接地线挂钩

1.本实用新型涉及电力运维、电力检修工具技术领域，尤其涉及一种基于接地线挂钩。


背景技术：

2.术语解释：
3.换能器：换能器，是指电能和声能相互转换的器件。将电能转换成声能的称为发射换能器;将声能转换成电能的是接收换能器。发射和接收换能器通常是分开使用的，但也可以共用一个。最成熟可靠的是以压电效应实现电能与声能相互转换的器件，称为压电换能器。
4.接地线挂钩是高空作业必备的工具，是高空作业人员生命的保护伞，由于静电、漏电等会瞬间产生大量电流，如果建筑或设备未实施接地保护措施，就会对建筑或设备本身造成很大伤害，以及危害到人畜等生命安全。接地线就是作为建筑或设备与大地的连接，将电流导入地下，避免生命受到侵害。所以，确保接地线挂钩保持正确接地尤为重要。
5.为了提升接地线挂钩工作状态的稳定，现有技术采用了以下设计：
6.1、申请号：201120387300.1专利名：接地线挂钩的方案中，其通过夹爪，也就是类似卡扣的机构，将架空线缆“锁”在接地线挂钩构建的空间当中，以保证接地。但该结构的缺陷在于非弹性的挂钩设计必然留有冗余空间，因此线缆的活动空间较大，在户外工作条件复杂，一旦遇到大风等情况，容易发生意外。且使用（尤其是电缆退出）较为不便。
7.2、申请号：201520730118.x专利名：新型接地线挂钩的方案中，采用弹性件的设计确保线缆与挂钩的紧密接触和电气连接，缺陷在于防脱落性能较差，以及固定是否到位也没有判断的措施，一旦挂钩安装时出现不到位的情况，也容易发生安全隐患。
8.3、申请号：201520327154.1，专利名：防止接地线脱落的接地线挂钩的方案中，兼顾了锁闭和夹紧的功能，但相比于以上两种设计，显然使用上更加不便和复杂，且同样没有是否安装到位或松脱的判断和警示措施，仍存有安全隐患。
9.考虑到户外作业环境条件复杂，往往施工持续时间长，接地线使用场景多、使用量大，接地线挂钩一旦出现安装不到位或者中途脱落，将会带来极大的安全隐患。尽管这种情况几率不高，但只要发生，就构成重大风险。
10.例如，在高空作业中，往往需要多条接地线，意味着需要多个接地线挂钩。但是由于在高空中，受到风力的影响，接地挂钩往往会松动或者脱落导致没有正确接地。而且高空中往往不易发现接地线挂钩接地异常。


