CN115693520B - 一种架空绝缘电缆的快速剥线和接线装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种架空绝缘电缆的快速剥线和接线装置，包括线头夹持组件、线头对准组件、线段长度计算组件、线段铺直组件、剥线组件和接线组件；线头夹持组件用于夹持需要进行接线操作的线头；线头对准组件用于控制线头夹持组件，用于使得两相对的线头相互正对；线段长度计算组件用于根据架空绝缘电缆的类型计算所需铺直的线段长度；线段铺直组件用于根据计算得到的线段长度将电缆线头之后的线段部分进行铺直操作；剥线组件用于供工人控制并实现从线头开始对电缆进行剥线操作；接线组件用于供工人控制并辅助工人实现接线操作。本发明具有提高剥线和接线的效率以及质量的效果。
Description
技术领域
本发明涉及绝缘电缆的技术领域，具体涉及一种架空绝缘电缆的快速剥线和接线装置。
背景技术
架空绝缘电缆是有绝缘层和保护外皮的架空导线，是一种介于架空导线和地下电缆之间输电方式，包含1kV架空绝缘电缆和10kV架空绝缘电缆。按其结构不同可分为硬铝线结构、硬拉铜线结构、铝合金线结构、钢芯或铝合金芯支撑结构等。剥线和接线装置是指用于辅助实现或实现对电缆进行剥线操作和接线操作的装置。
现在已经开发出了很多剥线和接线装置，经过我们大量的检索与参考，发现现有技术的剥线和接线装置有如公开号为CN111952901A、CN112332197A、EP0487969A2、US5138910A、JPH11299036A 所公开的剥线和接线装置，这些剥线和接线装置一般包括：底座，用于承接电缆；驱动机构，其安装在底座的顶部；切皮机构，其连接在底座的两端，驱动机构与切皮机构传动连接。由于电缆的直径不同，使用上述装置进行剥线时不便于快速对准，也不便于使用合适的力度夹紧电缆，造成了剥线过程和接线过程的效率下降的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述剥线和接线装置存在的不足，提出一种架空绝缘电缆的快速剥线和接线装置。
本发明采用如下技术方案：
一种架空绝缘电缆的快速剥线和接线装置，包括线头夹持组件、线头对准组件、线段长度计算组件、线段铺直组件、剥线组件和接线组件；所述线头夹持组件用于夹持需要进行接线操作的线头；所述线头对准组件用于控制线头夹持组件，用于使得两相对的线头相互正对；所述线段长度计算组件用于根据架空绝缘电缆的类型计算所需铺直的线段长度；所述线段铺直组件用于根据计算得到的线段长度将电缆线头之后的线段部分进行铺直操作；所述剥线组件用于供工人控制并实现从线头开始对电缆进行剥线操作；所述接线组件用于供工人控制并辅助工人实现接线操作。
可选的，所述线头夹持组件包括夹持力度控制模块和夹持模块，所述夹持力度控制模块用于计算不同电缆的夹持力度信息，所述夹持模块用于根据夹持力度信息对电缆进行的线头进行夹紧；
所述线头对准组件包括摄像对准模块和对准驱动模块，所述摄像对准模块用于获取两相对的线头的线头图像信息，所述对准驱动模块用于根据线头图像信息控制对应的夹持模块，使得两相对的线头相互正对；
所述线段长度计算组件包括数据获取模块和线段长度计算模块，所述数据获取模块用于获取所述电缆对应的电缆信息，所述线段长度计算模块用于根据电缆信息计算对应类型电缆进行铺直时所需的线段长度；
所述线段铺直组件包括接收模块和线段铺直模块，所述接收模块用于接收来自线段长度计算模块的线段长度，所述线段铺直模块用于根据所述线段长度将对应的电缆进行铺直操作。
可选的，所述夹持力度控制模块包括夹持力度计算子模块和夹持力度信息生成子模块，所述夹持力度计算子模块用于计算不同电缆的夹持力度指数，所述夹持力度信息生成子模块用于根据夹持力度指数生成对应的夹持力度信息；
当所述夹持力度计算子模块进行计算时，满足以下式子：
其中，
表示夹持力度指数，
表示架空绝缘电缆的外径，
表示架空绝缘电缆的保护外皮的厚度，
表示线芯的直径，
表示单根绞线的直径，
表示绞线的总数，
表示数值变换系数，由工人根据实际情况设定；
当所述夹持力度信息生成子模块工作时，满足以下式子：
其中，
表示夹持力度信息选择函数，
表示第
