CN218995223U - 一种导线剥皮伤线探测刀具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种导线剥皮伤线探测刀具，包括两半刀体和用于一一对应地安装两半刀体的两刀座，所述两刀座包括主刀座和副刀座，所述副刀座连接固定至主刀座上，所述副刀座与所述主刀座电气绝缘布置，各半刀体与其固定自身的刀座电气连接，所述主刀座和副刀座上分别连接有电气接线，其中，所述两半刀体在与线芯接触时引起两刀座电气短路以实现刀具伤线及早探测。本实用新型中刀体上面没有电气连接线，刀体只跟刀座接触，很容易换刀，换刀时不容易破坏连接线。本伤线探测刀具还提供自检功能，依此能够判断伤线探测刀具是否有效、正常工作。

Description

一种导线剥皮伤线探测刀具

技术领域

本实用新型涉及导线剥皮技术，尤其涉及一种导线剥皮伤线探测刀具。

背景技术

电力系统架空配电线路的导线大多采用绝缘导线，以提高配电线路的绝缘水平。在配电线路作业中，经常需要先剥导线的绝缘层，再进行后续操作，工作人员通常使用导线剥皮器去除导线的绝缘外皮。

典型结构的自动剥皮器及其剥皮方法可参照以下专利文献披露的技术内容：

专利文献一：CN112510591A、一种导线剥皮装置及其控制方法；

专利文献二：CN 109687354 B、电力系统架空线路绝缘导线剥皮器的芯线检测和调刀方法；

专利文献三：CN110729672B、一种导线剥皮装置以及导线剥皮系统。

剥皮作业机理是导线在被夹持后、剥皮刀具围绕导线翻转，同时采用光电检测方式识别线芯并据此控制进刀，当芯线识别成功后停止进刀，然后剥皮刀具以此进刀量继续翻转，在此过程中剥皮刀具自动沿导线长度方向移动，以实现一段长度绝缘皮的剥落。

在导线剥皮作业的过程中，当线芯识别成功停止进刀后，在遇到导线存在偏心、弯曲的情况以及剥皮器翻转时引起线芯散股松开等意外情况下，即使刀的位置一开始是合适的，在后续的剥皮作业行进中，还是不能避免伤线，甚至可能是严重伤线。

若伤线后强行继续作业可能造成刀具损坏、导线断股、断线等严重后果，因此有必要在伤线即将发生之际提供保护措施，及时检测并保护刀具和导线。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于导线剥皮的伤线探测刀具，以在刀具即将伤线时实现及早探测。

为此，本实用新型提供了一种导线剥皮伤线探测刀具，包括两半刀体和用于一一对应地安装两半刀体的两刀座，所述两刀座包括主刀座和副刀座，所述副刀座连接固定至主刀座上，所述副刀座与所述主刀座电气绝缘布置，各半刀体与其固定自身的刀座电气连接，所述主刀座和副刀座上分别连接有电气接线，其中，所述两半刀体在与线芯接触时引起两刀座电气短路以实现刀具伤线及早探测。

进一步地，上述主刀座和副刀座二者之间设置有绝缘隔垫，所述主刀座和副刀座具有隔垫限位槽，以防止绝缘隔垫错位移动。

进一步地，上述副刀座通过螺钉连接固定至主刀座上，其中，所述螺钉外套设有绝缘衬套，以使所述螺钉与副刀座保持电气绝缘。

进一步地，上述各半刀体包括刀头和刀身，所述刀身上设有一对定位孔，各半刀体固定自身的刀座上设有一对定位柱，所述刀身与刀座定位配合后通过螺钉连接固定至刀座上。

进一步地，上述主刀座的尾部具有刀具安装部。

进一步地，上述主刀座和副刀座二者之间设置有自检电阻，用于表征刀具正常状态。

进一步地，上述两刀座之间具有隐藏穿孔，其中，所述自检电阻呈柱状，一端与弹簧抵接，其中，所述自检电阻和弹簧设置在隐藏穿孔中。

进一步地，上述导线剥皮伤线探测刀具还包括在两刀座的前端设置的红外探测器，该红外探测器位于两半刀体的刀头的背部，用于在进刀过程中探测芯线。

进一步地，上述红外探测器包括通过螺钉连接固定至两刀座前端的安装块，其中，所述安装块上设有一对安装孔，一个安装红外发射器，另一个安装红外接收器。

进一步地，上述安装块与两刀座之间设置有绝缘垫，其中，所述绝缘垫的中部设有线束槽，以防止红外探测器后面露出的线束与两刀座短路。

本实用新型将现有剥皮刀体一分为二，同时对应设置两个相互绝缘的刀座，各半刀体与固定自身的刀座电气连接，当自动进刀后两半刀体均与线芯接触时两刀座则电气短路，据此能够实现刀具伤线及早探测。

