基于自動控制技術的履帶式牽引裝置的制作方法

本發明涉及電力工程領域，具體涉及基于自動控制技術的履帶式牽引裝置。

背景技術：

電力電纜是用于傳輸和分配電能的電纜，電力電纜常用于城市地下電網、發電站引出線路、工礦企業內部供電及過江海水下輸電線。在電力線路中，電纜所占比重正逐漸增加。電力電纜是在電力系統的主干線路中用以傳輸和分配大功率電能的電纜產品，包括1-500kv以及以上各種電壓等級，各種絕緣的電力電纜。電力電纜的使用至今已有百余年歷史。1879年，美國發明家t.a.愛迪生在銅棒上包繞黃麻并將其穿入鐵管內，然后填充瀝青混合物制成電纜。他將此電纜敷設于紐約，開創了地下輸電。次年，英國人卡倫德發明瀝青浸漬紙絕緣電力電纜。1889年，英國人s.z.費蘭梯在倫敦與德特福德之間敷設了10千伏油浸紙絕緣電纜。1908年，英國建成20千伏電纜網。電力電纜得到越來越廣的應用。1911年，德國敷設成60千伏高壓電纜，開始了高壓電纜的發展。1913年，德國人m.霍希施泰特研制成分相屏蔽電纜,改善了電纜內部電場分布,消除了絕緣表面的正切應力，成為電力電纜發展中的里程碑。1952年，瑞典在北部發電廠敷設了380千伏超高壓電纜,實現了超高壓電纜的應用。到80年代已制成1100千伏、1200千伏的特高壓電力電纜。

隨著城市規劃的發展，大量的電纜鋪設已經從高架的形式轉換為地下埋設。電纜在地下埋設時，需要在預設的電纜井中鋪設。對電纜進行井下運輸時，往往需要對電纜的直徑進行檢測，現有的電纜直徑檢測方式采用ccd將光學影像轉化為電信號然后得出電纜直徑的方式，但是在井下作業時，井下空氣的懸浮顆粒很多，并且光線昏暗，從而導致采集的光學影像不準確，進而使得電纜直徑檢測不準確。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是現有的電纜直徑檢測方式在井下作業時，檢測的電纜直徑不準確，目的在于提供基于自動控制技術的履帶式牽引裝置，解決上述問題。

本發明通過下述技術方案實現：

基于自動控制技術的履帶式牽引裝置，包括管徑檢測儀、上夾持件和下夾持件；所述上夾持件和下夾持件對向設置并夾持電纜；所述上夾持件上設置帶動上夾持件運動的電機；所述電纜穿過管徑檢測儀，且管徑檢測儀檢測電纜管徑；所述管徑檢測儀包括沿電纜軸向依次設置的第一限位件、第一檢測器、第二檢測器和第二限位件；所述第一限位件和第二限位件對電纜的徑向位置進行限制；所述第一檢測器包括第一定位環、第一伸縮桿、第二伸縮桿、第三伸縮桿和第四伸縮桿；所述第一伸縮桿、第二伸縮桿、第三伸縮桿和第四伸縮桿依次設置于第一定位環內側；所述第一伸縮桿的軸線與第二伸縮桿的軸線的夾角為90°；所述第二伸縮桿的軸線與第三伸縮桿的軸線的夾角為90°；所述第三伸縮桿的軸線與第四伸縮桿的軸線的夾角為90°；所述第四伸縮桿的軸線與第一伸縮桿的軸線的夾角為90°；所述第二檢測器包括第二定位環、第五伸縮桿、第六伸縮桿、第七伸縮桿和第八伸縮桿；所述第五伸縮桿的軸線與第六伸縮桿的軸線的夾角為90°；所述第六伸縮桿的軸線與第七伸縮桿的軸線的夾角為90°；所述第七伸縮桿的軸線與第八伸縮桿的軸線的夾角為90°；所述第八伸縮桿的軸線與第五伸縮桿的軸線的夾角為90°；所述第五伸縮桿的軸線與第一伸縮桿的軸線的夾角為45°；所述第一檢測器上設置：用于檢測第一伸縮桿和第三伸縮桿接觸電纜時，第一伸縮桿端面和第三伸縮桿端面之間相對距離的第一傳感器；用于檢測第二伸縮桿和第四伸縮桿接觸電纜時，第二伸縮桿端面和第四伸縮桿端面之間相對距離的第二傳感器；所述第二檢測器上設置：用于檢測第五伸縮桿和第七伸縮桿接觸電纜時，第五伸縮桿端面和第七伸縮桿端面之間相對距離的第三傳感器；用于檢測第六伸縮桿和第八伸縮桿接觸電纜時，第六伸縮桿端面和第八伸縮桿端面之間相對距離的第四傳感器。