个由工人预设的夹持力度信息，
表示第
个选择阈值，
到
以及
到
均由工人根据实际情况和经验进行设定。
可选的，所述夹持力度信息生成子模块包括夹持力度信息生成单元、传感调节单元和选择函数更新单元，所述夹持力度信息生成单元用于根据夹持力度指数利用夹持力度信息选择函数生成对应的夹持力度信息，所述传感调节单元用于根据预设于夹持模块的传感模块的数据生成调节函数，所述选择函数更新单元用于根据所述调节函数对夹持力度信息选择函数进行更新；
当所述传感调节单元和选择函数更新单元工作时，满足以下式子：
其中，
表示调节函数；
表示所述传感模块的实时数值，所述实时数值随着夹紧程度变大而递增；
表示传感数据阈值；
表示二次夹持操作时的所需叠加的力度数值，由工人根据所述电缆的参数结合经验进行设定；
其中，
表示夹持模块以力度
夹持架空绝缘电缆且所述电缆外形暂停形变后，再叠加
中的力度对所述电缆进行二次夹持操作；在进行二次夹持操作过程中，若
，则停止二次夹持操作。
可选的，所述线段长度计算模块包括线段长度指数计算子模块和线段长度选取子模块，所述线段长度指数计算子模块用于根据电缆信息计算对应类型电缆的线段长度指数，所述线段长度选取子模块用于根据线段长度指数选取对应的线段长度；
当所述线段长度指数计算子模块计算时，满足以下式子：
其中，
表示线段长度指数，
表示数据修正系数，由工人根据实际情况进行设定；
当所述线段长度选取子模块工作时，满足以下式子：
其中，
表示线段长度选择函数，
、
和
分别是线段长度选择阈值。
可选的，所述对准驱动模块包括对准参数计算子模块和对准驱动子模块，所述对准参数计算子模块用于根据线头图像信息计算对应的对准参数，所述对准驱动子模块用于根据对准参数控制对应的夹持模块；
当所述对准参数计算子模块计算时，满足以下式子：
其中，线头图像信息包括两相对的相互平行的电缆的线头部位的俯视图像；
表示对准参数，
表示俯视图像中其中一根电缆线头部位的保护外皮最靠近另一根电缆的一处像素格的y轴坐标值，
表示俯视图像中另一根电缆线头部位的保护外皮最靠近对应的电缆的一处像素格的y轴坐标值，
表示像素坐标内每个像素格的边长。
一种架空绝缘电缆的快速剥线和接线方法，应用于如上述的一种架空绝缘电缆的快速剥线和接线装置，所述快速剥线和接线方法包括：
S1，夹持需要进行接线操作的线头；
S2，控制线头夹持组件，使得两相对的线头相互正对；
S3，根据架空绝缘电缆的类型计算接线操作所需的线段长度；
S4，根据计算得到的线段长度将电缆线头之后的线段部分进行铺直操作；
S5，供工人控制并实现从线头开始对电缆进行剥线操作；
S6，供工人控制并辅助工人实现接线操作。
本发明所取得的有益效果是：
1、线头夹持组件、线头对准组件、线段长度计算组件、线段铺直组件、剥线组件和接线组件的设置，有利于对齐两段需要相接的电缆的线头，而且铺直对应的长度，以便于提高剥线和接线的效率以及质量；
2、夹持力度计算子模块和夹持力度信息生成子模块的设置配合夹持力度计算算法，有利于提高夹持力度指数的准确性，进而提高选择夹持力度信息的准确性，使得系统根据不同类型的电缆适应性地调节夹持力度，以便于保护电缆同时提高工作效率；
3、夹持力度信息生成单元、传感调节单元和选择函数更新单元的设置配合调节函数，进一步优化夹持力度信息选择函数，使得夹持力度信息更加准确，而且通过初次夹持和二次夹持的区分，有利于更好地保护电缆；
4、线段长度指数计算子模块和线段长度选取子模块的设置配合线段长度指数算法和线段长度选择函数，有利于得到与对应电缆相符的线段长度，更好且更合理地铺直对应的电缆长度，快速且准确地铺直电缆，提高剥线和接线的效率；
5、叠加力度计算子单元和选择函数更新子单元的设置配合叠加力度计算算法，有利于得到更加准确的叠加力度，使得剥线过程和接线过程更加顺利；
6、平均对准参数单元和对准参数更新单元的设置配合对准参数更新算法，进一步优化对准参数，使得对准参数更加准确，从而优化了整体的工作过程，使得剥线和接线全过程更加快捷和顺利。
为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明中一种架空绝缘电缆的快速剥线和接线方法的方法流程示意图；