与两半刀体上具有电气连接线的对比方案相比，本实用新型中刀体上面没有电气连接线，刀体只跟刀座接触，很容易换刀，换刀时不容易破坏连接线。

本伤线探测刀具还提供自检功能，依此能够判断伤线探测刀具是否有效、正常工作。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是根据本实用新型的导线剥皮伤线保护方法的流程图；

图2是根据本实用新型的伤线探测刀具的立体结构示意图；

图3是根据本实用新型的伤线探测刀具的结构爆炸示意图；

图4是根据本实用新型第一实施例的伤线保护电路的结构示意图；

图5是根据本实用新型第二实施例的伤线保护电路的结构示意图；

图6是根据本实用新型的导线剥皮方法的流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

图1至图6示出了根据本实用新型的一些实施例。

结合参照图1至图6，本实用新型提供了一种导线剥皮伤线保护方法，包括：

S1、提供一种伤线探测刀具，其中，所述伤线探测刀具包括两半刀体和用于一一对应地安装两半刀体的两刀座，所述两半刀体在与线芯接触时引起两刀座电气短路以实现伤线及早探测，并且在两刀座之间设置一自检电阻；

S2、利用电压检测电路对两刀座之间的电压进行检测，并使检测到的电压值分为三种：两刀座之间短路时对应的第一电压值、两刀座之间断路时对应的第二电压值、以及两刀座之间连接有自检电阻时所对应的第三电压值，该第三电压值小于第二电压值；

S3、在设备自检时根据检测到的电压值判断剥皮刀具是否处于正常状态、以及在完成自动进刀之后，根据检测到的电压值判断是否伤线，若伤线则触发伤线保护。

上述步骤S3可由单片机、PLC等控制器执行相应判断程序来完成。当设备自检时检测到电压值为第三电压值时，则判定设备状态正常，当检测到电压值为第一和第二电压值时，则判定设备不正常，设备需要先排除故障后再使用。当完成自动进刀之后检测到电压值为第一电压值时，则判定刀具伤线，触发伤线保护。

在一优选实施例中，令第一电压值不高于单片机低电平上限，第二电压值不低于单片机高电平下限，以及第三电压值也不低于单片机高电平下限；并将电压检测电路检测的电压信号同时接入单片机模拟量输入引脚和外部中断输入引脚。

在步骤S3中，在设备自检时利用单片机的模拟量输入引脚输入的电压值对剥皮刀具是否处于正常状态进行判断；在芯线识别成功停止进刀之后，利用单片机的外部中断输入引脚的高低电平跳变来触发中断来快速启动伤线保护，可选的单片机有很多，例如STC8G2K16S2(宏晶科技)；ATMEGA2560(美国微芯科技)；STM32F103RCT6(意法半导体)。

模拟量输入引脚能获取电压值具体大小，但需要主动查询，响应实时性不高，但能够实现设备的电路自检要求。外部中断输入引脚不能读取电压具体值，只能感知数字电平状态，但其响应速度快，在外部电压由高电平变为低电平后，能立即触发伤线保护。

现有技术中通常使用单片机的模拟量输入引脚来实现自检判断和触发双线保护，但在快速响应要求下对单片机的性能要求较高。在本实用新型中，将模拟量输入引脚和外部中断输入引脚二者结合使用，满足同一电压信号实现电路自检和以最快的响应速度触发保护的双重用途，如此对单片机的性能要求大大降低，如此变向降低了产品造价，提高了产品竞争力。

结合参照图2和图3，本实用新型提供了一种伤线探测刀具，其包括两半刀体11和12、用于一一对应地安装两半刀体的两刀座13和14，其中，两刀座之间设置有自检电阻15。

现有技术中的剥皮刀体为一整体，由刀头和刀身组成，刀头的刀口呈半月形。在本实用新型中，将剥皮刀体沿中心线一分为二，形成两半，两半刀体之间保持绝缘间隙。每半刀体只与自身固定的那片刀座电气连接。

