CN112952710B - 一种智能导线防震锤 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种智能导线防震锤，包括检测导线振动频率和幅度并输出信号的主控单元、电连接于主控单元且受主控单元输出信号控制以降低导线振动幅度的机械振动调谐单元，所述机械振动调谐单元包括连接于导线的外壳，外壳的相对两侧面均设有阻尼弹性杆，两根阻尼弹性杆相平行，阻尼弹性杆具备较好的弹性，阻尼弹性杆远离外壳一端设有锤体，锤体的振动频率可被调节，具备锤体能够在一定范围内相适应于导线的振动频率，以达到防震的效果。

Description

一种智能导线防震锤

技术领域

本申请涉及导线防震的技术领域，尤其是涉及一种智能导线防震锤。

背景技术

高压导线架设的高度一般较高，所承受的风力较大，同时相邻两个线路杆之间的间距较大，使得导线容易出现较大频率的振动，而导线在长期较大频率的振动下产生多次弯折，容易使得导线产生疲劳破坏，大大影响到导线的使用寿命。

现有导线防震一般均是通过在导线的合适位置处安装防震锤，一般的防震锤包括可拆卸连接于导线的安装块、一一对应分别固定连接于安装块两相对侧面的钢绞线、一一对应分别固定连接于两根钢绞线相远离一端的锤体，钢绞线具备较高的弹性和强度，防震锤的主要工作原理为阻尼效应。

针对上述中的相关技术，发明人认为一般的防震锤的钢绞线位于安装块和锤体之间的长度均为固定，锤体和钢绞线固定点之间的间距为固定，继而使得锤体只能对应于导线的某一个振动频率起到较好的防震效果，存在锤体难以根据实际导线的振动频率做出一定的调整以相适应的缺陷。

发明内容

为了锤体可以根据实际导线的振动频率做出一定的调整以相适应，本申请提供一种智能导线防震锤。

本申请提供的一种智能导线防震锤采用如下的技术方案：

一种智能导线防震锤，包括检测导线振动频率和幅度并输出信号的主控单元、电连接于主控单元且受主控单元输出信号控制以降低导线振动幅度的机械振动调谐单元，所述机械振动调谐单元包括连接于导线的外壳，外壳的相对两侧面均设有阻尼弹性杆，两根阻尼弹性杆相平行，阻尼弹性杆具备较好的弹性，阻尼弹性杆远离外壳一端设有锤体，锤体的振动频率可被调节，所述主控单元包括设于外壳的振动检测元件、与振动检测元件输出端电连接的微控制器、与微控制器输出端电连接的电机驱动单元、分别与微控制器和电机驱动单元连接的储能单元，所述电机驱动单元输出端电连接于机械振动调谐单元，所述外壳的相对两侧面均贯穿开设有阻尼弹性杆孔，两根阻尼弹性杆分别穿设于两个阻尼弹性杆孔，阻尼弹性杆孔内壁和阻尼弹性杆外壁存在最大自由振动间距，阻尼弹性杆远离锤体一端固定连接于外壳内壁，外壳内滑动连接有两块谐振频率调节螺母，两块谐振频率调节螺母分别套接于两根阻尼弹性杆，外壳内设有可带动谐振频率调节螺母沿阻尼弹性杆长度方向移动的驱动装置，所述驱动装置包括转动连接于外壳内壁且螺纹连接于谐振频率调节螺母的螺杆，两块谐振频率调节螺母均对应螺纹连接一根螺杆，两根螺杆的螺纹方向相反，外壳内设有带动两根螺杆同步转动的同步机构，所述同步机构包括一一对应分别同轴固定连接于两根螺杆的螺杆齿轮、转动连接于外壳内壁的驱动杆、同轴固定连接于驱动杆的两个驱动杆端部齿轮、设于外壳内壁的驱动电机、同轴固定连接于驱动电机输出轴的电机齿轮、同轴固定连接于驱动杆且啮合于电机齿轮的驱动杆中间齿轮、设于外壳且控制驱动电机工作的控制组件，两根驱动杆端部齿轮分别啮合于两个螺杆齿轮，两根螺杆螺纹方向相反，驱动电机电连接于电机驱动单元。

