遙控智能螺栓緊固裝置及用于該裝置的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種遙控智能螺栓緊固裝置及用于該裝置的方法，該螺栓緊固裝置包括無線發(fā)送模塊、無線接收模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、直流電機(jī)、數(shù)據(jù)處理模塊、報警模塊、電源模塊，其中，無線發(fā)送模塊，用于操作者通過手中遙控器對緊固裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程操作；無線接收模塊，用于接收操作者在遙控器上發(fā)出的指令，是對螺栓緊固還是松開；直流電機(jī)，用于對螺栓緊固提供動力，并將電機(jī)電流信號傳送給數(shù)據(jù)采集模塊。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)在螺栓緊固過程中扭力的實時監(jiān)控，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)扭力時可以防止把螺絲擰斷的危險。
【專利說明】遙控智能螺栓緊固裝置及用于該裝置的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本涉及一種遙控智能螺栓緊固裝置，應(yīng)用于輸電線路帶電檢修、停電檢修或工程驗收工作中。
【背景技術(shù)】
[0002]在電力生產(chǎn)中，輸電線路帶電檢修、停電檢修或工程驗收工作中，對跳線弓I流板等導(dǎo)線側(cè)金具螺栓的緊固和緊固情況的檢測，作業(yè)人員需要通過笨重的專用工具才能進(jìn)入作業(yè)部位作業(yè)，勞動強(qiáng)度大，工作效率低，作業(yè)危險性高，特別是等電位緊固引流設(shè)備松動發(fā)熱螺栓，存在較高的安全風(fēng)險。因此研究一種安全、高效的螺栓緊固器非常必要。目前，通常采用的螺栓緊固器存在的問題是:(I)螺栓緊固器主體在操作者手上，中間通過絕緣桿將扭力傳輸?shù)角岸说穆菟?，這樣會造成扭力的損耗，同時對絕緣桿的設(shè)計過于復(fù)雜；(2)螺栓是否緊固主要通過操作者的經(jīng)驗，不能夠很直觀的了解到螺栓是否擰緊，來提醒操作者，不夠智能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]技術(shù)問題:本發(fā)明提供一種智能螺栓緊固裝置及用于該裝置的方法，實現(xiàn)了對緊固裝置遠(yuǎn)程自動化控制。
[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】
:為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種遙控智能螺栓緊固裝置，該螺栓緊固裝置包括無線發(fā)送模塊、無線接收模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、直流電機(jī)、數(shù)據(jù)處理模塊、報警模塊、電源模塊，其中，
[0005]無線發(fā)送模塊，用于操作者通過手中遙控器對緊固裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程操作；
[0006]無線接收模塊，用于接收操作者在遙控器上發(fā)出的指令，是對螺栓緊固還是松開；
[0007]直流電機(jī)，用于對螺栓緊固提供動力，并將電機(jī)電流信號傳送給數(shù)據(jù)采集模塊；
[0008]數(shù)據(jù)采集模塊，用于接收直流電機(jī)發(fā)送的電流信號并且轉(zhuǎn)化為電壓信號，最終傳送給數(shù)據(jù)處理模塊；
[0009]數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送的電壓信號，并進(jìn)行判斷，電壓信號是否超過預(yù)設(shè)的值，如果是，則控制報警模塊提醒操作者停止操作；
[0010]報警模塊，用于提醒操作者；
[0011 ] 電源模塊，用于給該螺栓緊固裝置提供動力。
[0012]優(yōu)選的，該裝置還包括
[0013]存儲模塊，用于儲存待播放的音頻信號；
[0014]報警模塊，用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊的控制，給操作者發(fā)出語音提示信號。
[0015]優(yōu)選的,數(shù)據(jù)處理模塊采用cortex-m3內(nèi)核的ARM處理器。
[0016]優(yōu)選的，電源模塊采用12V鋰電池。
