超薄型爬壁机器人本体上。快速安装挡边4使用两个紧固件20与超薄爬壁机器人尾部支撑横梁3连接固定。快速安装挡边4中部的凹槽33是用于超薄爬壁机器人尾部摄像头观察激振器机构工作状态的观察口。激振器机构16由激振器机构支撑骨架、脉冲激振器和敲击传动机构组成。激振器机构支撑骨架由激振器安装板29、导音板17和激振器限位板28组成。激振器安装板29和导音板17的一端各通过两个紧固件20固定在检测装置快速安装挡边4的卡槽内，导音板17前端靠近敲击头38的位置开有导音孔30，用于将敲击的声音传递至声压传感器39，使敲击出的声音信号尽可能多的通过导音孔30传递至声压传感器39，保证采集的声音信号不失真。激振器限位板28使用紧固件20固定于激振器安装板29和导音板17的另一端。敲击动力源40通过三个紧固件20固定在激振器安装板29上。敲击传动机构由连接件31、转轴42、轴套44、轴销43、运动连接杆32和敲击头38组成。连接件31的一端连接在敲击动力源40的中心轴的一端，另一端通过轴销43连接。轴销43穿过运动连接杠杆32尾部的腰型孔，可在腰型孔内滑动。转轴42两端使用紧固件20固定于激振器安装板29和导音板17上。运动连接杠杆32位于敲击动力源40前端，通过轴套44安装在转轴42上。在敲击动力源40的推动下，推力通过连接件31传递到轴销43上，由于运动连接杠杆32上的腰型孔独特的角度设计，使得运动连接杠杆32在轴销43的推动下可绕转轴42旋转一定的弧度。敲击头38使用集成于运动连接杠杆32的端部。在运动连接杠杆32旋转一定弧度时，敲击头38随之敲击槽楔。实际检测时可根据所测发电机的槽楔深度调整敲击头长度。传感器调节机构18安装在导音板17的卡槽内。声压传感器39安装在传感器调节机构18中心的开口孔34中，通过两个紧固件20紧固。由于声压传感器39需要与敲击头38的敲击点保持合适的距离才能达到最佳的信号接收状态，通过传感器调节机构18可以调节声压传感器39与敲击头38之间的距离，使声压传感器39达到最佳信号接收状态。敲击机构支撑骨架19、35分别位于激振器安装板29与导音板17的外侧。使用紧固件20固定于快速安装挡边4上。敲击机构支撑骨架用于支撑和加固激振器机构支撑骨架，同时保护声压传感器39免受外部撞击。敲击机构支撑骨架19、35的后端与超薄型爬壁机器人的尾部把手11连接。上下隔音盖板15采用隔音材质制成，覆盖于整个槽楔松紧度自动检测装置的上下表面，与敲击机构支撑骨架19、35组成一个密闭的空腔。既可以防止敲击槽楔反馈的有效声音信号扩散，又能对外部噪音信号进行屏蔽，提高系统检测的准确性。

参照附图5、附图6、附图7、附图8，为降低槽楔松紧度自动检测装置的整体厚度，本实施例的敲击动力源40和与之连接的敲击传动机构在未工作时处于收缩状态，隐藏在激振器机构支撑骨架内部，当收到敲击信号时，敲击头38弹出，在脉冲信号驱动下，按照设定的频率敲击槽楔。一次检测结束，敲击机构恢复收缩状态，槽楔松紧度自动检测装置随超薄型爬壁机器人移动至下一工作点，循环往复。

本发明提供一种槽楔松紧度自动检测装置。槽楔松紧度自动检测装置搭载在发电机爬壁机器人上，超薄的设计使其在不抽出发电机转子的工况下就能检测槽楔松紧度，配备智能音频采集与分析系统使其能够客观的判断检测结果，且高效的保留检测数据。也可以通过连接接口，改成手持式或搭载于其他装置上。自动检测装置包含激振器机构和声压传感器；激振器机构由敲击动力源和敲击头组成。电能通过敲击动力源转换成机械能，该机械能传递到敲击头，使敲击头敲击槽楔，产生敲击声。声压传感器固定在激振器机构附近，将激振器机构引起的敲击声转换为电信号并输出到槽楔松紧度自动检测装置外部的信号分析系统。

