CN113777151B - 一种杆塔拉线检测保养装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种杆塔拉线检测保养装置，采用可拆卸模块化设计，包括：运动模块、养护模块和控制模块，所述养护模块又包括检测模块、除锈清洗模块、喷涂模块，所述运动模块有两组，分别设置在养护模块的两端，所述的运动模块、检测模块、除锈清洗模块以及喷涂模块根据工作时的运行方向以及工作流程沿着杆塔拉线的轴线方向依次相连夹持在杆塔拉线上，而所述控制模块则通过安装支架悬挂在养护模块下部，通过所述控制模块能远程控制所述运动模块驱动整个装置沿着杆塔拉线运动，同时能将检测模块检测到的杆塔拉线损伤情况传输给工作人员，并实时控制养护模块中的其他模块依次对杆塔拉线进行清洗和保养，从而高效实现杆塔拉线的一体化检测保养工作。
Description
技术领域
本发明属于钢丝绳养护设备技术领域，具体涉及一种用于杆塔拉线的检测和保养装置。
背景技术
拉线杆塔是我国基础设施输电网中的一种设备，相比于其他塔型，有着用钢量少、易于运输、易于架设的特点，现已被广泛使用；拉线杆塔主要是通过一端架设在塔上，一端连接到地基的杆塔拉线来保持塔身的稳定，但由于拉线杆塔架设的成本低，所以在一些环境湿度大，有锈蚀性气体的山区和沿海等地区也是大量架设，由于杆塔拉线初期的低故障率性，经常会导致对于杆塔拉线的管理处于一个盲区，尤其是在一些架设地形复杂多样的地方，很多都是无人管理、无标准、无维护手段等，常常是只有故障发生后才处理，这些都直接关系到杆塔架设的质量、安全和使用寿命，由此导致随着近年局部强风灾害的增多，倒塔事故也频繁发生。
现有处于架设状态的杆塔拉线在检测保养时，主要采用的方式是人工通过简单的工具简单的进行检测、清洗除锈然后喷漆或涂油，受限于地形条件约束以及杆塔拉线架设本身也较高，常规人工检测保养效率低、质量差而且实施困难，而在杆塔拉线检测保养技术领域虽然也有专门的钢丝绳检测机器如：公开号为CN208313890U的一种钢丝绳无损检测装置、公开号为CN207051238U的一种高空钢丝绳漏磁检测装置等，以及清洗保养机器如：公开号为CN210678237U的一种钢丝绳表面除锈装置，但这些都只能解决单一问题，在杆塔拉线的实际养护工作中的作用比较有限，因此急需一种能集钢丝绳的检测、清洗和养护为一体的装置。
发明内容
本发明的主要目的在于针对杆塔拉线的检测保养困难问题，利用剩磁检测方法和图像传输技术来实现对杆塔拉线的检测，使用超声波酸洗技术和喷涂防锈漆对杆塔拉线进行除锈和保养，从而实现杆塔拉线的一体化检测保养工作。
本发明是这样实现的：
本发明提供了一种杆塔拉线检测保养装置，其特征在于：包括运动模块和养护模块，所述运动模块用于驱动养护模块沿着杆塔拉线行走；
所述养护模块包括沿着养护模块前进方向依次设置的检测模块、除锈清洗模块和喷涂模块，所述检测模块包括励磁装置和漏磁检测装置，所述励磁装置为用于对杆塔拉线进行磁化，所述漏磁检测装置用于检测对杆塔拉线表明漏磁进而通过漏磁情况判断杆塔拉线健康状况，所述除锈清洗模块用于对杆塔拉线进行除锈清洗，所述喷涂模块用于对杆塔拉线进行防锈漆喷涂处理。
优选的，所述检测模块包括包裹在杆塔拉线四周的检测箱体，所述励磁装置为设置在检测箱体上的永磁体，所述漏磁检测装置为设置在检测箱体内的霍尔传感器，通过霍尔传感器检测杆塔拉线表面的漏磁信号，从而判断杆塔拉线健康状况。