[0017]本發(fā)明還提供了一種用于遙控智能螺栓緊固裝置的方法，該方法包括如下步驟:[0018]操作者通過遙控器來控制螺栓緊固裝置內(nèi)的直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，由數(shù)據(jù)采集模塊對直流電機(jī)的電流進(jìn)行采集來反映電機(jī)的扭力大小，并傳給數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行處理和判斷，當(dāng)電流達(dá)到預(yù)設(shè)扭力時，控制報警模塊提醒操作者停止操作。
[0019]優(yōu)選的，數(shù)據(jù)處理模塊處理和判斷的過程為:采集直流電機(jī)電機(jī)的電流，扭力越大電機(jī)的電流相應(yīng)的會變大，通過傳感器將電流轉(zhuǎn)化為電壓，再經(jīng)過運(yùn)放電路和限幅電路對電壓進(jìn)行處理，使得電壓值符合數(shù)據(jù)處理模塊的電壓范圍，再將電壓發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊，將該電壓數(shù)值和預(yù)設(shè)的電壓值進(jìn)行比較，從而判斷是否達(dá)到預(yù)設(shè)的扭力大小。
[0020]有益效果:本發(fā)明可預(yù)設(shè)扭力，實時監(jiān)測扭力大小，最大扭力應(yīng)可達(dá)到80-100N.M,電池可以反復(fù)充電更加的方便，可以應(yīng)用于輸電線路帶電檢修、停電檢修或工程驗收工作中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]下面結(jié)合附圖及實施方式對本發(fā)明專利作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
[0022]圖1為遙控智能螺栓緊固裝置的硬件結(jié)構(gòu)圖；
[0023]圖2為現(xiàn)場操作示意圖；
[0024]圖3為硬件功能示意圖；
[0025]圖4為軟件實現(xiàn)流程圖；
[0026]圖5為智能螺栓緊固裝置整體示意圖；
[0027]圖6為智能螺栓緊固裝置主體內(nèi)部上剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖7為智能螺栓緊固裝置主體內(nèi)部下剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0029]本發(fā)明提供的遙控智能螺栓緊固裝置，通過絕緣桿將其送入線路帶電部位緊固螺栓，通過控制遙控器來控制該螺栓緊固裝置，主要包括無線發(fā)送模塊、無線接收模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、直流電機(jī)、數(shù)據(jù)處理模塊、報警模塊、電源模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)在螺栓緊固過程中扭力的實時監(jiān)控，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)扭力時通過喇叭播放語音，防止把螺絲擰斷的危險，鋰電池采用12V充電電池對整個螺栓緊固裝置進(jìn)行供電，通過絕緣桿將緊固裝置送入工作，緊固裝置前端的套筒扳手型號可以根據(jù)情況隨意更換。
[0030]其中，無線發(fā)送模塊，用于操作者通過手中遙控器對緊固裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程操作；
[0031]無線接收模塊，用于接收操作者在遙控器上發(fā)出的指令，是對螺栓緊固還是松開；
[0032]直流電機(jī)，用于對螺栓緊固提供動力，并將電機(jī)電流信號傳送給數(shù)據(jù)采集模塊；
[0033]數(shù)據(jù)采集模塊，用于接收直流電機(jī)發(fā)送的電流信號并且轉(zhuǎn)化為電壓信號，最終傳送給數(shù)據(jù)處理模塊；
[0034]數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送的電壓信號，并進(jìn)行判斷，電壓信號是否超過預(yù)設(shè)的值，如果是，則控制報警模塊提醒操作者停止操作；
[0035]報警模塊，用于提醒操作者；
[0036]電源模塊，用于給該螺栓緊固裝置提供動力。
[0037]該裝置還包括[0038]存儲模塊，用于儲存待播放的音頻信號；
[0039]報警模塊，用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊的控制，給操作者發(fā)出語音提示信號。
[0040]數(shù)據(jù)處理模塊采用cortex-m3內(nèi)核的ARM處理器。
[0041]電源模塊采用12V鋰電池。