通过采用上述技术方案，锤体的振动频率可被调节，使得锤体能够根据不同导线的实际振动频率进行调整，使得在安装外壳时，不需要多次试验多种不同振动频率的阻尼弹性杆和相对应的锤体，也不需要较为频繁的将外壳进行拆卸安装，较为便利，振动检测元件对导线的振动进行检测并将信号送给微控制器，然后微控制器对信号进行分析，再输出信号给电机驱动单元，使得电机驱动单元能够控制机械振动调谐单元做出相应的运作，同时储能单元为微控制器和电机驱动单元的工作提供足够的能源，谐振频率调节螺母沿阻尼弹性杆的长度方向移动，继而使得锤体和频率调节块之间的夹具发生改变，使得阻尼弹性杆能够随同导线而一并进行振动的部分的长度发生改变，以使得锤体的振动能够更好地适应于导线一定范围内不同的振动频率，继而更好起到导线防震的效果，螺杆转动以带动谐振频率调节螺母沿阻尼弹性杆的长度方向移动，继而使得谐振频率调节螺母可以稳定移动，同时也使得谐振频率调节螺母在螺杆不转动的情况下不易随意移动，一个驱动电机转动带动驱动杆转动，然后驱动杆带动两根螺杆同步同向转动，使得两根螺杆带动各自相对应的谐振频率调节螺母相向移动，继而使得两块锤块和各自相对应的谐振频率调节螺母的间距相较为一致，不易发生较大的改变，继而使得两个锤体的振动频率相较为一致，使得两个锤体能够更好的起到对导线的防震。

可选的，两根所述阻尼弹性杆在同一水平面内且相错位，驱动杆端部齿轮轴线和螺杆齿轮轴线位于同一水平面内，两个螺杆齿轮分别位于两根螺杆相远离的端部。

通过采用上述技术方案，使得谐振频率调节螺母在导线盒内可移动的长度范围变大，继而使得锤体能够相适应的导线振动频率范围也变大。

可选的，两根所述阻尼弹性杆在同一竖直面内且相错位，驱动杆端部齿轮轴线和螺杆齿轮轴线位于同一竖直面内，两个螺杆齿轮分别位于两根螺杆相远离的端部。

通过采用上述技术方案，使得谐振频率调节螺母在导线盒内可移动的长度范围变大，继而使得锤体能够相适应的导线振动频率范围也变大。

可选的，两根所述阻尼弹性杆轴线相同，驱动杆端部齿轮轴线和螺杆齿轮轴线位于同一竖直面内，两个螺杆齿轮分别位于两根螺杆相靠近的端部。

通过采用上述技术方案，使得两根阻尼弹性杆相对应一致，继而使得两个锤体的振动面相同，使得两根锤体的振动不易对导线盒造成一定的剪力，使得导线盒更加不易损坏。

可选的，所述外壳包括内部设置阻尼弹性杆的外壳乙、固定连接于外壳乙朝向导线的侧面的外壳甲、可拆卸连接于外壳甲的取电环块，取电环块和外壳甲相近侧面均开设有导线安装孔。

通过采用上述技术方案，以便将导线对应放置于导线安装孔中，继而使得取电环块和外壳甲之间能够和导线之间相紧密接触，使得外壳乙不易相对于导线进行移动。

可选的，所述外壳乙侧面贯穿开设有外壳乙槽，外壳乙位于外壳乙槽开口处开设有连通于外壳乙槽的太阳能板槽，太阳能板槽可拆卸连接有螺丝板框。

通过采用上述技术方案，将螺丝板框对应于太阳能板槽进行插接，然后再螺丝板框上旋入螺丝，使得太阳能板受到固定，以便太阳能板的定位安装。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

谐振频率调节螺母沿阻尼弹性杆的长度方向移动，继而使得锤体和频率调节块之间的夹具发生改变，使得阻尼弹性杆能够随同导线而一并进行振动的部分的长度发生改变，以使得锤体的振动能够更好地适应于导线一定范围内不同的振动频率，继而更好起到导线防震的效果；

