CN115507900B - 基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测系统及探测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电缆状态探测技术领域，具体涉及一种基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测系统及探测方法。本发明包括总控装置、位于总控装置下方的驱动装置，以及设置于总控装置上方的三向举升装置，利用三向举升装置对于探测头的举升高度、横移位置和摆动角度进行调节，伸入到不易观察的电缆盲区进行探测；在探测过程中，同步控制驱动装置进行缓冲、重心、速度调整，不仅进行单点盲区探测，还可以沿着电缆进行一定距离动态探测，提高探测效率。本发明可以实现电缆贴近隧道的一侧的带电运行状态巡检，广泛运用于隧道等场合。

Description

基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测系统及探测方法
技术领域
本发明涉及电缆状态探测技术领域，具体涉及一种基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测系统及探测方法。
背景技术
隧道两侧墙壁顶部通过L型架铺设有电缆；根据规定，电缆一般间隔100米进行铺设。目前利用隧道地面机器人、隧道顶部机器人等都可以对电缆的带电运行状态探测。
但是由于电缆贴近隧道的一侧容易受到环境影响造成漏电破损且不易于观察，因此电缆贴近隧道的一侧容易造成漏检。如何实现电缆贴近隧道的一侧的带电运行状态巡检非常重要的一环，而该环节依然没有完整的解决方案。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测系统及探测方法，利用三向举升装置精准调整探测头伸入电缆与隧道之间的盲区进行探测，避免造成漏检。
本发明所述的基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测系统，包括总控装置、位于总控装置下方的驱动装置，以及设置于总控装置上方的三向举升装置，其中：
总控装置，呈柱状设置，内部安装有控制器、摄像头、温度传感器、湿度传感器和雷达探测器，控制器用于接收三向举升装置的信息并控制驱动装置行走；同时，控制器分别与摄像头、温度传感器、湿度传感器和雷达探测器相连，摄像头用于检测隧道状态和电缆状态，温度传感器和湿度传感器用于检测隧道的环境信息，雷达探测器用于探测隧道的障碍物便于驱动装置控制；
驱动装置，呈倒立喇叭状设置，喇叭口处设置有底盘、伸缩轮和缓冲机构；底盘呈拱形设置，底盘的下部安装有伸缩轮，底盘的上部安装有缓冲机构，缓冲机构倾斜设置于驱动装置的内侧壁上；伸缩轮用于沿隧道的弧形侧壁行走，缓冲机构用于缓冲底盘和伸缩轮；
三向举升装置，呈柱状设置，自下而上依次包括升降机构、横移机构和回转机构，其中：
升降机构，位于三向举升装置下部，其包括升降电动缸，升降电动缸的缸体端安装于总控装置的上部，升降电动缸的推杆端安装有横移机构的支座；升降机构用于将横移机构举升到指定高度；
横移机构，位于三向举升装置上部，其包括支座和横移电动缸，横移电动缸的缸体端通过支座安装于升降电动缸的顶部，横移电动缸的推杆端有安装有回转机构的架体；横移机构用于将回转机构横移到指定位置；
回转机构，位于三向举升装置顶部，其包括架体、回转电机和探测头，回转电机的一端通过架体固定在横移机构上，回转电机的另一端安装有探测头；回转机构用于调节探测头的摆动角度，探测头用于伸入电缆盲区进行探测。
优选地，所述驱动装置的中心处安装有配重块，位于配重块下方的底盘对伸缩轮施加挤压力；配重块用于将整体重心下移防止三向举升装置歪斜触碰到电缆。
优选地，所述缓冲机构采用弹性阻尼器，弹性阻尼器的底部与底盘顶部存在一定间隙，底盘上移后与弹性阻尼器相互接触。
优选地，所述升降机构的举升指定高度是指雷达探测器探测到的电缆的安装高度，横移机构的横移指定位置是指雷达探测器探测到的电缆距离隧道的安装位置，回转机构的摆动角度是指雷达探测器探测到的电缆盲区与探测头之间所成角度。