[0042]本發(fā)明還提供了一種用于遙控智能螺栓緊固裝置的方法，該方法包括如下步驟:
[0043]操作者通過遙控器來控制螺栓緊固裝置內(nèi)的直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，由數(shù)據(jù)采集模塊對直流電機(jī)的電流進(jìn)行采集來反映電機(jī)的扭力大小，并傳給數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行處理和判斷，當(dāng)電流達(dá)到預(yù)設(shè)扭力時，控制報警模塊提醒操作者停止操作。
[0044]數(shù)據(jù)處理模塊處理和判斷的過程為:采集直流電機(jī)電機(jī)的電流，扭力越大電機(jī)的電流相應(yīng)的會變大，通過傳感器將電流轉(zhuǎn)化為電壓，再經(jīng)過運(yùn)放電路和限幅電路對電壓進(jìn)行處理，使得電壓值符合數(shù)據(jù)處理模塊的電壓范圍，再將電壓發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊，將該電壓數(shù)值和預(yù)設(shè)的電壓值進(jìn)行比較，從而判斷是否達(dá)到預(yù)設(shè)的扭力大小。
[0045]遙控智能螺栓緊固裝置，由遙控器上的兩個按鍵來控制螺栓緊固裝置內(nèi)的直流電機(jī)正反轉(zhuǎn)，通過對電機(jī)電流的采集來反映電機(jī)的扭力大小，再通過A/D采集將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和判斷，當(dāng)達(dá)到預(yù)設(shè)扭力的時候控制TF (微型安全數(shù)碼卡)卡進(jìn)過D/A發(fā)送給音頻模塊播放相應(yīng)的語音來提醒操作者停止操作，整個緊固裝置采用12V充電鋰電池來供電。
[0046]按照圖2、圖5、圖6、圖7中所示遙控智能螺栓緊固裝置包括:遙控器I ;絕緣桿2 ；絕緣桿螺紋連接3 ;鋰電池4 ;緊固裝置主體5 ;減速齒輪6 ;套筒連接桿加緊裝置7 ;套筒連接桿8 ;加固螺絲9 ;可更換套筒10 ;直流電機(jī)11 ;數(shù)據(jù)采集模塊12 ;固定螺絲13 ;喇叭14 ；無線接收模塊15 ;電流互感器16。
[0047]遙控智能螺栓緊固裝置通過絕緣桿送入，絕緣桿2之間通過螺紋連接，絕緣桿2和螺栓緊固裝置也是通過螺紋連接3，整個裝置采用12V鋰電池4供電，鋰電池4安裝在絕緣桿I和螺栓緊固裝置固定螺紋3上，將鋰電池4貼在其上往前推一下，里面的卡銷會彈起將其固定，拆卸時只要按下鋰電池4上的開關(guān)將卡銷下去，推出電池即可，非常方便，螺栓緊固裝置內(nèi)部的所有模塊都是通過小螺絲13固定，方便拆卸更換，喇叭14采用膠水固定。
[0048]無線接收模塊15主要采用的是SC2262-1R芯片，紅外遙控的專用芯片，該無線接收模塊使用12V供電，在其上設(shè)置兩個繼電器，通過遙控器上的兩個按鍵來控制兩個繼電器的打開，分別來實現(xiàn)12V直流電機(jī)11的正反轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)緊固裝置對螺栓擰緊和松開的操作。
[0049]直流電機(jī)的扭力可以通過電流來反映,扭力越大電機(jī)的電流相應(yīng)的會變大,通過互感器16將電流轉(zhuǎn)化為電壓，再經(jīng)過運(yùn)放電路和限幅電路對電壓進(jìn)行處理，使得電壓值符合數(shù)據(jù)處理模塊的電壓范圍，再將電壓通過A/D發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊12，將該數(shù)值和預(yù)設(shè)的電壓值進(jìn)行比較，從而判斷是否達(dá)到預(yù)設(shè)的扭力大小。
[0050]該智能螺栓緊固裝置的音頻播放模塊主要通過讀取TF卡中的錄音，TF卡中錄制好需要的文件，首先通過處理器的D/A將TF卡中的音頻材料轉(zhuǎn)化為數(shù)字值提供給處理器，最后輸出給喇叭14進(jìn)行播放，采用的TF卡，體積小、容量大。
[0051]主控制芯片采用cortex-m3內(nèi)核的ARM處理器,功能強(qiáng)大,性能優(yōu)越。能游刃有余的協(xié)調(diào)完成各項功能，處理速度快，大大減少了檢測時間。
[0052]該智能螺栓緊固裝置的供電主要采用12V鋰電池4，供電模塊中采用了全橋整流和12V轉(zhuǎn)5V的DC-DC模塊將12V電壓轉(zhuǎn)成5V給主控制芯片供電，這樣可以達(dá)到A/D采集模塊和直流電機(jī)數(shù)據(jù)發(fā)生達(dá)到時間同步,能夠更精確的數(shù)據(jù)采集。