图3为本发明中线头夹持组件的整体结构示意图；
图4为本发明中线头对准组件的整体结构示意图。
具体实施方式
以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸描绘，事先声明。以下实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。
实施例一：本实施例提供了一种架空绝缘电缆的快速剥线和接线装置，结合图1所示，一种架空绝缘电缆的快速剥线和接线装置，包括线头夹持组件、线头对准组件、线段长度计算组件、线段铺直组件、剥线组件和接线组件；所述线头夹持组件用于夹持需要进行接线操作的线头；所述线头对准组件用于控制线头夹持组件，用于使得两相对的线头相互正对；所述线段长度计算组件用于根据架空绝缘电缆的类型计算所需铺直的线段长度；所述线段铺直组件用于根据计算得到的线段长度将电缆线头之后的线段部分进行铺直操作；所述剥线组件用于供工人控制并实现从线头开始对电缆进行剥线操作；所述接线组件用于供工人控制并辅助工人实现接线操作。
可选的，所述线头夹持组件包括夹持力度控制模块和夹持模块，所述夹持力度控制模块用于计算不同电缆的夹持力度信息，所述夹持模块用于根据夹持力度信息对电缆进行的线头进行夹紧；
所述线头对准组件包括摄像对准模块和对准驱动模块，所述摄像对准模块用于获取两相对的线头的线头图像信息，所述对准驱动模块用于根据线头图像信息控制对应的夹持模块，使得两相对的线头相互正对；
所述线段长度计算组件包括数据获取模块和线段长度计算模块，所述数据获取模块用于获取所述电缆对应的电缆信息，所述线段长度计算模块用于根据电缆信息计算对应类型电缆进行铺直时所需的线段长度；
所述线段铺直组件包括接收模块和线段铺直模块，所述接收模块用于接收来自线段长度计算模块的线段长度，所述线段铺直模块用于根据所述线段长度将对应的电缆进行铺直操作。将线头之后的电缆进行对应线段长度的铺直，有利于为剥线和接线提供便利，提高了剥线过程和接线过程的顺畅程度。
可选的，所述夹持力度控制模块包括夹持力度计算子模块和夹持力度信息生成子模块，所述夹持力度计算子模块用于计算不同电缆的夹持力度指数，所述夹持力度信息生成子模块用于根据夹持力度指数生成对应的夹持力度信息；
当所述夹持力度计算子模块进行计算时，满足以下式子：
其中，
表示夹持力度指数，
表示架空绝缘电缆的外径，
表示架空绝缘电缆的保护外皮的厚度，
表示线芯的直径，
表示单根绞线的直径，
表示绞线的总数，
表示数值变换系数，由工人根据实际情况设定；
当所述夹持力度信息生成子模块工作时，满足以下式子：
其中，
表示夹持力度信息选择函数，
表示第
个由工人预设的夹持力度信息，
表示第
个选择阈值，
到
以及
到
均由工人根据实际情况和经验进行设定。
可选的，所述夹持力度信息生成子模块包括夹持力度信息生成单元、传感调节单元和选择函数更新单元，所述夹持力度信息生成单元用于根据夹持力度指数利用夹持力度信息选择函数生成对应的夹持力度信息，所述传感调节单元用于根据预设于夹持模块的传感模块的数据生成调节函数，所述选择函数更新单元用于根据所述调节函数对夹持力度信息选择函数进行更新；
当所述传感调节单元和选择函数更新单元工作时，满足以下式子：
其中，
表示调节函数；
表示所述传感模块的实时数值，所述实时数值随着夹紧程度变大而递增；
表示传感数据阈值；
表示二次夹持操作时的所需叠加的力度数值，由工人根据所述电缆的参数结合经验进行设定；
其中，
表示夹持模块以力度
夹持架空绝缘电缆且所述电缆外形暂停形变后，再叠加
中的力度对所述电缆进行二次夹持操作；在进行二次夹持操作过程中，若
，则停止二次夹持操作。
可选的，所述线段长度计算模块包括线段长度指数计算子模块和线段长度选取子模块，所述线段长度指数计算子模块用于根据电缆信息计算对应类型电缆的线段长度指数，所述线段长度选取子模块用于根据线段长度指数选取对应的线段长度；
当所述线段长度指数计算子模块计算时，满足以下式子：
其中，
表示线段长度指数，
表示数据修正系数，由工人根据实际情况进行设定；
当所述线段长度选取子模块工作时，满足以下式子：
其中，
表示线段长度选择函数，
、
和
分别是线段长度选择阈值。
