CN112665648A - 一种耐候钢铁塔耐腐蚀监测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐候钢铁塔耐腐蚀监测装置，包括无人机和腐蚀测厚仪，无人机机体的重心下方安装腐蚀测厚仪，腐蚀测厚仪的探头通过探头伸缩气缸连接在腐蚀测厚仪机体上，无人机上前侧安装有摄像头，腐蚀测厚仪和摄像头通过数据线连接到无人机的控制器，控制器通过无线模块连接到便携式监测终端。本发明实现铁塔耐腐蚀情况的远程监测和远程操控，省时省力，操作安全，采用无人机对腐蚀测厚仪进行飞行移动，能够快速实现耐候钢铁塔的耐腐蚀层厚度测量，而且能够针对不同高度位置的耐腐蚀厚度测量，采用伸缩气缸，气缸在伸缩过程中具有弹性缓冲作用，当探头触碰到铁塔角钢时，能够起到保护探头的作用。
Description
技术领域
本发明属于耐候钢铁塔腐蚀检测设备技术领域，具体涉及一种耐候钢铁塔耐腐蚀监测装置。
背景技术
电力铁塔应用耐候钢，相比于全国现在普遍采用的镀锌普碳钢的输电电塔，耐候钢输电铁塔去除传统的热浸镀锌工序，可以减少对大气、土壤环境的污染，同时，可以免去传统的热浸镀锌防腐工序，降低铁塔后期防腐维护费用。但是，耐候钢铁塔在使用过程中，需要对其耐腐蚀性能进行检测，其厚度和颜色变化作为一个耐腐蚀的重要指标，现有的方式均是通过人工攀爬到设定位置进行测厚和颜色观察，费时费力，安全性差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种耐候钢铁塔耐腐蚀监测装置，以解决现有技术中存在的问题。
本发明采取的技术方案为：一种耐候钢铁塔耐腐蚀监测装置，包括无人机和腐蚀测厚仪，无人机机体的重心下方安装腐蚀测厚仪，腐蚀测厚仪的探头通过探头伸缩气缸连接在腐蚀测厚仪机体上，无人机上前侧安装有摄像头，腐蚀测厚仪和摄像头通过数据线连接到无人机的控制器，控制器通过无线模块连接到便携式监测终端。
优选的，上述还包括固定锁紧装置，固定锁紧装置安装在无人机上，用于将无人机锁紧在铁塔角钢上。
优选的，上述固定锁紧装置采用两个，对称安装在无人机上，均包括带定向伸缩功能的手臂伸缩气缸和气动手指，手臂伸缩气缸的缸座固定连接在无人机机体下侧，手臂伸缩气缸的缸杆可拆卸地垂直固定连接转接臂一端，转接臂另一端固定连接在气动手指的机座。
优选的，上述气动手指可替换为通电磁铁。
优选的，上述气动手指的夹持面设置有橡胶层。
优选的，上述气动手指的机座上安装有夹持摄像头和夹持距离传感器器。
优选的，上述探头通过伸缩波纹管连接到探头伸缩气缸的缸杆头部。
优选的，上述腐蚀测厚仪的机体通过减震装置连接到无人机机体上。
优选的，上述减震装置包括减震胶垫和减震槽，腐蚀测厚仪的机体上侧设置法兰盘，法兰盘通过螺钉固定连接在无人机上，减震胶垫为套圈结构，套接在螺钉上并位于法兰盘与无人机之间，减震槽设置在腐蚀测厚仪的机体上侧端面，槽内设置有减震钢珠层，减震槽采用盖板盖合。
优选的，上述无人机上安装有测厚红外距离传感器。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明通过摄像头观察耐腐蚀层颜色变化，初步判断耐腐蚀情况是否达到设定要求，再通过测厚仪测量耐腐蚀层厚度，并将结果传送到监测终端，实现铁塔耐腐蚀情况的远程监测和远程操控，省时省力，操作安全，采用无人机对腐蚀测厚仪进行飞行移动，达到设定位置后采用探头伸缩气缸，进行伸缩将探头触碰到铁塔所需测厚点进行厚度测量，能够快速实现耐候钢铁塔的耐腐蚀层厚度测量，而且能够针对不同高度位置的耐腐蚀厚度测量，采用伸缩气缸，气缸在伸缩过程中具有弹性缓冲作用，当探头触碰到铁塔角钢时，能够起到保护探头的作用。
附图说明
图1为本发明的俯视结构示意图；
图2为本发明的后视结构示意图；
图3为本发明的右视结构示意图；
图4为减震装置安装结构示意图；
图5为气动手指侧视结构示意图；