本发明将激振器机构与声压传感器集成，形成具有超薄特点的槽楔松紧度自动检测装置。电能输入激振器机构转换成机械能，通过激振器机构中的敲击头释放机械能。敲击头敲击待检测的槽楔，发出敲击声。因槽楔的松紧度不同会导致所敲击出的音质不同，这些声音信号被同在槽楔松紧度自动检测装置中的声压传感器拾取，并转换成电信号传输到信号分析系统。借助信号分析系统可以检测出所敲槽楔的松紧状态，从而实现槽楔松紧度的自动检测。

为降低槽楔松紧度自动检测装置的整体厚度，脉冲激振器和与之连接的敲击传动机构在未工作时处于收缩状态，隐藏在所述激振器机构支撑骨架内部，当收到敲击信号时，所述敲击头弹出，在脉冲信号驱动下，按照设定的频率敲击槽楔。一次检测结束，所述敲击传动机构恢复收缩状态，槽楔松紧度自动检测装置随超薄型爬壁机器人移动至下一工作点，循环往复。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明任何形式上和实质上的限制，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还将可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。凡熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，当可利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对上述实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种槽楔松紧度自动检测装置，其特征在于：包括外周框架结构、激振器机构和声压传感器；外周框架结构的内部设有激振器机构和声压传感器；激振器机构的一侧设有声压传感器。

2.如权利要求1所述的一种槽楔松紧度自动检测装置，其特征在于：所述外周框架结构包括快速安装挡边、上下隔音盖板和左右敲击机构支撑骨架；快速安装挡边一侧的两端分别连接左右敲击机构支撑骨架；快速安装挡边和左右敲击机构支撑骨架的上下端面分别设有上下隔音盖板。

3.如权利要求2所述的一种槽楔松紧度自动检测装置，其特征在于：所述激振器机构包括激振器机构的支撑骨架结构和敲击传动机构；激振器机构的支撑骨架结构内部设有敲击传动机构。

4.如权利要求3所述的一种槽楔松紧度自动检测装置，其特征在于：所述激振器机构的支撑骨架结构包括激振器安装板、导音板和激振器限位板；所述快速安装挡边和激振器限位板之间设有激振器安装板和导音板；所述快速安装挡边一侧的两端分别连接激振器安装板和导音板的一端，激振器限位板一侧的两端分别连接激振器安装板和导音板的另一端；激振器安装板和导音板之间设有敲击传动机构。

5.如权利要求4所述的一种槽楔松紧度自动检测装置，其特征在于：所述敲击传动机构包括敲击动力源、连接件、运动连接杠杆和敲击头；敲击动力源通过连接件与运动连接杠杆的一端连接，运动连接杠杆的另一端设有敲击头。

6.如权利要求5所述的一种槽楔松紧度自动检测装置，其特征在于：所述导音板靠近敲击头的一侧设有导音用的通孔。

7.如权利要求6所述的一种槽楔松紧度自动检测装置，其特征在于：所述导音板远离敲击头的一侧设有传感器调节机构，传感器调节机构中穿设有声压传感器。

8.一种发电机定子膛内检测超薄型爬壁机器人；其特征在于：包括摄像模块、前端支撑横梁、动力驱动模块、中部纵梁、尾部支撑横梁、机构状态观测摄像模块、槽楔松紧度自动检测装置、尾部把手和集线盒；检测超薄型爬壁机器人依次设有前端支撑横梁、中部纵梁、尾部支撑横梁、槽楔松紧度自动检测装置和尾部把手；前端支撑横梁和尾部支撑横梁之间设有中部纵梁，尾部支撑横梁通过槽楔松紧度自动检测装置与尾部把手连接；前端支撑横梁上设有摄像模块，中部纵梁上设有动力驱动模块；尾部支撑横梁上设有机构状态观测摄像模块，尾部把手上设有集线盒。

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