可选的，所述对准驱动模块包括对准参数计算子模块和对准驱动子模块，所述对准参数计算子模块用于根据线头图像信息计算对应的对准参数，所述对准驱动子模块用于根据对准参数控制对应的夹持模块；
当所述对准参数计算子模块计算时，满足以下式子：
其中，线头图像信息包括两相对的相互平行的电缆的线头部位的俯视图像；
表示对准参数，
表示俯视图像中其中一根电缆线头部位的保护外皮最靠近另一根电缆的一处像素格的y轴坐标值，
表示俯视图像中另一根电缆线头部位的保护外皮最靠近对应的电缆的一处像素格的y轴坐标值，
表示像素坐标内每个像素格的边长。
当工人需要将两段架空绝缘电缆进行剥线和接线时，首先将两段架空绝缘电缆的其中一个端部与对应的夹持模块连接，再通过夹持力度计算子模块、夹持力度信息生成单元、传感调节单元和选择函数更新单元，得到更新后的夹持力度信息选择函数，然后根据对应的夹持力度信息对电缆的端部进行夹持，然后通过对准参数对两相对的线头进行对准，再通过线段长度计算模块计算线段长度，控制线段铺直模块按照对应的线段长度进行铺直，最后工人控制剥线组件进行剥线，控制接线组件进行接线。
一种架空绝缘电缆的快速剥线和接线方法，应用于如上述的一种架空绝缘电缆的快速剥线和接线装置，结合图2所示，所述快速剥线和接线方法包括：
S1，夹持需要进行接线操作的线头；
S2，控制线头夹持组件，使得两相对的线头相互正对；
S3，根据架空绝缘电缆的类型计算接线操作所需的线段长度；
S4，根据计算得到的线段长度将电缆线头之后的线段部分进行铺直操作；
S5，供工人控制并实现从线头开始对电缆进行剥线操作；
S6，供工人控制并辅助工人实现接线操作。
实施例二：本实施例包含了实施例一的全部内容，提供了一种架空绝缘电缆的快速剥线和接线装置，结合图3所示，所述选择函数更新单元包括叠加力度计算子单元和选择函数更新子单元，所述叠加力度计算子单元用于计算二次夹持操作时的所需叠加的力度数值，所述选择函数更新子单元用于根据所述调节函数和所需叠加的力度数值对夹持力度信息选择函数进行更新。
所述叠加力度计算子单元计算时，满足以下式子：
其中，
表示力度变换系数，由工人根据实际情况设定或调节。
表示架空绝缘电缆中其他层结构的厚度，若无，则为零。叠加力度之后仍需要保护电缆，所以工人需根据电缆被夹持的实际情况调节
，所以
易于根据实际情况进行确定。
结合图4所示，所述对准参数计算子模块包括平均对准参数单元和对准参数更新单元，所述平均对准参数单元用于计算平均对准参数，所述对准参数更新单元用于根据平均对准参数将对准参数进行更新。
当所述平均对准参数单元和对准参数更新单元工作时，满足以下式子：
其中，
表示线头图像信息中包括两相对的相互平行的电缆的线头部位的俯视图像的图片总数，
表示第i张所述图片中其中一根电缆线头部位的保护外皮最靠近另一根电缆的一处像素格的y轴坐标值，
表示第i张所述图片中另一根电缆线头部位的保护外皮最靠近对应电缆的一处像素格的y轴坐标值。
以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内，此外，随着技术发展其中的元素是可以更新的。
Claims (4)
1.一种架空绝缘电缆的快速剥线和接线装置，其特征在于，包括线头夹持组件、线头对准组件、线段长度计算组件、线段铺直组件、剥线组件和接线组件；所述线头夹持组件用于夹持需要进行接线操作的线头；所述线头对准组件用于控制线头夹持组件，用于使得两相对的线头相互正对；所述线段长度计算组件用于根据架空绝缘电缆的类型计算所需铺直的线段长度；所述线段铺直组件用于根据计算得到的线段长度将电缆线头之后的线段部分进行铺直操作；所述剥线组件用于供工人控制并实现从线头开始对电缆进行剥线操作；所述接线组件用于供工人控制并辅助工人实现接线操作；
所述线头夹持组件包括夹持力度控制模块和夹持模块，所述夹持力度控制模块用于计算不同电缆的夹持力度信息，所述夹持模块用于根据夹持力度信息对电缆进行的线头进行夹紧；
所述线头对准组件包括摄像对准模块和对准驱动模块，所述摄像对准模块用于获取两相对的线头的线头图像信息，所述对准驱动模块用于根据线头图像信息控制对应的夹持模块，使得两相对的线头相互正对；