将螺丝板框对应于太阳能板槽进行插接，然后再螺丝板框上旋入螺丝，使得太阳能板受到固定，以便太阳能板的定位安装。

附图说明

图1是本申请中各单元的组成示意图；

图2是本申请实施例一的主体结构示意图；

图3是实施例一中将外壳整体上移用于展示外壳内部机构的爆炸，外壳乙宽度方向一侧面处的部分剖视用于展示外壳乙槽和太阳能板槽的结构示意图；

图4是实施例一中驱动杆设置驱动杆中间齿轮的一侧处的螺杆、驱动杆、阻尼弹性杆的结构示意图；

图5是图3中A处放大图；

图6是实施例二将外壳整体上移用于展示外壳内部机构的爆炸结构示意图；

图7是实施例三将外壳整体上移用于展示外壳内部机构的爆炸结构示意图；

图8是图7中B处放大图。

图中，1、外壳；2、阻尼弹性杆孔；21、螺孔；22、固定端；23、电机安装板；24、支架；25、齿轮槽；3、阻尼弹性杆；31、外壳乙；32、外壳甲；33、取电环块；34、导线安装孔；35、外壳乙槽；37、太阳能板槽；38、螺丝板框；39、阻尼弹性杆滑孔；4、锤体；41、谐振频率调节螺母；42、螺杆；43、螺杆齿轮；44、驱动杆；45、驱动杆端部齿轮；46、驱动电机；47、电机齿轮；48、驱动杆中间齿轮；51、振动检测元件；52、射频通信单元；53、储能单元；54、电机驱动单元；55、机械振动调谐单元；57、微控制器。

具体实施方式

以下结合所有附图对本申请作进一步详细说明。

实施例一：

本申请实施例一公开一种智能导线防震锤，参照图1，包括用于检测导线振动频率和幅度并输出信号的主控单元，主控单元包括振动检测元件51，振动检测元件51为振动传感器，振动传感器由应变片和应变梁组成，用于检测导线的振动频率和振动幅度。振动检测元件51输出端电连接有微控制器57，微控制器57为MCU，用于接受振动检测元件51的输出信号以测量、计算导线的振动频率和振动幅度。微控制器57输出端电连接有电机驱动单元54，电机驱动单元54输出端电连接有机械振动调谐单元55。电机驱动单元54接受微控制器57的命令，驱动机械振动调谐单元55运行以获得合适的谐振频率。机械振动调谐单元55接收电机驱动单元54的输出信号进行运作，以有效降低导线的振动幅度。电机驱动单元54和微控制器57均连接有储能单元53，储能单元53由感应取电线圈、整流二级管、电容、钛酸锂电池以及AC/DC变换器组成，为整个装置提供稳定的工作电源，储能单元53也可以采用太阳能供电装置。另外，微控制器57电连接有射频通信单元52，射频通信单元52由无线电收发信机和天线等组成，使得通过远端后台和移动终端可以对微控制器57进行控制。

参照图2和图3，机械振动调谐单元55包括长度方向平行于导线长度方向的外壳1，外壳1呈水平，外壳1宽度方向两端均安装有一根阻尼弹性杆3，阻尼弹性杆3长度方向平行于外壳1长度方向，阻尼弹性杆3为镀锌钢绞线，两根阻尼弹性杆3在同一水平面内且相错位，两根阻尼弹性杆3背离外壳1一端均固定连接有锤体4。

参照图2和图3，外壳1包括呈水平且内部中空的外壳乙31，外壳乙31长度方向平行于阻尼弹性杆3长度方向，外壳乙31上表面固定连接有呈水平的外壳甲32，外壳甲32长度方向平行于外壳乙31长度方向，外壳甲32上表面开设有长度方向平行于外壳乙31长度方向的导线安装孔34，导线安装孔34贯穿于外壳甲32的两宽度方向竖直侧面，导线安装孔34垂直于外壳甲32长度方向的截面呈半圆形，外壳甲32上表面贴合有取电环块33，取电环块33下表面也开设导线安装孔34，两个导线安装孔34中均粘设橡胶层，导线可对应放入至两个导线安装孔34中并被抵紧，取电环块33背离外壳甲32的侧面呈圆弧形，取电环块33底面四个角处均开设呈竖直的孔洞，以供螺丝穿设，使得取电环块33可以通过旋入螺丝的方式和外壳甲32相紧固连接。