进一步的，所述检测模块还包括图像检测设备，所述图像检测设备通过支架悬挂在养护模块底部，用于拍摄杆塔拉线实时图像，通过人工判断或者视觉识别判断杆塔拉线健康状况。
优选的，所述除锈清洗模块包括包裹在杆塔拉线上的清洗箱体，沿着养护模块前进方向，所述清洗箱体中部通过隔板分隔成酸洗室及中和室，所述酸洗室的侧壁设有酸洗雾化喷头和提高清洗效果的超声波发生器；所述中和室内侧壁设有中和雾化喷头。
进一步的，沿着养护模块前进方向，所述中和室尾部还设有用于刷除杆塔拉线表面残留的清洗液的环形毛刷。
优选的，所述酸洗雾化喷头、中和雾化喷头以及防锈漆喷头的喷口均沿着杆塔拉线四周呈环形分布。
优选的，所述运动模块包括夹持框架、行走轮和驱动电机，所述夹持框架包括上下对称的上夹持框架和下夹持框架两个部分，上下两个夹持框架之间通过螺杆可拆卸连接，所述行走轮成对的设置在上夹持框架和下夹持框架上，所述驱动电机设置在夹持框架上部并与一个或多个行走轮动力驱动相连。
优选的，所述运动模块有两个，分别可拆卸的安装在养护模块的首尾两端。
优选的，本发明提供的这种杆塔拉线检测保养装置还包括控制模块，所述控制模块用于控制运动模块和由检测模块、除锈清洗模块及喷涂模块组成养护模块，以对杆塔拉线检测保养。
优选的，所述检测模块、除锈清洗模块和喷涂模块沿着杆塔拉线轴向均分成两半可拆卸相连，检测模块、除锈清洗模块和喷涂模块本身相互之间通过螺栓或者快拆结构可拆卸相连。
本发明有益效果是：
本发明提供了一种杆塔拉线检测保养装置，通过利用剩磁检测与超声波酸洗技术，在检测到杆塔拉线表面出现锈蚀后就能立即对腐蚀部位进行除锈清理以及喷漆处理，高效解决了杆塔拉线的检测保养困难问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种杆塔拉线检测保养装置的整体结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种杆塔拉线检测保养装置的漏磁检测设备的拆解示意图；
图3为本发明实施例提供的一种杆塔拉线检测保养装置的除锈清洗模块的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种杆塔拉线检测保养装置的喷涂模块的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种杆塔拉线检测保养装置的运动模块的结构示意图。
图中：1-行走轮，2-驱动电机，3-夹持框架，4-螺杆，5-励磁装置，6-检测箱体，7-酸洗室，8-中和室，9-超声波发生器，10-酸洗雾化喷头，11-酸洗液存储箱，12-中和雾化喷头，13-中和液存储箱，14-环形毛刷，15-喷涂室，16-防锈漆喷头，17-防锈漆存储箱，18-安装支架，19-控制模块，20-无线摄像头，21-底座，22-霍尔传感器。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
本发明提供了一种杆塔拉线检测保养装置，整体采用可拆卸模块化设计，包括：运动模块、养护模块和控制模块19，所述养护模块又包括检测模块、除锈清洗模块、喷涂模块，所述运动模块有两组，分别设置在所述养护模块的两端，所述的运动模块、检测模块、除锈清洗模块以及喷涂模块根据工作时的运行方向以及工作流程沿着杆塔拉线的轴线方向依次相连夹持在杆塔拉线上，而所述控制模块19则通过安装支架18悬挂在养护模块下部，能对上述各个模块进行控制，具体的：