[0053]螺栓緊固裝置主體通過絕緣桿I送入工作，絕緣桿I通過螺紋3連接口和螺栓緊固裝置連接在一起，絕緣桿I可以根據(jù)需要加長，使用該方法將緊固裝置送入相比較將緊固裝置放在操作者手上，可以避免扭力的浪費，同時也可以使得扭力測量更加的準(zhǔn)確，因為通過絕緣桿送入，緊固裝置直接和螺栓接觸中間不需要再通過絕緣桿傳遞，扭力直接加在了螺栓上，否則扭力會有一部分浪費在傳輸上，同時在扭力采集上，也會不準(zhǔn)確，不能將浪費的部分米到。
[0054]緊固裝置前端的套筒扳手的型號可以根據(jù)螺栓的型號來自由的更換，這樣提高了該螺栓緊固裝置的實用性，不僅僅局限于個別螺栓型號，套筒扳手10通過螺絲固定13在延長桿上，起到加固的作用，在緊固裝置工作過程中不會掉。
[0055]本發(fā)明可以應(yīng)用于輸電線路帶電檢修、停電檢修或工程驗收工作中，對跳線引流板等導(dǎo)線側(cè)金具螺栓的緊固和緊固情況的檢測，具有工作效率高，作業(yè)危險性低等優(yōu)點。
【權(quán)利要求】
1.一種遙控智能螺栓緊固裝置，其特征在于:該螺栓緊固裝置包括無線發(fā)送模塊、無線接收模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、直流電機(jī)、數(shù)據(jù)處理模塊、報警模塊、電源模塊，其中， 無線發(fā)送模塊，用于操作者通過手中遙控器對緊固裝置進(jìn)行遠(yuǎn)程操作； 無線接收模塊，用于接收操作者在遙控器上發(fā)出的指令，是對螺栓緊固還是松開； 直流電機(jī)，用于對螺栓緊固提供動力，并將電機(jī)電流信號傳送給數(shù)據(jù)采集模塊； 數(shù)據(jù)采集模塊，用于接收直流電機(jī)發(fā)送的電流信號并且轉(zhuǎn)化為電壓信號，最終傳送給數(shù)據(jù)處理模塊； 數(shù)據(jù)處理模塊，用于接收數(shù)據(jù)采集模塊發(fā)送的電壓信號，并進(jìn)行判斷，電壓信號是否超過預(yù)設(shè)的值，如果是，則控制報警模塊提醒操作者停止操作； 報警模塊，用于提醒操作者； 電源模塊，用于給該螺栓緊固裝置提供動力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遙控智能螺栓緊固裝置，其特征在于:該裝置還包括 存儲模塊，用于儲存待播放的音頻信號； 報警模塊，用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊的控制，給操作者發(fā)出語音提示信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遙控智能螺栓緊固裝置，其特征在于:數(shù)據(jù)處理模塊采用cortex-m3內(nèi)核的ARM處理器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遙控智能螺栓緊固裝置，其特征在于:電源模塊采用12V鋰電池。
5.一種用于遙控智能螺栓緊固裝置的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟: 操作者通過遙控器來控制螺栓緊固裝置內(nèi)的直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，由數(shù)據(jù)采集模塊對直流電機(jī)的電流進(jìn)行采集來反映電機(jī)的扭力大小，并傳給數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行處理和判斷，當(dāng)電流達(dá)到預(yù)設(shè)扭力時，控制報警模塊提醒操作者停止操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于遙控智能螺栓緊固裝置的方法，其特征在于， 數(shù)據(jù)處理模塊處理和判斷的過程為:采集直流電機(jī)電機(jī)的電流，扭力越大電機(jī)的電流相應(yīng)的會變大，通過傳感器將電流轉(zhuǎn)化為電壓，再經(jīng)過運(yùn)放電路和限幅電路對電壓進(jìn)行處理，使得電壓值符合數(shù)據(jù)處理模塊的電壓范圍，再將電壓發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊，將該電壓數(shù)值和預(yù)設(shè)的電壓值進(jìn)行比較，從而判斷是否達(dá)到預(yù)設(shè)的扭力大小。
【文檔編號】H02G1/00GK103825213SQ201410077785
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月4日
【發(fā)明者】歐傳剛, 金浩, 金龍, 朱鵬, 王瑞霞, 徐志科 申請人:東南大學(xué)