参照图3和图4，外壳乙31的长度方向两端端面均贯穿开设有阻尼弹性杆孔2，阻尼弹性杆孔2长度方向平行于外壳乙31长度方向，两根阻尼弹性杆3分别穿设于两个阻尼弹性杆孔2，阻尼弹性杆3直径小于阻尼弹性杆孔2的直径，使得阻尼弹性杆3圆周外壁和阻尼弹性杆孔2圆周内壁存在足够的间距，阻尼弹性杆3位于外壳乙31中一端固定连接于外壳乙31宽度方向的竖直内壁，阻尼弹性杆3固定连接于外壳乙31内壁一端为固定端22，一根阻尼弹性杆3的固定端22和被该阻尼弹性杆3穿设的阻尼弹性杆孔2分别位于外壳乙31的两宽度方向内壁，外壳乙31内部底面沿外壳乙31长度方向滑动连接有两块呈竖直的谐振频率调节螺母41，两块谐振频率调节螺母41垂直于外壳乙31长度方向的竖直侧面均贯穿开设有阻尼弹性杆滑孔39，阻尼弹性杆3穿设于阻尼弹性杆滑孔39，两块谐振频率调节螺母41的阻尼弹性杆滑孔39内壁沿外壳乙31长度方向分别滑动连接于两根阻尼弹性杆3，两块谐振频率调节螺母41距离各自套接的阻尼弹性杆3的固定端22的间距相等。

参照图3和图4，外壳乙31内安装有可带动谐振频率调节螺母41沿阻尼弹性杆3长度方向移动的驱动装置，驱动装置包括转动连接于外壳乙31内壁的两根螺杆42，螺杆42长度方向平行于外壳乙31长度方向，螺杆42两端分别转动连接于外壳乙31的两宽度方向竖直内壁，两根螺杆42分别位于两根阻尼弹性杆3的正上方，两块谐振频率调节螺母41均贯穿开设有螺孔21，螺孔21长度方向平行于阻尼弹性杆滑孔39的长度方向，两根螺杆42分别螺纹连接于两个螺孔21，两根螺杆42螺纹方向相反，通过两根螺杆42同向转动，使得两块谐振频率调节螺母41进行相向运动。

参照图3和图4，外壳乙31内安装有带动两根螺杆42同步转动的同步机构，同步机构包括一一对应分别同轴固定连接于两根螺杆42的两个螺杆齿轮43，螺杆齿轮43位于固定端22的正上方，两个螺杆齿轮43相远离，外壳乙31两宽度方向内壁转动连接有一根驱动杆44，驱动杆44长度方向平行于外壳乙31长度方向，驱动杆44长度方向两端均同轴转动连接有驱动杆端部齿轮45，一个驱动杆端部齿轮45啮合于相近的一个螺杆齿轮43，驱动杆44中间部分同轴固定连接有驱动杆中间齿轮48，外壳乙31内部上表面通过螺丝可拆卸连接有驱动电机46，驱动电机46为步进电机。

参照图1和图4，驱动电机46电连接于电机驱动单元54，电机驱动单元54由脉冲分配器和功率驱动电路组成，微控制器57向脉冲分配器输出检测信号，脉冲分配器对该检测信号进行逻辑组合变换并输出至功率驱动电路，以控制驱动电机46的转向与转速。

参照图3和图4，驱动电机46输出轴同轴固定连接有电机齿轮47，电机齿轮47啮合于驱动杆中间齿轮48，电机齿轮47受驱动电机46带动进行转动，继而使得驱动杆44转动，驱动杆44通过两端的驱动杆端部齿轮45以及相啮合的螺杆齿轮43，使得两根螺杆42同步同向转动，继而带动两块谐振频率调节螺母41进行同步相向运动，当外壳乙31外部的振动检测元件51检测到导线的振动频率变化时，可使得驱动电机46做出相应的工作。