为了方便描述，本实施例中将本发明沿杆塔拉线运动的方向定义为前后方向，铅垂于杆塔拉线的方向为上下方向。
如图1和图2所示，所述的检测模块采用的是现有已经比较成熟的漏磁检测技术和图像传输技术来实现对杆塔拉线的检测，所述检测模块包括：图像检测设备和漏磁检测设备，所述远程图像检测设备包括无线摄像头20，为了方便安装并提供更好的观察角度，所述无线摄像头20设置在杆塔拉线下方的控制模块19上，并以合适的角度对准着所述杆塔拉线，工作时，所述无线摄像头20会将一路上拍摄到的杆塔拉线的情况通过控制模块19实时传输到工作人员的远程终端上，从而使工作人员对杆塔拉线表面损伤腐蚀情况有一个初步的了解判断；所述漏磁检测设备包括包裹在杆塔拉线上的检测箱体6、励磁装置5和漏磁检测装置，所述检测箱体6为圆形管状箱体结构，其外侧壁上设有用于安装励磁装置的卡槽，所述励磁装置5为设置在检测箱体6外壳上的永磁体，用于对杆塔拉线进行磁化，在本实施例中，具体采用的是一种钕铁硼磁铁片，这种永磁体不仅体积小，磁性强，而且价格便宜，便于安装，当然为了产生更好的励磁效果，所述励磁装置5也可以采用环形永磁体或者电磁线圈，这样能使产生的磁场大部分在杆塔拉线内部；所述漏磁检测装置为设置在检测箱体6内壁的霍尔传感器22，通过所述霍尔传感器22能检测杆塔拉线表面的漏磁信号，所述检测箱体6为空心筒状结构，其内径选择为60mm，使绝大多数尺寸的杆塔拉线都能从所述检测箱体6的轴心穿过，当所述杆塔拉线钢丝绳进入所述检测箱体6内部时，会被所述励磁装置5充分磁化，若杆塔拉线表面平滑无损伤时，磁感应强度较为微弱，当杆塔拉线表面出现断丝，锈浊，磨损等情况时，缺陷位置的磁力线会泄露到杆塔拉线表面并绕回杆塔拉线内部，使磁路中的磁通发生畸变，从而在杆塔拉线表面缺陷处形成漏磁场，通过所述霍尔传感器22能将杆塔拉线中的漏磁信号转化为电信号，然后通过控制模块19能将所述漏磁检测设备采集到的数据进行处理后传输给工作人员，以此来供工作人员对杆塔拉线的情况进行判断，从而实现杆塔拉线的自动化高精度远程无损探伤。
如图1和图3所示，所述除锈清洗模块设置在所述检测模块的后端，采用的是除锈效率高、操作简单、能耗小的酸洗除锈工艺，其主体结构为矩形的空心箱体，按工作时的运动方向和除锈步骤，所述除锈清洗模块内部通过隔板被分隔成了酸洗室7和中和室8，所述除锈清洗模块箱体的前后两端以及内部隔板上都开有用于让杆塔拉线通过的圆形通孔，从而使所述除锈清洗模块包裹在杆塔拉线上，所述酸洗室内部的左右两侧壁上设有酸洗雾化喷头10，所述雾化喷头的喷嘴对准杆塔拉线的轴心线，保证杆塔拉线在酸洗时的均匀性，所述酸洗液存储箱11对称设置在所述除锈清洗模块箱体外部的两侧壁上并通过管道与所述酸洗雾化喷头10相连，对应的所述中和室内部的左右两侧壁上也设有中和雾化喷头12，所述除锈清洗模块箱体上部对称设置有用于存储弱碱液的中和液存储箱13，所述中和液存储箱13通过管道与所述中和雾化喷头12相连，通过中和雾化喷头12喷出弱碱液喷雾从而对杆塔拉线上的酸性物质进行中和脱去；显而易见的是，在不影响除锈清洗模块正常工作的情况下，所述酸洗液存储箱11和中和液存储箱13相当灵活，既可以设置在除锈清洗模块箱体外部，也可以设置在通过安装支架悬挂在除锈清洗模块下方，甚至还可以设