[实用新型]一种用于悬式绝缘子的三维扫描装置

说明书

技术领域

本测量装置主要运用在悬式绝缘子的一些参数的测量上，即测量悬式绝缘子的盘径、轴向偏差、径向偏差、整体高度及爬电距离等参数，这些参数将会影响到悬式绝缘子的电气特征及其安装问题。

背景技术

在选择悬式绝缘子型号及数量时，总会以其的一些参数为标准来选择。悬式绝缘子的盘径、轴向偏差、径向偏差这些参数影响到悬式绝缘子的安装尺寸，而其其爬电距离则会影响到其电气特性。然而由于生产条件的限制，生产的悬式绝缘子多不规则，这就需要对这些出厂的悬式绝缘子进行检测，看其是否合格。目前并没有一种装置能够同时测量这些参数，虽然可以分开测量这些参数，但目前的测量方式多采用手动测量，借助皮尺、直尺等初级测量工具及拉线位移传感器、手持式激光测距仪等工具进行测量，不仅测量结果不够准确而且耗时耗力，不便于自动化控制。例如测量爬电距离多用有(无)胶的带子(如黑胶布、透明胶布或玻璃布等)沿复合绝缘子的表面自上至下“走”一次,然后测量带子的长度。显然,测量精度取决于检查人员的“手艺”和他使用的量具(带子应少胶而无伸缩性,黑胶布好些)。当复合绝缘子的额定电压较高时,这种测量方法就显得很麻烦。若检查人员手艺好,则测量精度会高些；若检查人员手艺差,则测量精度就很低。事实上,检查人员的手艺再好,测量精度也难保证(往往偏大,因带子具有伸缩性)。针对这一现状，本发明所用的测量装置及方法将会大大地减少其误差，保证其测量精度，同时也可适用于其他物体的三维扫描中。

发明内容

为了解决现有测量方法误差大、精度低、仅能测量单一参数的缺点，本装置利用激光测距装置线扫描得到悬式绝缘子的三维外形特征，进而在三维软件中逆向重建了悬式绝缘子的三维模型，再根据对已得到的三维模型的分析来得到其参数。其测量的方式为逆向建模的方法，即通过激光测距仪多次扫描悬式绝缘子的外形，结合其激光测距仪的固有位置通过一定的计算得到其三维点云数据(激光测距仪以固有频率扫描得到的数据，结合其它条件，可在建立的三维坐标中构成一系列点，这些点集即为三维点云数据)，进而得到其三维模型，再对三维模型进行分析得到其参数。

简单来说，重建三维模型的过程就是由点到线，再由线到面的过程。三维扫描装置的激光测距装置来回在一条曲线上扫描悬式绝缘子得到包含三维信息的‘点’，经过多次扫描得到一系列点集，如图3所示，这些‘点集’经过数学计算，在三维坐标系中展示出来，即为悬式绝缘子的三维点云数据，这些点云数据按照扫描曲线的方向经过插值拟合即可还原出一些列曲面1,2…，n，这些曲面经过数据处理就能还原出悬式绝缘子的三维模型了。数据处理完成从‘点’到‘线’和从‘线’到‘面’的过程，进而得到其完整的三维模型，在得到三维模型之后，其参数的尺寸也就能很容易得到了。

本发明主要为一种测量悬式绝缘子轴向偏差、径向偏差、盘径及爬电距离的测量装置。如图2所示，对于悬式绝缘子而言，其盘径主要表现为悬式绝缘子的最大盘径；轴向偏差是指其中轴线与圆盘底面的夹角；径向偏差是其盘径对称度的一个标准，主要为在同一直线上的半径之差的最大值。而爬电距离则为悬式绝缘子磁盘表面的总长度的最小值。正是由于所测参数多为最值问题，这就使得传统的取平均值或者采样测量取最大(小)值的测量方式的精度不能得到保证。

本发明技术方案为一种用于悬式绝缘子的三维扫描装置，该装置主要包括框架、悬挂装置、动力装置、激光测距装置及数据处理及控制模块；框架用于支撑整个悬式绝缘子的三维扫描装置；悬挂装置设置于框架上，用于竖直挂起悬式绝缘子；动力装置设置于框架上，包括：用于驱动竖直悬挂的悬式绝缘子水平转动装置、用于激光测距仪在滑轨上的水平移动的上、下两个平动装置；激光测距装包括：上、下两个测距装置，分别用于扫描悬式绝缘子上、下表面，分别设置于动力装置中的两个平动装置上；数据处理及控制模块用于控制动力装置运动、激光测距仪的扫描、接收激光测距仪的扫描数据后计算恢复出悬式绝缘子的外观。