图6为气动手指更换为通电磁铁结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
实施例1：如图1-图5所示，一种耐候钢铁塔耐腐蚀监测装置，包括无人机1（如大疆无人机）和腐蚀测厚仪2，无人机1机体的重心下方安装腐蚀测厚仪2，腐蚀测厚仪2的探头4通过探头伸缩气缸3连接在腐蚀测厚仪2机体上，无人机1上前侧安装有摄像头18，腐蚀测厚仪2和摄像头18通过数据线连接到无人机的控制器，控制器通过无线模块连接到便携式监测终端。
优选的，上述还包括固定锁紧装置，固定锁紧装置安装在无人机1上，用于将无人机1锁紧在铁塔角钢上，加装固定锁紧装置，便于将无人机固定后进行厚度测量，测量更精确，避免了无人机的机翼旋转过程中产生的振动。
优选的，上述固定锁紧装置采用两个，对称安装在无人机1上，均包括带定向伸缩功能的手臂伸缩气缸5和气动手指6，手臂伸缩气缸5的缸座固定连接在无人机1机体下侧，手臂伸缩气缸5的缸杆可拆卸地垂直固定连接转接臂7一端，转接臂7另一端固定连接在气动手指6的机座，采用两个固定机构同时锁紧，无人机受力平稳，支撑稳定可靠，采用手臂伸缩气缸横向延展宽度，从而适应两个固定锁紧装置固定在不同宽度的角钢上，提高适应能力，采用气动手指，能够快速实现夹持固定，手臂伸缩气缸5采用双杆伸缩气缸，具有防转动功能，实现定向伸缩，采用气动手指夹持，能够实现夹持稳定可靠，夹持快速，并能够适应不同宽度角钢的夹持固定。
优选的，上述气动手指6的夹持面设置有橡胶层9，一方面，能够增加夹持面的摩擦力，夹持更加稳定可靠，另一方面，能够起到减震作用，提高测量精度。
优选的，上述气动手指6的机座上安装有夹持摄像头10和夹持距离传感器器11，夹持摄像头10和夹持距离传感器器11上下布置在安装板20上，安装板20固定连接在气动手指6的机座上，通过摄像头和夹持距离传感器判断夹持点位置，控制手臂伸缩气缸进行位置控制，从而实现气动手指的准确定位。
优选的，上述探头4通过伸缩波纹管12连接到探头伸缩气缸3的缸杆头部，塑胶制作的伸缩波纹管具有万向功能，当探头触碰到测点的表面时，可能并未完全接触，在伸缩气缸的作用下和伸缩波纹管的万向功能下，能够将探头端面完全贴合测点表面，测厚精度更高。
优选的，上述腐蚀测厚仪2的机体通过减震装置连接到无人机1机体上，设置减震装置，能够避免无人机的微小晃动或飞行组件产生的振动起到隔离减震作用，提高探头的测量精度。
优选的，上述减震装置包括减震胶垫13和减震槽14，腐蚀测厚仪2的机体上侧设置法兰盘，法兰盘通过螺钉15固定连接在无人机1上，减震胶垫13为套圈结构，套接在螺钉15上并位于法兰盘与无人机1之间，减震槽14设置在腐蚀测厚仪2的机体上侧端面，槽内设置有减震钢珠层16，减震槽14采用盖板17盖合，采用减震胶垫和设置减震珠的减震槽结构，能够起到双重减震作用，更好地避免振动对于探头测量的精确性，对于减震珠的多少，可以根据试验获得最佳的减震效果获得，减震槽14横截面设置不同宽度的3个，纵截面设置等长的3-5个。
优选的，上述无人机1上安装有测厚红外距离传感器19，通过配合摄像头18和红外距离传感器查看测点位置，控制无人机移动到设定位置时，伸出探头，实现精确定位。
腐蚀测厚仪连接到无人机的控制器，通过无人机的控制器实现腐蚀测厚仪的厚度读取，控制器还连接有控制探头伸缩气缸伸缩的电磁阀、以及控制手臂伸缩气缸5伸缩和气动手指6的电磁阀、夹持摄像头10、夹持距离传感器器11、摄像头18和测厚红外距离传感器19，能够实现远程自动控制耐腐蚀层测厚和腐蚀情况监测。
腐蚀测厚仪连接到无人机的控制器，通过无人机的控制器实现腐蚀测厚仪的厚度读取，控制器还连接有控制探头伸缩气缸伸缩的电磁阀、以及控制手臂伸缩气缸5伸缩和气动手指6的电磁阀、夹持摄像头10、夹持距离传感器器11、测厚摄像头18和测厚红外距离传感器19，能够实现远程自动控制测厚。
优选的，上述气动手指6的两夹持手指前侧设置有弧形导向片21，便于进行卡入角钢进行固定。