置在地面，然后通过管道与相应的喷头相连，因此并不限于上述的哪一种安装位置，当所述酸洗液存储箱11和中和室中的清洗液用完后还可以由工作人员进行补给；所述中和室末端的通孔上还设有与所述杆塔拉线对应的环形毛刷14，通过所述环形毛刷14与杆塔拉线塔的相对运动能全方位的刷除杆塔拉线表面残留的清洗液，保证表面无水滴聚集，并且由于所述除锈清洗模块四周都由挡板包围，从而能使处理后松散的锈浊被环形毛刷14刷落后能被箱体所收集，还可以防止处理后的酸雾以及中和液向外扩散污染到外界的环境。
进一步的，为了提高除锈清洗模块的清洗质量和清洗效率，所述酸洗雾化喷头10和中和雾化喷头12的喷口形状均为圆弧形，并沿着杆塔拉线四周呈环形分布，保证了杆塔拉线能够被无死角充分清洗；所述酸洗室内还设有用于辅助酸洗雾化喷头10对杆塔拉线进行清洗的超声波发生器9，所述超声波发生器9安装在酸洗室的上方内壁上，由于超声波在传播时会发生空化作用对物体表面上的污物进行撞击、剥离，在工作时，通过所述超声波发生器9的空化作用和振动力能使杆塔拉线表面锈浊变得脆弱松散，在超声波与酸洗膜的共同作用下，可以快速使杆塔拉线表面的锈浊溶解脱落，从而有效起到辅助酸洗作用。
如图1和图4所示，所述的喷涂模块设置在所述除锈清洗模块的后端，用于对经过除锈清洗过后裸露的杆塔拉线进行防锈漆喷涂处理，所述喷涂模块包括：喷涂室15、防锈漆喷头16，防锈漆存储箱17，所述喷涂室15也为一个矩形的空心箱体，其前后两端开有的圆形通孔，能够供杆塔拉线从所述喷涂室15内部穿过，从而使所述喷涂模块能包裹在杆塔拉线上，所述喷涂室15内部的左右两侧壁上对称设置有两个防锈漆喷头16，所述防锈漆喷头16的喷口形状也为圆弧形，保证了防锈漆在杆塔拉线上喷涂的均匀性，所述防锈漆存储箱17设置在喷涂室15外壁上并与所述防锈漆喷头16相连，所述防锈漆存储箱17用于储存漆料供所述防锈漆喷头16在工作时使用，当漆料用完后还可以由工作人员进行补给，所述漆料采用的是一种水性金属防锈漆，该水性金属防锈漆以金属强力螯合剂肌醇六磷酸酯为主要成分，并与其他几种水性助剂复配而成，具有用量小，效果好，对人体和环境危害最小的特点，由于前期杆塔拉线表面经过除锈和中和处理，当这种水性金属防锈漆喷涂到杆塔拉线表面后能迅速与钢丝绳聚合形成一层致密的单分子络合物保护膜，可有效抑制金属腐蚀，从而大大延长杆塔拉线的使用寿命。
如图1和图5所示，在本实施例中，所述的运动模块主要是通过槽轮对杆塔拉线采用上下夹持的方式来实现在杆塔拉线运动的，为了保证整个装置在杆塔拉线上运动的稳定性，所述运动模块有两组，分别设置在所述检测模块的前端和所述喷涂模块后端，用于驱动整个装置沿着杆塔拉线进行运动，前后两组运动模块除安装位置不同外，内部结构以及连接关系均相同，以设置在养护模块前方的运动模块为例，所述运动模块包括：夹持框架3、行走轮1和驱动电机2，所述夹持框架3有分为上夹持框架和下夹持框架两个部分，以杆塔拉线所在平面上下对称布置，上下两个夹持框架3之间通过螺杆4可拆卸连接，通过拧动螺杆4还可以对杆塔拉线夹持的松紧度进行调节，以适应不同尺寸的杆塔拉线；为了进一步使所述运动模块的运动更加平稳，在本实施例中每组运动模块中的行走轮1有四个，其结构均相同，均为外侧面中部位置设有与杆塔拉线相配合的凹槽的槽轮，所述行走轮1两两成对转动安装在上下两个夹持框架3中，从而对杆塔拉线进行夹持，进一步的，为了防止所述行走轮1在杆塔拉线上行走时打滑，所述行走轮1的轮缘部位还设有沟槽，并采用的是具有防滑功能的弹性材料，例如橡胶制成；所述夹持框架3上还设有驱动电机2，所述驱动电机2的工作端通过其自带的传动机构与所述夹持框架3上的一个或多个行走轮1相连，通过所述驱动电机2可以带动所述行走轮1转动，通过行走轮1与杆塔拉线的之间的摩擦轮力，驱动整个装置在杆塔拉线上的运动。