参照图3和图5，外壳乙31长度方向两侧面均呈倾斜，使得外壳乙31平行于自身宽度方向的竖直截面的周边形状呈等腰梯形，外壳乙31上表面的面积小于外壳乙31下表面的面积 ，外壳乙31两倾斜方向的侧面均贯穿开设有连通于外壳乙31内部的外壳乙槽35，外壳乙槽35设置太阳能板，以为驱动电机46转动提供能源，外壳乙31倾斜侧面位于外壳乙槽35开口处开设有太阳能板槽37，太阳能板槽37连通于外壳乙槽35，外壳乙槽35安装有螺丝板框38，螺丝板框38截面呈矩形框形，螺丝板框38内壁固定连接于太阳能板厚度方向的侧面，螺丝板框38沿垂直于外壳乙31斜面的方向插接于所对应的太阳能板槽37，螺丝板框38四个角处通过螺丝可拆卸连接于太阳能板槽37中，螺丝板框38和外壳乙31的倾斜表面相齐平。

本申请实施例一的一种智能导线防震锤实施原理为：通过微震传感器对导线振动频率的检测，以使得驱动电机46工作，然后使得驱动电机46工作，使得两块谐振频率调节螺母41同步相向移动，继而使得在外壳乙31同一长度方向上的锤体4和谐振频率调节螺母41之间的间距发生改变，继而使得阻尼弹性杆3可被锤体4带动进行弯曲的长度发生改变，继而使得锤体4的振动频率受到调整，以更好匹配导线的振动频率。

实施例二：

本申请实施例二公开一种智能导线防震锤，参照图6，与实施例一不同之处在于，两根阻尼弹性杆3在同一竖直面内且相错位，谐振频率调节螺母41呈水平，连接于同一块的谐振频率调节螺母41的螺杆42和阻尼弹性杆3在同一水平面内，两根螺杆42也位于同一竖直面内，螺杆齿轮43和固定端22在同一水平面内，位置低的阻尼弹性杆3所穿设的谐振频率调节螺母41滑动连接于外壳乙31的内部底面，位置高的阻尼弹性杆3所穿设的谐振频率调节螺母41滑动连接于外壳乙31的内部顶面，外壳乙31内部顶面一体成型有呈竖直的电机安装板23，电机安装板23平行于外壳乙31长度方向，驱动电机46通过螺丝可拆卸连接于电机安装板23。

本申请实施例二的一种智能导线防震锤实施原理为：通过微震传感器对导线振动频率的检测，以使得驱动电机46工作，然后使得两块谐振频率调节螺母41同步相向移动，继而使得在外壳乙31同一长度方向上的锤体4和谐振频率调节螺母41之间的间距发生改变，继而使得阻尼弹性杆3可被锤体4带动进行弯曲的长度发生改变，继而使得锤体4的振动频率受到调整，以更好匹配导线的振动频率。

实施例三：

本申请实施例三公开一种智能导线防震锤，参照图7和图8，与实施例一、实施例二不同之处在于，两根阻尼弹性杆3轴线相同，外壳乙31底面一体成型有呈竖直的支架24，支架24平行于外壳乙31宽度方向，阻尼弹性杆3的固定端22分别位于支架24的两相对竖直侧面，谐振频率调节螺母41呈竖直，谐振频率调节螺母41滑动连接于外壳乙31的底面，两根螺杆42分别转动连接于支架24的相对两竖直侧面，两根螺杆42轴线相同，螺杆42位于阻尼弹性杆3的正上方，两个螺杆齿轮43均靠近于支架24，驱动杆44穿设且转动连接于支架24，支架24上表面开设有呈竖直的齿轮槽25，驱动杆中间齿轮48部分位于齿轮槽25中，驱动电机46通过螺丝可拆卸连接于外壳乙31的内部顶面。