現有技術中，對電纜進行井下運輸時，往往需要對電纜的直徑進行檢測，現有的電纜直徑檢測方式采用ccd將光學影像轉化為電信號然后得出電纜直徑的方式，但是在井下作業時，井下空氣的懸浮顆粒很多，并且光線昏暗，從而導致采集的光學影像不準確，進而使得電纜直徑檢測不準確。本發明應用時，上夾持件和下夾持件夾持電纜并運送時，實時對電纜進行直徑檢測，第一伸縮桿、第二伸縮桿、第三伸縮桿和第四伸縮桿伸出，并接觸電纜，由于第一伸縮桿、第二伸縮桿、第三伸縮桿和第四伸縮桿之間的角度設置，第一伸縮桿和第三伸縮桿的端面的距離即為電纜的直徑，同時第二伸縮桿和第四伸縮桿的端面的距離也為電纜的直徑；第五伸縮桿、第六伸縮桿、第七伸縮桿和第八伸縮桿伸出，并接觸電纜，由于第五伸縮桿、第六伸縮桿、第七伸縮桿和第八伸縮桿之間的角度設置，第五伸縮桿和第七伸縮桿的端面的距離即為電纜的直徑，同時第六伸縮桿和第八伸縮桿的端面的距離也為電纜的直徑；并且由于第五伸縮桿的軸線與第一伸縮桿的軸線的夾角為45°，使得第一檢測器和第二檢測器可以從四個方位對電纜的直徑進行檢測，這就使得需要電纜直徑數據時，可以得到四個直徑值，工作人員可以將這四個直徑值選取最大值、最小值或者平均值用于不同的領域，從而提高了本裝置的通用性，并且由于不需要采用ccd技術，所以不受井下空氣的懸浮顆粒和光線影響，所以在井下的檢測精度很高。本發明通過設置上述設備，不受井下空氣的懸浮顆粒和光線影響，所以在井下的檢測精度很高，并且由于可以得到四個直徑值，工作人員可以將這四個直徑值選取最大值、最小值或者平均值用于不同的領域，從而提高了本裝置的通用性。

進一步的，所述管徑檢測儀上還設置控制裝置；所述控制裝置包括：用于得出第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器和第四傳感器檢測的距離值的平均值的均值模塊；用于根據均值模塊得出的平均值得出對應電機轉速的控制模塊；用于根據對應電機轉速控制電機工作的驅動模塊。

現有技術中，電纜井下運輸時，都采用勻速運輸，這就使得當電纜的管徑變化時，管徑如果增大，會發生運輸設備和電纜之間的滑動摩擦，從而造成電纜絕緣層的損壞。本發明應用時，均值模塊得出第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器和第四傳感器檢測的距離值的平均值，控制模塊根據均值模塊得出的平均值得出對應電機轉速，驅動模塊根據對應電機轉速控制電機工作，從而根據電纜的直徑對電機的速度進行控制，使得可以適用于各種管徑的電纜而不會造成電纜絕緣層的損壞。

再進一步的，所述均值模塊包括第一電阻r1、第二電阻r2、第三電阻r3、第四電阻r4、第五電阻r5、第六電阻r6和運算放大器c；所述r1的一端、r2的一端、r3的一端和r4的一端共同連接于c的反相輸入端，且r1的另一端接收第一傳感器檢測的距離信號，r2的另一端接收第二傳感器檢測的距離信號，r3的另一端接收第三傳感器檢測的距離信號，r4的另一端接收第四傳感器檢測的距離信號；所述r5的一端接c的同相輸入端，r5的另一端接地；所述r6的一端接c的反相輸入端，r6的另一端接c的輸出端；所述c的輸出端接控制模塊。