优选地，所述探测头呈V字型设置，探测头的末端安装有探测电缆状态的传感器组，探测头的弯折程度根据隧道的情况进行选择，确保探测头伸入电缆与隧道之间的盲区。
本发明所述的基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测方法，采用所述的基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测系统，包括如下步骤：
S1：利用总控装置检测隧道、电缆状态，驱动装置平稳沿隧道弧形侧壁行走；
S2：总控装置判断隧道电缆需要探测时，启动三向举升装置；根据雷达探测器探测到的信息，升降机构将探测头举升至指定高度，横移机构将探测头横移至指定位置，回转机构将探测头调整摆动角度，探测头自电缆与隧道之间的盲区伸入；
S3：探测头根据自带的传感器组检测电缆状态，并根据传感器组探测到的信息对三向举升装置进行校正；
S4：待电缆状态测试完毕，关闭三向举升装置，驱动装置继续沿隧道弧形侧壁行走，直到发现电缆状态异常再次启动三向举升装置。
优选地，所述S2中的三向举升装置的启动过程中，驱动装置降低行走速度，探测头沿盲区持续探测一定距离；所述S4的三向举升装置的关闭后，驱动装置恢复初始行走速度。
本发明的与现有技术相比，具有以下有益效果：
利用三向举升装置对于探测头的举升高度、横移位置和摆动角度进行调节，伸入到不易观察的电缆盲区进行探测；在探测过程中，同步控制驱动装置进行缓冲、重心、速度调整，不仅进行单点盲区探测，还可以沿着电缆进行一定距离动态探测，提高探测效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是隧道电缆盲区探测系统的结构示意图。
图2是总控装置的结构示意图。
图3是驱动装置的结构示意图。
图4是三向举升装置的结构示意图。
图中：1、总控装置；11、控制器；12、雷达探测器；2、驱动装置；21、底盘；22、伸缩轮；23、缓冲机构；24、配重块；3、三向举升装置；31、升降电动缸；32、支座；33、横移电动缸；34、架体；35、回转电机；36、探测头；4、电缆；5、隧道。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种本发明所述的基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测系统，包括总控装置1、位于总控装置1下方的驱动装置2，以及设置于总控装置1上方的三向举升装置3，其中：
如图2所示，总控装置1，呈柱状设置，内部安装有控制器11、摄像头、温度传感器、湿度传感器和雷达探测器12，控制器11用于接收三向举升装置3的信息并控制驱动装置2行走；同时，控制器11分别与摄像头、温度传感器、湿度传感器和雷达探测器12相连，摄像头用于检测隧道5状态和电缆状态，温度传感器和湿度传感器用于检测隧道5的环境信息，雷达探测器12用于探测隧道5的障碍物便于驱动装置2控制；
如图3所示，驱动装置2，呈倒立喇叭状设置，喇叭口处设置有底盘21、伸缩轮22和缓冲机构23；底盘21呈拱形设置，底盘21的下部安装有伸缩轮22，底盘21的上部安装有缓冲机构23，缓冲机构23倾斜设置于驱动装置2的内侧壁上；伸缩轮22用于沿隧道5的弧形侧壁行走，缓冲机构23用于缓冲底盘21和伸缩轮22；
如图4所示，三向举升装置3，呈柱状设置，自下而上依次包括升降机构、横移机构和回转机构，其中：
升降机构，位于三向举升装置3下部，其包括升降电动缸31，升降电动缸31的缸体端安装于总控装置1的上部，升降电动缸31的推杆端安装有横移机构的支座32；升降机构用于将横移机构举升到指定高度；
横移机构，位于三向举升装置3上部，其包括支座32和横移电动缸33，横移电动缸33的缸体端通过支座32安装于升降电动缸31的顶部，横移电动缸33的推杆端有安装有回转机构的架体34；横移机构用于将回转机构横移到指定位置；
回转机构，位于三向举升装置3顶部，其包括架体34、回转电机35和探测头36，回转电机35的一端通过架体34固定在横移机构上，回转电机35的另一端安装有探测头36；回转机构用于调节探测头36的摆动角度，探测头36用于伸入电缆4盲区进行探测。