值得一提的是，若为了节省成本，本发明也可以只在养护模块的一端设置一组驱动模块，然后在养护模块的另一端设置一个行走轮1，通过一个驱动电机2也可以实现相同的技术效果。
如图1所示，所述的控制模块19用于实现对上述各个处理模块进行控制和处理，所述的控制模块19通过电子连接线与上述各个处理模块相连设置在底座21上，所述底座21上设有两个安装支架18，所述安装支架18的两个固定端分别与前后两个运动模块的下部相连，从而将所述控制模块19悬挂在了养护模块的下部，这样不仅方便装配，同时也能使整个装置重心下置，增强整个装置在杆塔拉线上运行的稳定性；所述的控制模块19内部具体包括：STM32F103R6T6A嵌入式微处理器、OV7670图像模块、WCS135霍尔传感器模块、AQMD3605BLS无刷电机调速驱动器模块，LCD1602显示模块，远程通讯模块及两个24V型号为18650-24V3ah的锂电池，从而实现对上述的各个模块进行控制。
本发明具体的具体工作流程如下：
先将本发明组合通过所述控制模块19中的无刷电机调速驱动器模块和远程通讯模块，能远程控制所述运动模块驱动整个装置沿着杆塔拉线运动，随着整个装置沿着杆塔拉线运动，所述无线摄像头20会将一路上拍摄到的杆塔拉线的可视情况实时传输到工作人员的远程终端上，供工作人员对杆塔拉线表面损害侵蚀情况有一个初步的了解，随后所述检测模块中的漏磁检测设备会利用漏磁检测原理对拉线的损伤情况进行进一步的检测分析，通过所述控制模块19将检测到的杆塔拉线损伤信号进行转化和处理后发送给工作人员，工作人员会通过接收来的检测数据和与图像信息一起对拉线的实际情况进行对比分析，判断是否更换整根拉线，若锈蚀损伤情况在安全范围内，则控制养护模块中的其他模块依次对杆塔拉线进行清洗和保养，同时相应的对运动模块在拉线上的运动速度进行控制和调节，以此来保证清洁效果以及整个装置运动的稳定性和安全性，从而高效实现杆塔拉线的一体化检测保养工作。
值得一提的是，本发明不仅模块与模块相互之间通过螺栓或者快拆结构可拆卸相连，为了方便整个装置在杆塔拉线上安装和拆卸，所述的检测模块、清洗模块以及喷涂模块自身也是可拆卸的组装，正如所述运动模块由上下对称的两部分拼接而成，所述检测模块的圆形管状箱体结构以及所述清洗模块和喷涂模块的矩形箱体结构则是沿着杆塔拉线轴向均分成两半，由左右对称的两部分可拆卸拼接成，拼接后通过卡扣或螺栓进行固定，由于清洗模块和喷涂模块的主要工作部件均设置在左右侧壁上，故这种拼接结构并不会影响其正常工作。
需要说明的是，本发明不仅适用于杆塔拉线的保养工作，通过一些简单的适应性改装之后还可以适用于其他各种钢丝绳的养护，例如桥梁钢索，电梯钢丝绳，起重机钢缆等各种钢丝绳的清理保养。