现有技术中刀座为一个，剥皮刀体安装固定至刀座上。在本实用新型中，刀座设置有两个，一个刀座为主刀座13，另一个刀座为副刀座14，该主刀座的尾部具有刀具安装部131。

该副刀座14固定连接至该主刀座上，再由主刀座的刀具安装部131固定连接至导线剥皮器的刀具安装结构上。

主刀座13和副刀座14二者之间设有绝缘隔垫18，两刀座上开设有隔垫限位槽132，如此绝缘隔垫18据此与两刀座限位配合，以防止错位移动。

副刀座14通过一对螺钉19固定连接至主刀座，其中各螺钉19上套设有绝缘衬套20，该绝缘衬套由轴套部20a和端面垫片部20b组成，以使螺钉在轴向和端面两个方向上与副刀座14保持电性绝缘。

每半刀体11由刀头111和刀身112组成，刀身上设有一对定位孔21，每个刀座上设有一对定位柱22，二者配合定位后，用螺钉23锁定，螺钉布置在一对定位柱之间的连线上。

优选地，自检电阻15呈圆柱状，主刀座13、绝缘隔垫18、副刀座14上设有隐藏穿孔24，自检电阻15和弹簧16保持在隐藏穿孔24中。自检电阻15一端设有弹簧16，弹性抵住两侧刀座，保持良好接触。

两刀座的前端设有红外探测器26，该红外探测器位于两半刀体的月牙形刀头的背部，用于对两半刀体接触的导线中绝缘皮和芯线的材质反光进行探测，进而能够根据材质反光差异来识别金属材质的芯线。

红外探测器26包括通过一对螺钉28安装至两刀座上的安装块261，其中，安装块261上设有一对安装孔，一个安装红外发射器262，另一个安装红外接收器263。

安装块与两刀座之间设有绝缘垫27，该绝缘垫27的中部具有向两刀座一侧凸出的线束槽27a，以防止探测器后面露出的发射接收的线束与刀座之间短路。

两刀座上分别设有接线端子(图中未示出)，例如副刀座的接线端子设置在背对刀体的一侧，主刀座上的接线端子设置在刀具安装部上，如此接2根线到电压检测电路。

与两半刀体上直接设置电气连接线的对比方案相比，本实用新型中刀体上面没有电气连接线，刀体只跟刀座接触，很容易换刀，换刀时不容易破坏连接线。

结合参照图4和图5，本实用新型构建了两种电阻分压式电压检测电路。

如图4所示，第一实施例的电压检测电路包括电源VCC和上拉电阻，其中，上拉电阻和自检电阻串联。电压信号同时送入单片机的两个引脚ADC1和INT1。

本实施例中电路电气参数选型示例如下：VCC1＝5V，R1＝1kΩ，R2＝10kΩ。

正常初始状态下，U1＝5*10/(10+1)＝4.55V，此电压高于5V CMOS高电平输入门限3.5V，反映到数字引脚为高电平；引线断开状态下，U1＝5V，反映到数字引脚为高电平；两半刀体同时接触线芯情况下，U1＝0V，此电压低于5V CMOS低电平输入门限1V，反映到数字引脚为低电平。

如图5所示，第二实施例的电压检测电路包括电源VCC、上拉电阻和下拉电阻，其中，上拉电阻和自检电阻串联，还包括隔离放大器，在输入单片机之前对检测电压进行隔离和放大，例如AMC1300(德州仪器)；ACPL-C87AT(安华高科技)；ISO224(德州仪器)。

本实施例中电路电气参数选型示例如下：隔离放大器放大倍数为5，VCC1＝5V，VCC2＝5V，R1＝1kΩ，R2＝240Ω，R3＝1KΩ。

正常初始状态下，R2和R3并联电阻为(240*1000)/(240+1000)＝193.5Ω，U1＝5*193.5/(193.5+1000)＝0.81V，U2＝U1*5＝4.05V，反映到数字引脚为高电平；

引线断开状态下，U1＝5*240/(240+1000)＝0.97V，U2＝U1*5＝4.85V此电压高于5VCMOS高电平输入门限3.5V，反映到数字引脚为高电平；