本发明的工作原理：
利用三向举升装置3对于探测头36的举升高度、横移位置和摆动角度进行调节，伸入到不易观察的电缆4盲区进行探测；在探测过程中，同步控制驱动装置2进行缓冲、重心、速度调整，不仅进行单点盲区探测，还可以沿着电缆4进行一定距离动态探测，提高探测效率。
电缆4盲区，是指电缆4与隧道5之间设置的一定间隙，该间隙会造成探测的盲区。根据规定电缆4要保持通风干燥，因此电缆4并非紧贴隧道5设置，需要通过L型架间隔100米进行铺设。利用探测头36伸入盲区进行探测，可以判断电缆4是否存在漏检的情况，例如漏电破损等，便于提前维修，降低损失。
驱动装置2在行走过程，通过调整速度等方式为三向举升装置3预留出足够的调整时间。
隧道5直径过宽时，则只采用单侧探测头36进行探测的方式进行；隧道5直径过窄时，则采用双侧探测头36同时进行探测的方式进行。
实施例2
在实施例1的基础上，如图3所示，所述驱动装置2的中心处安装有配重块24，位于配重块24下方的底盘21对伸缩轮22施加挤压力；配重块24用于将整体重心下移防止三向举升装置3歪斜触碰到电缆4。
优选地，所述缓冲机构23采用弹性阻尼器，弹性阻尼器的底部与底盘21顶部存在一定间隙，底盘21上移后与弹性阻尼器相互接触。
实施例3
在实施例2的基础上，如图4所示，所述升降机构的举升指定高度是指雷达探测器12探测到的电缆4的安装高度，横移机构的横移指定位置是指雷达探测器12探测到的电缆4距离隧道5的安装位置，回转机构的摆动角度是指雷达探测器12探测到的电缆4盲区与探测头36之间所成角度。
优选地，所述探测头36呈V字型设置，探测头36的末端安装有探测电缆状态的传感器组，探测头36的弯折程度根据隧道5的情况进行选择，确保探测头36伸入电缆4与隧道5之间的盲区。
实施例4
在实施例3的基础上，本发明所述的基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测方法，采用所述的基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测系统，包括如下步骤：
S1：利用总控装置1检测隧道5、电缆状态，驱动装置2平稳沿隧道5弧形侧壁行走；
S2：总控装置1判断隧道5电缆4需要探测时，启动三向举升装置3；根据雷达探测器12探测到的信息，升降机构将探测头36举升至指定高度，横移机构将探测头36横移至指定位置，回转机构将探测头36调整摆动角度，探测头36自电缆4与隧道5之间的盲区伸入；
S3：探测头36根据自带的传感器组检测电缆状态，并根据传感器组探测到的信息对三向举升装置3进行校正；
S4：待电缆状态测试完毕，关闭三向举升装置3，驱动装置2继续沿隧道5弧形侧壁行走，直到发现电缆状态异常再次启动三向举升装置3。
优选地，所述S2中的三向举升装置3的启动过程中，驱动装置2降低行走速度，探测头36沿盲区持续探测一定距离；所述S4的三向举升装置3的关闭后，驱动装置2恢复初始行走速度。
尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测系统，其特征在于，包括总控装置(1)、位于总控装置(1)下方的驱动装置(2)，以及设置于总控装置(1)上方的三向举升装置(3)，其中：
总控装置(1)，呈柱状设置，内部安装有控制器(11)、摄像头、温度传感器、湿度传感器和雷达探测器(12)，控制器(11)用于接收三向举升装置(3)的信息并控制驱动装置(2)行走；同时，控制器(11)分别与摄像头、温度传感器、湿度传感器和雷达探测器(12)相连，摄像头用于检测隧道(5)状态和电缆状态，温度传感器和湿度传感器用于检测隧道(5)的环境信息，雷达探测器(12)用于探测隧道(5)的障碍物便于驱动装置(2)控制；
驱动装置(2)，呈倒立喇叭状设置，喇叭口处设置有底盘(21)、伸缩轮(22)和缓冲机构(23)；底盘(21)呈拱形设置，底盘(21)的下部安装有伸缩轮(22)，底盘(21)的上部安装有缓冲机构(23)，缓冲机构(23)倾斜设置于驱动装置(2)的内侧壁上；伸缩轮(22)用于沿隧道(5)的弧形侧壁行走，缓冲机构(23)用于缓冲底盘(21)和伸缩轮(22)；