以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制。尽管参照实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，对本发明的技术方案进行各种组合、修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种杆塔拉线检测保养装置，其特征在于：包括运动模块和养护模块，所述运动模块用于驱动养护模块沿着杆塔拉线行走；
所述养护模块包括沿着养护模块前进方向依次设置的检测模块、除锈清洗模块和喷涂模块，所述检测模块包括励磁装置和漏磁检测装置，所述励磁装置为用于对杆塔拉线进行磁化，所述漏磁检测装置用于检测对杆塔拉线表明漏磁进而通过漏磁情况判断杆塔拉线健康状况，所述除锈清洗模块用于对杆塔拉线进行除锈清洗，所述喷涂模块用于对杆塔拉线进行防锈漆喷涂处理；
所述检测模块包括图像检测设备和包裹在杆塔拉线四周的检测箱体，所述励磁装置为设置在检测箱体上的永磁体，所述漏磁检测装置为设置在检测箱体内的霍尔传感器，通过霍尔传感器检测杆塔拉线表面的漏磁信号，从而判断杆塔拉线健康状况；
所述检测模块还包括图像检测设备，所述图像检测设备通过支架悬挂在养护模块底部，用于拍摄杆塔拉线实时图像，通过人工判断或者视觉识别判断杆塔拉线健康状况；
所述除锈清洗模块包括酸洗液存储箱、中和液存储箱以及包裹在杆塔拉线上的清洗箱体，沿着养护模块前进方向，所述清洗箱体中部通过隔板分隔成酸洗室及中和室，所述清洗箱体的前后两端以及内部隔板上都开有用于让杆塔拉线通过的圆形通孔；所述酸洗室的侧壁设有酸洗雾化喷头和提高清洗效果的超声波发生器，所述雾化喷头的喷嘴对准杆塔拉线的轴心线；所述中和室内侧壁设有中和雾化喷头；沿着养护模块前进方向，所述中和室末端的圆形通孔设有用于刷除杆塔拉线表面残留的清洗液的环形毛刷；
所述酸洗液存储箱对称设置在所述清洗箱体外部的两侧壁上，并通过管道与所述酸洗雾化喷头相连；
所述中和液存储箱设置在所述清洗箱体上部，并通过管道与所述酸洗雾化喷头相连；
所述喷涂模块包括喷涂室、防锈漆喷头和防锈漆存储箱，所述喷涂室为一个矩形的空心箱体，其前后两端开有供杆塔拉线从所述喷涂室内部穿过的圆形通孔；所述喷涂室内部的左右两侧壁上对称设置有两个防锈漆喷头，所述防锈漆喷头的喷口形状也为圆弧形，所述防锈漆存储箱设置在喷涂室外壁上并与所述防锈漆喷头相连；
所述运动模块包括夹持框架、行走轮和驱动电机，所述夹持框架包括上下对称的上夹持框架和下夹持框架两个部分，上下两个夹持框架之间通过螺杆可拆卸连接，所述行走轮成对的设置在上夹持框架和下夹持框架上，所述驱动电机设置在夹持框架上部并与一个或多个行走轮动力驱动相连；
所述检测模块、除锈清洗模块和喷涂模块沿着杆塔拉线轴向均分成两半可拆卸相连，检测模块、除锈清洗模块和喷涂模块本身相互之间通过螺栓或者快拆结构可拆卸相连。
2.根据权利要求1所述的杆塔拉线检测保养装置，其特征在于：所述酸洗雾化喷头、中和雾化喷头以及防锈漆喷头的喷口均沿着杆塔拉线四周呈环形分布。
3.根据权利要求1所述的杆塔拉线检测保养装置，其特征在于：所述运动模块有两个，分别可拆卸的安装在养护模块的首尾两端。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的杆塔拉线检测保养装置，其特征在于：还包括控制模块，所述控制模块用于控制运动模块和由检测模块、除锈清洗模块及喷涂模块组成养护模块，以对杆塔拉线检测保养。
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