两半刀体同时接触线芯情况下，U1＝0V，U2＝U1*5＝0V，此电压低于5V CMOS低电平输入门限1V，反映到数字引脚为低电平。

图6示出了本实用新型的导线剥皮伤线保护方法在剥皮作业流程上的应用。

在启动作业后，检测刀座之间的电压是否在正常范围内。

在自检正常时剥皮器则夹紧导线，然后翻转进刀，直到完成自动进刀。

接下来判断刀座之间的电平是否为低，若是则停止翻转、退刀，直到刀座之间的电平为高。其中退刀量要求很小，例如以步进退刀方式逐步退刀，当刀座之间的电压对应的电平跳变为高电平时触发退出伤线保护：停止退刀和启动剥皮刀具翻转，剥皮刀具继续翻转作业直至到达所需的剥皮长度，完成作业。

从伤线保护效果来看，本实用新型的检测刀座之间的电压与检测刀头之间的电压是等同的，并且在实际操作中检测刀座之间的电压比起检测刀头之间的电压更有技术优势，例如两半刀体更换操作十分便捷。

当伤线探测刀具正常时，由于电阻的分压作用，最终在单片机中可以读到一个较高的初始电压，该电压高于数字高电平下限，但低于电源电压，当连接线断开或电路故障时，检测到电压将偏离初始电压。据此可以对保护探测电路和外部接线进行自检，只有在初始电压处于正常范围时才允许作业，避免在失去保护的情况下作业，造成伤线。

作业过程中，当两片刀头都接触到导线时，控制电路会检测到一个很低的电压，此电压低于数字低电平上限，检测到此低电平后，控制部分停止剥皮器翻转，再往后退刀直到电压恢复至高电平，之后再启动翻转电机，继续剥皮作业。

本实用新型还提供了一种导线剥皮伤线保护系统，包括伤线探测刀具、电压检测电路、以及控制器。其中，控制器优选为单片机。各部件描述参见上文，在此不作赘述。

本导线剥皮伤线保护系统以在剥皮作业流程中剥皮刀具有略微停顿的感官映像为特征，剥皮顺畅快速。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种导线剥皮伤线探测刀具，其特征在于，包括两半刀体和用于一一对应地安装两半刀体的两刀座，

所述两刀座包括主刀座和副刀座，所述副刀座连接固定至主刀座上，所述副刀座与所述主刀座电气绝缘布置，各半刀体与其固定自身的刀座电气连接，所述主刀座和副刀座上分别连接有电气接线，

其中，所述两半刀体在与线芯接触时引起两刀座电气短路以实现刀具伤线及早探测。

2.根据权利要求1所述的导线剥皮伤线探测刀具，其特征在于，所述主刀座和副刀座二者之间设置有绝缘隔垫，所述主刀座和副刀座具有隔垫限位槽，以防止绝缘隔垫错位移动。

3.根据权利要求1所述的导线剥皮伤线探测刀具，其特征在于，所述副刀座通过螺钉连接固定至主刀座上，其中，所述螺钉外套设有绝缘衬套，以使所述螺钉与副刀座保持电气绝缘。

4.根据权利要求1所述的导线剥皮伤线探测刀具，其特征在于，所述各半刀体包括刀头和刀身，所述刀身上设有一对定位孔，各半刀体固定自身的刀座上设有一对定位柱，所述刀身与刀座定位配合后通过螺钉连接固定至刀座上。

5.根据权利要求1所述的导线剥皮伤线探测刀具，其特征在于，还包括在两刀座的前端设置的红外探测器，该红外探测器位于两半刀体的刀头的背部，用于在进刀过程中探测芯线。

6.根据权利要求1所述的导线剥皮伤线探测刀具，其特征在于，所述主刀座的尾部具有刀具安装部。

7.根据权利要求1所述的导线剥皮伤线探测刀具，其特征在于，所述主刀座和副刀座二者之间设置有自检电阻，用于表征刀具正常状态。

8.根据权利要求7所述的导线剥皮伤线探测刀具，其特征在于，所述两刀座之间具有隐藏穿孔，其中，所述自检电阻呈柱状，一端与弹簧抵接，其中，所述自检电阻和弹簧设置在隐藏穿孔中。

9.根据权利要求5所述的导线剥皮伤线探测刀具，其特征在于，所述红外探测器包括通过螺钉连接固定至两刀座前端的安装块，其中，所述安装块上设有一对安装孔，一个安装红外发射器，另一个安装红外接收器。

10.根据权利要求9所述的导线剥皮伤线探测刀具，其特征在于，所述安装块与两刀座之间设置有绝缘垫，其中，所述绝缘垫的中部设有线束槽，以防止红外探测器后面露出的线束与两刀座短路。

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