現有技術中，進行傳感器數據處理時，需要進行模數轉換在對數據進行處理，模數轉換時，數據會發生失真，此時再對數據進行處理，會將失真放大，從而造成處理后的數據不準確。本發明應用時，第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器和第四傳感器檢測的距離信號通過r1、r2、r3和r4進入運算放大器c，此時調整r1、r2、r3、r4、r5和r6的阻值，即可以實現對第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器和第四傳感器檢測的距離信號的平均值的計算。本發明在進行距離信號的平均值的計算時不需要進行模數轉換，只需要模擬信號即可完成，從而保證了數據信號不會發生失真，保證了數據的準確性。

再進一步的，所述r5的阻值等于r1、r2、r3、r4和r6并聯后的阻值；所述r1、r2、r3和r4的阻值相等；所述r6的阻值為r1阻值的25％。

本發明應用時，將r1、r2、r3、r4、r5和r6的阻值按上述設置，即可實現在c的輸出端即為第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器和第四傳感器檢測的距離信號的平均值。

再進一步的，所述控制裝置還包括：用于儲存預設電纜直徑d、與該直徑d對應的電機轉速v和修正系數β的儲存模塊；所述控制模塊根據下式得出對應電機轉速v′：式中d′為均值模塊得出的平均值。

現有技術中，電纜井下運輸時，都采用勻速運輸，這就使得當電纜的管徑變化時，管徑如果增大，會發生運輸設備和電纜之間的滑動摩擦，從而造成電纜絕緣層的損壞。本發明應用時，通過得出電機所對應的轉速，既可以實現對電機轉速的自動調節，電纜的重量一般與電纜直徑的平方成正比，而當電纜直徑增大時，降低電機轉速，并增加扭矩，即可避免運輸設備和電纜之間的滑動摩擦，從而避免電纜絕緣層的損壞，同時再采用β對速度進行修正，即可進一步的保護電纜絕緣層。

再進一步的，所述β采用0.95～0.98。

進一步的，所述上夾持件包括主動輪、第一履帶和第一從動輪；所述下夾持件包括第二從動輪、第二履帶和第三從動輪；所述第一履帶設置于主動輪和第一從動輪外緣；所述第二履帶設置于第二從動輪和第三從動輪外緣；所述主動輪連接于電機，且在電機帶動下轉動，并帶動第一履帶和第一從動輪運動。

進一步的，所述第一限位件和第二限位件采用鎢鋼合金。

進一步的，所述第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器和第四傳感器的檢測方式相同。

進一步的，所述第一傳感器根據第一伸縮桿和第三伸縮桿的伸縮量檢測第一伸縮桿端面和第三伸縮桿端面之間相對距離。

本發明與現有技術相比，具有如下的優點和有益效果：

1、本發明基于自動控制技術的履帶式牽引裝置，通過設置上述設備，不受井下空氣的懸浮顆粒和光線影響，所以在井下的檢測精度很高，并且由于可以得到四個直徑值，工作人員可以將這四個直徑值選取最大值、最小值或者平均值用于不同的領域，從而提高了本裝置的通用性；

2、本發明基于自動控制技術的履帶式牽引裝置，根據電纜的直徑對電機的速度進行控制，使得可以適用于各種管徑的電纜而不會造成電纜絕緣層的損壞；

3、本發明基于自動控制技術的履帶式牽引裝置，在進行距離信號的平均值的計算時不需要進行模數轉換，只需要模擬信號即可完成，從而保證了數據信號不會發生失真，保證了數據的準確性；

4、本發明基于自動控制技術的履帶式牽引裝置，當電纜直徑增大時，降低電機轉速，并增加扭矩，即可避免運輸設備和電纜之間的滑動摩擦，從而避免電纜絕緣層的損壞。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本發明實施例的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本發明實施例的限定。在附圖中：