所述线段长度计算组件包括数据获取模块和线段长度计算模块，所述数据获取模块用于获取所述电缆对应的电缆信息，所述线段长度计算模块用于根据电缆信息计算对应类型电缆进行铺直时所需的线段长度；
所述线段铺直组件包括接收模块和线段铺直模块，所述接收模块用于接收来自线段长度计算模块的线段长度，所述线段铺直模块用于根据所述线段长度将对应的电缆进行铺直操作；
所述夹持力度控制模块包括夹持力度计算子模块和夹持力度信息生成子模块，所述夹持力度计算子模块用于计算不同电缆的夹持力度指数，所述夹持力度信息生成子模块用于根据夹持力度指数生成对应的夹持力度信息；
当所述夹持力度计算子模块进行计算时，满足以下式子：
其中，F表示夹持力度指数，Rtotal表示架空绝缘电缆的外径，D1表示架空绝缘电缆的保护外皮的厚度，R1表示线芯的直径，R2表示单根绞线的直径，n表示绞线的总数，k1表示数值变换系数，由工人根据实际情况设定；
当所述夹持力度信息生成子模块工作时，满足以下式子：
其中，Q(F)表示夹持力度信息选择函数，An表示第n个由工人预设的夹持力度信息，αn表示第n个选择阈值，A1到An以及α1到αn均由工人根据实际情况和经验进行设定；
所述夹持力度信息生成子模块包括夹持力度信息生成单元、传感调节单元和选择函数更新单元，所述夹持力度信息生成单元用于根据夹持力度指数利用夹持力度信息选择函数生成对应的夹持力度信息，所述传感调节单元用于根据预设于夹持模块的传感模块的数据生成调节函数，所述选择函数更新单元用于根据所述调节函数对夹持力度信息选择函数进行更新；
当所述传感调节单元和选择函数更新单元工作时，满足以下式子：
其中，W(E)表示调节函数；E表示所述传感模块的实时数值，所述实时数值随着夹紧程度变大而递增；β表示传感数据阈值；e表示二次夹持操作时的所需叠加的力度数值，由工人根据所述电缆的参数结合经验进行设定；
其中，其中，Q′(F)表示更新后的夹持力度信息选择函数，An+W(E)表示夹持模块以力度An夹持架空绝缘电缆且所述电缆外形暂停形变后，再叠加W(E)中的力度对所述电缆进行二次夹持操作；在进行二次夹持操作过程中，若E≥β，则停止二次夹持操作。
2.如权利要求1所述的一种架空绝缘电缆的快速剥线和接线装置，其特征在于，所述线段长度计算模块包括线段长度指数计算子模块和线段长度选取子模块，所述线段长度指数计算子模块用于根据电缆信息计算对应类型电缆的线段长度指数，所述线段长度选取子模块用于根据线段长度指数选取对应的线段长度；
当所述线段长度指数计算子模块计算时，满足以下式子：
其中，L表示线段长度指数，k2表示数据修正系数，由工人根据实际情况进行设定；
当所述线段长度选取子模块工作时，满足以下式子：
其中，P(L)表示线段长度选择函数，γ1、γ2和γ3分别是线段长度选择阈值。
3.如权利要求2所述的一种架空绝缘电缆的快速剥线和接线装置，其特征在于，所述对准驱动模块包括对准参数计算子模块和对准驱动子模块，所述对准参数计算子模块用于根据线头图像信息计算对应的对准参数，所述对准驱动子模块用于根据对准参数控制对应的夹持模块；
当所述对准参数计算子模块计算时，满足以下式子：
Δd＝l*c|y2-y1|+Rtotal
其中，线头图像信息包括两相对的相互平行的电缆的线头部位的俯视图像；
Δd表示对准参数，y2表示俯视图像中其中一根电缆线头部位的保护外皮最靠近另一根电缆的一处像素格的y轴坐标值，y1表示俯视图像中另一根电缆线头部位的保护外皮最靠近对应的电缆的一处像素格的y轴坐标值，l表示像素坐标内每个像素格的边长。
4.一种架空绝缘电缆的快速剥线和接线方法，应用于如权利要求3所述的一种架空绝缘电缆的快速剥线和接线装置，其特征在于，所述快速剥线和接线方法包括：
S1，夹持需要进行接线操作的线头；
S2，控制线头夹持组件，使得两相对的线头相互正对；
S3，根据架空绝缘电缆的类型计算接线操作所需的线段长度；
S4，根据计算得到的线段长度将电缆线头之后的线段部分进行铺直操作；
S5，供工人控制并实现从线头开始对电缆进行剥线操作；
S6，供工人控制并辅助工人实现接线操作。
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