本申请实施例三的一种智能导线防震锤实施原理为：通过微震传感器对导线振动频率的检测，以使得驱动电机46工作，然后使得驱动电机46工作，使得两块谐振频率调节螺母41同步相向移动，继而使得在外壳乙31同一长度方向上的锤体4和谐振频率调节螺母41之间的间距发生改变，继而使得阻尼弹性杆3可被锤体4带动进行弯曲的长度发生改变，继而使得锤体4的振动频率受到调整，以更好匹配导线的振动频率。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种智能导线防震锤，其特征在于：包括检测导线振动频率和幅度并输出信号的主控单元、电连接于主控单元且受主控单元输出信号控制以降低导线振动幅度的机械振动调谐单元（55），所述机械振动调谐单元（55）包括连接于导线的外壳（1），外壳（1）的相对两侧面均设有阻尼弹性杆（3），两根阻尼弹性杆（3）相平行，阻尼弹性杆（3）具备较好的弹性，阻尼弹性杆（3）远离外壳（1）一端设有锤体（4），锤体（4）的振动频率可被调节，所述主控单元包括设于外壳（1）的振动检测元件（51）、与振动检测元件（51）输出端电连接的微控制器（57）、与微控制器（57）输出端电连接的电机驱动单元（54）、分别与微控制器（57）和电机驱动单元（54）连接的储能单元（53），所述电机驱动单元（54）输出端电连接于机械振动调谐单元（55），所述外壳（1）的相对两侧面均贯穿开设有阻尼弹性杆孔（2），两根阻尼弹性杆（3）分别穿设于两个阻尼弹性杆孔（2），阻尼弹性杆孔（2）内壁和阻尼弹性杆（3）外壁存在最大自由振动间距，阻尼弹性杆（3）远离锤体（4）一端固定连接于外壳（1）内壁，外壳（1）内滑动连接有两块谐振频率调节螺母（41），两块谐振频率调节螺母（41）分别套接于两根阻尼弹性杆（3），外壳（1）内设有可带动谐振频率调节螺母（41）沿阻尼弹性杆（3）长度方向移动的驱动装置，所述驱动装置包括转动连接于外壳（1）内壁且螺纹连接于谐振频率调节螺母（41）的螺杆（42），两块谐振频率调节螺母（41）均对应螺纹连接一根螺杆（42），两根螺杆（42）的螺纹方向相反，外壳（1）内设有带动两根螺杆（42）同步转动的同步机构，所述同步机构包括一一对应分别同轴固定连接于两根螺杆（42）的螺杆齿轮（43）、转动连接于外壳（1）内壁的驱动杆（44）、同轴固定连接于驱动杆（44）的两个驱动杆端部齿轮（45）、设于外壳（1）内壁的驱动电机（46）、同轴固定连接于驱动电机（46）输出轴的电机齿轮（47）、同轴固定连接于驱动杆（44）且啮合于电机齿轮（47）的驱动杆中间齿轮（48）、设于外壳（1）且控制驱动电机（46）工作的控制组件，两根驱动杆端部齿轮（45）分别啮合于两个螺杆齿轮（43），两根螺杆（42）螺纹方向相反，驱动电机（46）电连接于电机驱动单元（54）。

2.根据权利要求1所述的一种智能导线防震锤，其特征在于：两根所述阻尼弹性杆（3）在同一水平面内且相错位，驱动杆端部齿轮（45）轴线和螺杆齿轮（43）轴线位于同一水平面内，两个螺杆齿轮（43）分别位于两根螺杆（42）相远离的端部。

3.根据权利要求1所述的一种智能导线防震锤，其特征在于：两根所述阻尼弹性杆（3）在同一竖直面内且相错位，驱动杆端部齿轮（45）轴线和螺杆齿轮（43）轴线位于同一竖直面内，两个螺杆齿轮（43）分别位于两根螺杆（42）相远离的端部。

4.根据权利要求1所述的一种智能导线防震锤，其特征在于：两根所述阻尼弹性杆（3）轴线相同，驱动杆端部齿轮（45）轴线和螺杆齿轮（43）轴线位于同一竖直面内，两个螺杆齿轮（43）分别位于两根螺杆（42）相靠近的端部。

5.根据权利要求1所述的一种智能导线防震锤，其特征在于：所述外壳（1）包括内部设置阻尼弹性杆（3）的外壳乙（31）、固定连接于外壳乙（31）朝向导线的侧面的外壳甲（32）、可拆卸连接于外壳甲（32）的取电环块（33），取电环块（33）和外壳甲（32）相近侧面均开设有导线安装孔（34）。

6.根据权利要求5所述的一种智能导线防震锤，其特征在于：所述外壳乙（31）侧面贯穿开设有外壳乙槽（35），外壳乙（31）位于外壳乙槽（35）开口处开设有连通于外壳乙槽（35）的太阳能板槽（37），太阳能板槽（37）可拆卸连接有螺丝板框（38）。

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