三向举升装置(3)，呈柱状设置，自下而上依次包括升降机构、横移机构和回转机构，其中：
升降机构，位于三向举升装置(3)下部，其包括升降电动缸(31)，升降电动缸(31)的缸体端安装于总控装置(1)的上部，升降电动缸(31)的推杆端安装有横移机构的支座(32)；升降机构用于将横移机构举升到指定高度；
横移机构，位于三向举升装置(3)上部，其包括支座(32)和横移电动缸(33)，横移电动缸(33)的缸体端通过支座(32)安装于升降电动缸(31)的顶部，横移电动缸(33)的推杆端有安装有回转机构的架体(34)；横移机构用于将回转机构横移到指定位置；
回转机构，位于三向举升装置(3)顶部，其包括架体(34)、回转电机(35)和探测头(36)，回转电机(35)的一端通过架体(34)固定在横移机构上，回转电机(35)的另一端安装有探测头(36)；回转机构用于调节探测头(36)的摆动角度，探测头(36)用于伸入电缆(4)盲区进行探测。
2.如权利要求1所述的基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测系统，其特征在于，所述驱动装置(2)的中心处安装有配重块(24)，位于配重块(24)下方的底盘(21)对伸缩轮(22)施加挤压力；配重块(24)用于将整体重心下移防止三向举升装置(3)歪斜触碰到电缆(4)。
3.如权利要求1所述的基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测系统，其特征在于，所述缓冲机构(23)采用弹性阻尼器，弹性阻尼器的底部与底盘(21)顶部存在一定间隙，底盘(21)上移后与弹性阻尼器相互接触。
4.如权利要求1所述的基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测系统，其特征在于，所述升降机构的举升指定高度是指雷达探测器(12)探测到的电缆(4)的安装高度，横移机构的横移指定位置是指雷达探测器(12)探测到的电缆(4)距离隧道(5)的安装位置，回转机构的摆动角度是指雷达探测器(12)探测到的电缆盲区与探测头(36)之间所成角度。
5.如权利要求1所述的基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测系统，其特征在于，所述探测头(36)呈V字型设置，探测头(36)的末端安装有探测电缆状态的传感器组，探测头(36)的弯折程度根据隧道(5)的情况进行选择，确保探测头(36)伸入电缆(4)与隧道(5)之间的盲区。
6.一种基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测方法，采用如权利要求1-5任意一项所述的基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测系统，其特征在于，包括如下步骤：
S1：利用总控装置(1)检测隧道(5)、电缆状态，驱动装置(2)平稳沿隧道(5)弧形侧壁行走；
S2：总控装置(1)判断隧道(5)电缆(4)需要探测时，启动三向举升装置(3)；根据雷达探测器(12)探测到的信息，升降机构将探测头(36)举升至指定高度，横移机构将探测头(36)横移至指定位置，回转机构将探测头(36)调整摆动角度，探测头(36)自电缆(4)与隧道(5)之间的盲区伸入；
S3：探测头(36)根据自带的传感器组检测电缆状态，并根据传感器组探测到的信息对三向举升装置(3)进行校正；
S4：待电缆状态测试完毕，关闭三向举升装置(3)，驱动装置(2)继续沿隧道(5)弧形侧壁行走，直到发现电缆状态异常再次启动三向举升装置(3)。
7.如权利要求6所述的基于三向举升装置的隧道电缆盲区探测方法，其特征在于，所述S2中的三向举升装置(3)的启动过程中，驱动装置(2)降低行走速度，探测头(36)沿盲区持续探测一定距离；所述S4的三向举升装置(3)的关闭后，驱动装置(2)恢复初始行走速度。
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