圖1為本發明結構示意圖；

圖2為本發明管徑檢測儀結構示意圖；

圖3為本發明第一檢測器結構示意圖；

圖4為本發明第二檢測器結構示意圖；

圖5為本發明系統結構示意圖；

圖6為本發明均值模塊電路原理圖。

附圖中標記及對應的零部件名稱：

1-電纜，2-管徑檢測儀，3-上夾持件，4-下夾持件，21-第一限位件，22-第一檢測器，23-第二檢測器，24-第二限位件，221-第一定位環，222-第一伸縮桿，223-第二伸縮桿，224-第三伸縮桿，225-第四伸縮桿，231第二定位環，232第五伸縮桿，233-第六伸縮桿，234-第七伸縮桿，235-第八伸縮桿，31-主動輪，32-第一履帶，33-第一從動輪，41-第二從動輪，42-第二履帶，43-第三從動輪。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，下面結合實施例和附圖，對本發明作進一步的詳細說明，本發明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發明，并不作為對本發明的限定。

實施例1

如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發明基于自動控制技術的履帶式牽引裝置，包括管徑檢測儀2、上夾持件3和下夾持件4；所述上夾持件3和下夾持件4對向設置并夾持電纜1；所述上夾持件3上設置帶動上夾持件3運動的電機；所述電纜1穿過管徑檢測儀2，且管徑檢測儀2檢測電纜1管徑；所述管徑檢測儀2包括沿電纜1軸向依次設置的第一限位件21、第一檢測器22、第二檢測器23和第二限位件24；所述第一限位件21和第二限位件24對電纜1的徑向位置進行限制；所述第一檢測器22包括第一定位環221、第一伸縮桿222、第二伸縮桿223、第三伸縮桿224和第四伸縮桿225；所述第一伸縮桿222、第二伸縮桿223、第三伸縮桿224和第四伸縮桿225依次設置于第一定位環221內側；所述第一伸縮桿222的軸線與第二伸縮桿223的軸線的夾角為90°；所述第二伸縮桿223的軸線與第三伸縮桿224的軸線的夾角為90°；所述第三伸縮桿224的軸線與第四伸縮桿225的軸線的夾角為90°；所述第四伸縮桿225的軸線與第一伸縮桿222的軸線的夾角為90°；所述第二檢測器23包括第二定位環231、第五伸縮桿232、第六伸縮桿233、第七伸縮桿234和第八伸縮桿235；所述第五伸縮桿232的軸線與第六伸縮桿233的軸線的夾角為90°；所述第六伸縮桿233的軸線與第七伸縮桿234的軸線的夾角為90°；所述第七伸縮桿234的軸線與第八伸縮桿235的軸線的夾角為90°；所述第八伸縮桿235的軸線與第五伸縮桿232的軸線的夾角為90°；所述第五伸縮桿232的軸線與第一伸縮桿222的軸線的夾角為45°；所述第一檢測器22上設置：用于檢測第一伸縮桿222和第三伸縮桿224接觸電纜1時，第一伸縮桿222端面和第三伸縮桿224端面之間相對距離的第一傳感器；用于檢測第二伸縮桿223和第四伸縮桿225接觸電纜1時，第二伸縮桿223端面和第四伸縮桿225端面之間相對距離的第二傳感器；所述第二檢測器23上設置：用于檢測第五伸縮桿232和第七伸縮桿234接觸電纜1時，第五伸縮桿232端面和第七伸縮桿234端面之間相對距離的第三傳感器；用于檢測第六伸縮桿233和第八伸縮桿235接觸電纜1時，第六伸縮桿233端面和第八伸縮桿235端面之間相對距離的第四傳感器。

