[发明专利]一种输电线路无人高空X射线无损探伤系统及无损探伤方法

权利要求书

1.一种输电线路无人高空X射线无损探伤系统，其特征在于包括：

夹线器，所述夹线器能定点定位地固定在待检测导线上，所述夹线器设有供静力绳穿过的通孔；

绳索电动升降机，所述绳索电动升降机能沿着静力绳爬升和下降；

射线源，所述射线源用于发射X射线，通过卡合机构设在所述绳索电动升降机壳体的左侧壁上；

探测板，所述探测板用于将X射线能量转换成可供记录的电信号，挂在所述绳索电动升降机壳体的右侧壁上；

机械臂，所述机械臂用于抓取射线源和探测板，固定在所述绳索电动升降机壳体前侧壁上；

电池，所述电池用于向整套设备提供电能，通过平衡机构设在所述绳索电动升降机壳体的后侧壁上；

定向器，所述定向器包括连杆和定向部，所述定向部用于卡合待检测导线，设在所述连杆的顶端，所述连杆的下端固定在所述绳索电动升降机壳体的顶壁上；

3D相机，所述3D相机用于实时采集被检测部位周围三维空间信息和机械臂的姿态和位置，固定在所述绳索升降机的顶部。

2.根据权利要求1所述的一种输电线路无人高空X射线无损探伤系统，其特征在于：所述夹线器包括左夹线支撑架、右夹线支撑架和用于夹持待检测导线的夹块模组，所述左夹线支撑架和所述右夹线支撑架通过转轴转动连接，所述转轴外套有复位弹簧，所述通孔贯穿所述左夹线支撑架和所述右夹线支撑架；所述夹块模组位于左夹线支撑架和右夹线支撑架向下的单边或上下对称的双边。

3.根据权利要求1所述的一种输电线路无人高空X射线无损探伤系统，其特征在于：所述卡合机构包括射线源防护箱、支撑夹和弹性定位夹，所述射线源防护箱固定在所述绳索电动升降机壳体的左侧壁上，所述支撑夹设在所述射线源放射槽的一侧，所述弹性定位夹为两个，对称设在所述射线源防护箱左右两侧的侧壁上；所述弹性定位夹的支撑点超过所述射线源前端圆柱的半径以上。

4.根据权利要求3所述的一种输电线路无人高空X射线无损探伤系统，其特征在于：所述射线源顶部设有射线源挂绳环和射线源末端执行器。

5.根据权利要求1所述的一种输电线路无人高空X射线无损探伤系统，其特征在于：所述探测板包括探测板机架、挂钩、探测固定架和探测器板，所述挂钩和探测固定架分别设在所述探测板机架的两侧，所述挂钩位于所述探测板机架的顶部，所述探测固定架位于所述探测板机架的底部，所述探测器板固定在所述探测固定架的框架内，所述探测板底部固定有探测器末端执行器和探测板挂绳环；所述绳索电动升降机壳体的顶部设有与所述探测固定架配合使用的固定柱。

6.根据权利要求1所述的一种输电线路无人高空X射线无损探伤系统，其特征在于：所述机械臂的末端设有机械臂末端执行器，靠近所述机械臂末端的位置还设有机械臂末端摄像机。

7.根据权利要求1所述的一种输电线路无人高空X射线无损探伤系统，其特征在于：所述平衡机构包括螺杆支架、电机、螺杆和连接板，所述螺杆支架固定在所述绳索电动升降机壳体的后侧壁上，所述电机的输出轴与所述螺杆连接，所述电机固定在所述螺杆支架的一端，所述螺杆与所述螺杆支架的另一端转动连接，所述螺杆上套有滑动块，所述滑动块与所述连接板固定连接，所述电池固定在所述连接板上；所述绳索电动升降机设有角度传感器。

8.根据权利要求1所述的一种输电线路无人高空X射线无损探伤系统，其特征在于：所述定向部为Y型定向部，由张开角大于90度的纳入部和竖直槽构成，或者所述定向部为波浪型定向部，为由多个下凹弧线组成的多弧形槽面，弧线半径不小于待检测导线的半径。

9.根据权利要求1所述的一种输电线路无人高空X射线无损探伤系统，其特征在于：所述绳索电动升降机机壳上和所述探测器板的被照射面设有黑色的色标标识。

10.一种采用权利要求1-9任一项所述的输电线路无人高空X射线无损探伤系统的无损探伤方法，其特征在于包括下述步骤：

（1）将绳索穿过夹线器，利用无人机或其它提升设备将绳索跨越待检测导线，在夹线器尾端合适位置设置绳扣，将跨越检测导线的绳索穿过绳扣；未跨越检测导线的绳索称为副绳，跨越检测导线的绳索称为主绳；

（2）拉动主绳将夹线器拉上待检测导线，并夹持某一根导线；

（3）将主绳插入并穿过绳索电动升降机，拉紧副绳，启动绳索电动升降机，使绳索电动升降机沿着主线向上爬升脱离地面，此时夹线器由于受升降机重力的作用而夹紧导线，固定在待检测导线上；

（4）将射线源卡合到绳索电动升降机壳体的左侧壁上，将控测器板通过探测固定架和固定柱固定在所述绳索电动升降机壳的右侧壁上；

（5）连接远程控制终端，用远程控制终端发送指令，并利用3D相机监控空中设备状态；

（6）再次启动绳索电动升降机，电动升降沿着主绳向上爬升，直至定向器接触导线触发停止上升条件并结合视频信息最终发出停止上升指令，升降机停止上升；此时升降机将整个设备悬停在此位置；

（7）3D相机通过无线控制器向远程控制终端发送采集3D数据，远程控制终端进行计算后生成实时三维模型，并计算出各部分的相对位置坐标；

（8）远程控制终端向机械臂发出抓取探测板指令，机械臂按照远程控制终端发送的指令及路径到达指定的坐标进行连接，并将探测板挂接在指定的导线上后松开探测器末端执行器，返回到初始位置；

（9）远程控制终端向机械臂发出抓取射线源指令，机械臂按照远程控制终端发送的指令及路径到达指定的坐标进行连接，连接后将射线源发射头对准检测位置，发射X射线进行无损检测，并将数据发送到地面控制站；

（10）地面控制站接收到数据后，发送指令将射线源放回射线源防护箱内，机械臂返回初始位置；

（11）远程控制终端向机械臂发出取下探测板指令，机械臂按照远程控制终端发送的指令及路径到达指定的坐标进行连接，并将探测板从导线上取下后放置到指定位置进行固定后机械臂返回到初始位置；

（12）此时已完成检测，若检测多个设备，将重复8-12项步骤；

（13）远程控制终端向绳索电动升降机发出下降指令，绳索电动升降机下降到地面合适位置，取下探测板和射线源；

（14）升降机下降到地面取出主绳，夹线器不受力后松开导线，拉副绳将绳扣拉至地面，并取出夹线器；收纳所有检测设备部件，检测工作完成。