使用原理：通过腐蚀观察的摄像头18和测厚红外距离传感器19，查看测点位置和耐腐蚀情况，控制无人机移动到设定位置，并通过夹持摄像头10和夹持距离传感器器11判断夹持点位置，控制手臂伸缩气缸进行气动手指位置控制，实现气动手指的准确定位，固定锁紧装置固定好无人机后，降低机翼旋转速度（或停止），伸出探头，当触碰到测点表面时，获得耐腐蚀层厚度测量，厚度值采集多次（采集的多次数值需要满足两两之间差值小于设定值，若不满足需要控制探头伸出长度，重新测量，直到满足条件为止）求取平均值，测量完成后，提高机翼速度（启动机翼），缩回探头，松开气动手指，控制无人机移动到下一位置，针对铁塔测量时，需要在不同高度的铁塔表面测量耐腐蚀层厚度值和采集耐腐蚀情况图片，并将所有结果无线传输到便携式远程监测终端。
实施例2：如图6所示，一种耐候钢铁塔耐腐蚀监测装置，气动手指6可替换为通电磁铁8，其余结构与实施例1中相同，磁铁吸附可靠稳定，通电磁铁8通过电缆连接到无人机控制器，通电后产生强力吸力，通电磁铁8上方通过支架安装有吸力摄像头和距离传感器器，支架固定连接在转接臂上，气动手指和通电磁铁与转接臂均为可拆卸结构。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，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以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种耐候钢铁塔耐腐蚀监测装置，其特征在于：包括无人机（1）和腐蚀测厚仪（2），无人机（1）机体的重心下方安装腐蚀测厚仪（2），腐蚀测厚仪（2）的探头（4）通过探头伸缩气缸（3）连接在腐蚀测厚仪（2）机体上，无人机（1）上前侧安装有摄像头（18），腐蚀测厚仪（2）和摄像头（18）通过数据线连接到无人机的控制器，控制器通过无线模块连接到便携式监测终端。
2.根据权利要求1所述的一种耐候钢铁塔耐腐蚀监测装置，其特征在于：还包括固定锁紧装置，固定锁紧装置安装在无人机（1）上，用于将无人机（1）锁紧在铁塔角钢上。
3.根据权利要求2所述的一种耐候钢铁塔耐腐蚀监测装置，其特征在于：固定锁紧装置采用两个，对称安装在无人机（1）上，均包括带定向伸缩功能的手臂伸缩气缸（5）和气动手指（6），手臂伸缩气缸（5）的缸座固定连接在无人机（1）机体下侧，手臂伸缩气缸（5）的缸杆可拆卸地垂直固定连接转接臂（7）一端，转接臂（7）另一端固定连接在气动手指（6）的机座。
4.根据权利要求3所述的一种耐候钢铁塔耐腐蚀监测装置，其特征在于：气动手指（6）可替换为通电磁铁（8）。
5.根据权利要求3所述的一种耐候钢铁塔耐腐蚀监测装置，其特征在于：气动手指（6）的夹持面设置有橡胶层（9）。
6.根据权利要求3所述的一种耐候钢铁塔耐腐蚀监测装置，其特征在于：气动手指（6）的机座上安装有夹持摄像头（10）和夹持距离传感器器（11）。
7.根据权利要求1所述的一种耐候钢铁塔耐腐蚀监测装置，其特征在于：探头（4）通过伸缩波纹管（12）连接到探头伸缩气缸（3）的缸杆头部。
8.根据权利要求1所述的一种耐候钢铁塔耐腐蚀监测装置，其特征在于：腐蚀测厚仪（2）的机体通过减震装置连接到无人机（1）机体上。
9.根据权利要求8所述的一种耐候钢铁塔耐腐蚀监测装置，其特征在于：减震装置包括减震胶垫（13）和减震槽（14），腐蚀测厚仪（2）的机体上侧设置法兰盘，法兰盘通过螺钉（15）固定连接在无人机（1）上，减震胶垫（13）为套圈结构，套接在螺钉（15）上并位于法兰盘与无人机（1）之间，减震槽（14）设置在腐蚀测厚仪（2）的机体上侧端面，槽内设置有减震钢珠层（16），减震槽（14）采用盖板（17）盖合。
10.根据权利要求1所述的一种耐候钢铁塔耐腐蚀监测装置的操作方法，其特征在于：无人机（1）上安装有测厚红外距离传感器（19）。
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