本實施例實施時，上夾持件3和下夾持件4夾持電纜1并運送時，實時對電纜1進行直徑檢測，第一伸縮桿222、第二伸縮桿223、第三伸縮桿224和第四伸縮桿225伸出，并接觸電纜1，由于第一伸縮桿222、第二伸縮桿223、第三伸縮桿224和第四伸縮桿225之間的角度設置，第一伸縮桿222和第三伸縮桿224的端面的距離即為電纜1的直徑，同時第二伸縮桿223和第四伸縮桿225的端面的距離也為電纜1的直徑；第五伸縮桿232、第六伸縮桿233、第七伸縮桿234和第八伸縮桿235伸出，并接觸電纜1，由于第五伸縮桿232、第六伸縮桿233、第七伸縮桿234和第八伸縮桿235之間的角度設置，第五伸縮桿232和第七伸縮桿234的端面的距離即為電纜1的直徑，同時第六伸縮桿233和第八伸縮桿235的端面的距離也為電纜1的直徑；并且由于第五伸縮桿232的軸線與第一伸縮桿222的軸線的夾角為45°，使得第一檢測器22和第二檢測器23可以從四個方位對電纜1的直徑進行檢測，這就使得需要電纜1直徑數據時，可以得到四個直徑值，工作人員可以將這四個直徑值選取最大值、最小值或者平均值用于不同的領域，從而提高了本裝置的通用性，并且由于不需要采用ccd技術，所以不受井下空氣的懸浮顆粒和光線影響，所以在井下的檢測精度很高。本發明通過設置上述設備，不受井下空氣的懸浮顆粒和光線影響，所以在井下的檢測精度很高，并且由于可以得到四個直徑值，工作人員可以將這四個直徑值選取最大值、最小值或者平均值用于不同的領域，從而提高了本裝置的通用性。

實施例2

如圖5所示，本實施例在實施例1的基礎上，所述管徑檢測儀2上還設置控制裝置；所述控制裝置包括：用于得出第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器和第四傳感器檢測的距離值的平均值的均值模塊；用于根據均值模塊得出的平均值得出對應電機轉速的控制模塊；用于根據對應電機轉速控制電機工作的驅動模塊。

本實施例實施時，均值模塊得出第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器和第四傳感器檢測的距離值的平均值，控制模塊根據均值模塊得出的平均值得出對應電機轉速，驅動模塊根據對應電機轉速控制電機工作，從而根據電纜的直徑對電機的速度進行控制，使得可以適用于各種管徑的電纜而不會造成電纜絕緣層的損壞。

實施例3

如圖6所示，本實施例在實施例2的基礎上，所述均值模塊包括第一電阻r1、第二電阻r2、第三電阻r3、第四電阻r4、第五電阻r5、第六電阻r6和運算放大器c；所述r1的一端、r2的一端、r3的一端和r4的一端共同連接于c的反相輸入端，且r1的另一端接收第一傳感器檢測的距離信號，r2的另一端接收第二傳感器檢測的距離信號，r3的另一端接收第三傳感器檢測的距離信號，r4的另一端接收第四傳感器檢測的距離信號；所述r5的一端接c的同相輸入端，r5的另一端接地；所述r6的一端接c的反相輸入端，r6的另一端接c的輸出端；所述c的輸出端接控制模塊。

本實施例實施時，第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器和第四傳感器檢測的距離信號通過r1、r2、r3和r4進入運算放大器c，此時調整r1、r2、r3、r4、r5和r6的阻值，即可以實現對第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器和第四傳感器檢測的距離信號的平均值的計算。本發明在進行距離信號的平均值的計算時不需要進行模數轉換，只需要模擬信號即可完成，從而保證了數據信號不會發生失真，保證了數據的準確性。

實施例4

本實施例在實施例3的基礎上，所述r5的阻值等于r1、r2、r3、r4和r6并聯后的阻值；所述r1、r2、r3和r4的阻值相等；所述r6的阻值為r1阻值的25％。

本實施例實施時，將r1、r2、r3、r4、r5和r6的阻值按上述設置，即可實現在c的輸出端即為第一傳感器、第二傳感器、第三傳感器和第四傳感器檢測的距離信號的平均值。

實施例5

本實施例在實施例2的基礎上，所述控制裝置還包括：用于儲存預設電纜直徑d、與該直徑d對應的電機轉速v和修正系數β的儲存模塊；所述控制模塊根據下式得出對應電機轉速v′：式中d′為均值模塊得出的平均值。

本實施例實施時，通過得出電機所對應的轉速，既可以實現對電機轉速的自動調節，電纜1的重量一般與電纜1直徑的平方成正比，而當電纜直徑增大時，降低電機轉速，并增加扭矩，即可避免運輸設備和電纜之間的滑動摩擦，從而避免電纜絕緣層的損壞，同時再采用β對速度進行修正，即可進一步的保護電纜絕緣層。

以上所述的具體實施方式，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施方式而已，并不用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。