技术实现要素：

11.针对现有技术存在的缺陷和不足，本实用新型提出了一种接地线挂钩的装置结构设计，其核心要点是提供了能够检测架空线缆与接地线挂钩连接稳定性乃至是否发生脱落的结构设计，并进一步提出了几种优选的进一步设计。
12.其具体采用以下技术方案：
13.一种接地线挂钩，其特征在于，包括:带有卡线机构的接地线挂钩本体、以及检测阵列；所述检测阵列用于检测架空线缆卡入卡线机构的深度。
14.进一步地，所述检测阵列包括若干对共面设置的分别连接单片机的发射换能器和接收换能器；每一对所述发射换能器和接收换能器相互平行设置。
15.进一步地，所述发射换能器和接收换能器构成的检测平面与卡线机构平行但不共面，并位于架空线缆进出卡线机构所扫过的空间内。
16.进一步地，所述卡线机构包括带有容线圈的弧形弹性片和两侧的弹簧；所述发射换能器和接收换能器安装在接地线挂钩本体的侧部。
17.进一步地，相邻一对所述发射换能器和接收换能器之间的间距小于架空线缆的直径，至少有一对发射换能器和接收换能器设置在容线圈的旁侧。
18.进一步地，所述单片机连接有led、蜂鸣器和电池。
19.进一步地，所述单片机连接有gps模块。
20.进一步地，所述单片机连接有无线通信模块。
21.相比于现有技术，本实用新型及其优选方案首次提出了能够检测架空线缆与接地线挂钩连接稳定性乃至是否发生脱落的结构设计，对保障电力高空作业的人身安全具有重要价值。该种安全保障式的设计增加的成本不高，具备市场推广的前景。
附图说明
22.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进一步详细的说明：
23.图1是本实用新型实施例接地线挂钩结构侧视示意图；
24.图2是本实用新型实施例接地线挂钩工作时线缆位置正常的示意图；
25.图3是本实用新型实施例接地线挂钩工作时线缆位置偏离的示意图。
26.图中：1-接地线挂钩本体；2-卡线机构；3-换能器；4-容线圈；5-弹簧；6-状态指示led；7-电量指示led；8-架空线缆。
具体实施方式
27.为让本专利的特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下：
28.如图1-图3所示，针对本实用新型背景技术部分所提出的现有技术存在的问题，本实施例在现有设计的基础上进行装置结构上的改进，形成一种新型的接地线挂钩，旨在解决检测架空线缆与接地线挂钩连接稳定性乃至是否发生脱落的技术问题。
29.为此，本实施例提供的核心设计在于采用了检测阵列的结构，用于检测架空线缆卡入卡线机构的深度。
30.考虑到实际高空作业时，架空线缆可以等效于无限长的特性，在接地线挂钩使用时，一定是钩体套上线缆然后将线缆的一段固定在钩体结构内。因此，本实施例设计的检测阵列的结构设计就是将线缆与接地线挂钩连接的稳定性转换为线缆卡入钩体深度的问题，即在某个特定的位置是否能够检测到线缆的存在。
31.在该设计框架下，首先想到采用传感器的设计方案，如现有的红外传感器或光电
传感器等。但经过实际测试和论证，采用的常见传感器或多个传感器构成的阵列方案并非优选，需要考虑本实施例设计需要应用的场景环境可能较为复杂或恶劣，且实际需要的检测精度并不需要太高。
32.本实施例优选采用换能器3构成检测阵列的方案，如图1所示，在一个具体实施方案中，总共5对10个换能器，左边是发射换能器，右边是接收换能器（对调也不影响其功能）。发射换能器发射给接收换能器接收，如果电缆位于某一对换能器之间，则可以使接收换能器无法接到信号。
33.其装配和工作的基本要求是：发射换能器和接收换能器左右保持平面互相平行。由于发射换能器发送的能量是垂直发射面传播的，接受换能器接受的能量是垂直接收面接收的。如果不让两面的中心垂线对正，传送的能量就会有损失。当电缆遮挡接收换能器探头，没有收到信号，而其他接收换能器没有电缆阻挡，有收到信号，即可判断电缆准确位置，有没有正确接地。
34.以上构成了本实施例装置设计的核心和基本工作原理。
35.换能器作为成熟的现有器件，本实施例不对其内部结构和电路原理进行进一步的赘述，只对其提出构成检测阵列和装配的要求。作为常见方案的一种优选，本实施例采用单片机对换能器进行驱动，如果驱动电压不足，可以在其间增加升压电路，这也属于现有技术的范畴。
36.接下来考虑最适合匹配本实施例核心设计的接地线挂钩本体1结构的问题。如前所述，本实施例将“将线缆与接地线挂钩连接的稳定性转换为线缆卡入钩体深度的问题，即在某个特定的位置是否能够检测到线缆的存在”，因此，接地线挂钩本体1不适合采用如背景技术中提及的现有专利1的钩体未对线缆进行“夹紧”的结构。而对于形如背景技术中提及的现有专利3的钩体结构也不太适合，原因是该种结构一旦对线缆形成固定，如果发生锁扣松开等情形，在脱落之前，线缆相对钩体的位置并不会发生明显变化，如果出现装配不到位的松动，线缆相对钩体的位置同样也不会发生明显变化，这样使得检测阵列难以对异常进行识别。
37.因此，综合考虑，本实施例接地线挂钩本体1结构优选应当采用类似背景技术提及的现有专利2的弹性件设计以达到最优的适配效果。如图1-图3所示，理由是弹性件固定方案的特性包括线缆在进入钩体通道的过程中持续会受到弹性夹紧力的作用，与弹性件保持紧密贴合的状态，且在卡合到位时达到最稳固的连接状态。其卡合到位情况与线缆行程有较为密切的对应关系，相对最为适合本实施例设计。
38.基于以上两个主要设计，本实施例由此可以完成装置结构的具体确定：
39.其中，检测阵列包括若干对（本实施例图示的优选方案为5对）共面设置的分别连接单片机（图中未示出，不对其具体安装位置进行限制）的发射换能器和接收换能器；每一对发射换能器和接收换能器相互平行设置。这样，只要根据哪一对换能器出现无法接收信号的情况即可定位架空线缆8相对接地线挂钩本体1的位置。
40.为了使卡线机构2（优选可以理解为弹性件，其他种类的固定线缆的设计方案虽然也可以使用但效果不如弹性件）发射换能器和接收换能器构成的检测平面与卡线机构2平行但不共面，并位于架空线缆8进出卡线机构2所扫过的空间内。一般可以考虑直接将发射换能器和接收换能器安装在接地线挂钩本体的侧部。
41.其中，卡线机构可以理解为弹性件，包括带有容线圈4的弧形弹性片和两侧的弹簧5，弹簧5的作用主要是增强弹力的强度使卡合更为紧密且更不容易松脱，其具体结构，包括电气连接和接地设计等也可以直接参照背景技术提及的现有专利2的弹性件设计。
42.作为优选，在结构上，设计相邻一对发射换能器和接收换能器之间的间距小于架空线缆的直径，且至少有一对发射换能器和接收换能器设置在容线圈的旁侧。这样是为了保证在有效检测区域内不出现检测识别的盲区，且保障卡合到位的状态一定能被检测到。
43.以上即为本实施例方案的主要结构设计。
44.为了进一步发挥本实施例主体设计的功效，以下还提供一些附属结构设计的方案：
45.1、单片机连接有led，作为指示灯，优选可以包括状态指示led6和电量指示led7；其中前者用于指示是否有/哪一组换能器有检测到遮挡信号从而方便人员确认线缆是否卡合到位；后者用于指示低电量，防止电量过低使检测失效。
46.2、单片机连接有蜂鸣器，用于对异常进行发声告警，如脱落情况、低电量等。
47.3、单片机连接有gps模块，用于定位每一挂钩，这是考虑到实际工作中可能使用了较多挂钩，带有定位装置可以防止遗漏或遗失。
48.4、单片机连接有无线通信模块，以便可以提供与上位机连接的功能，优选可以采用zigbee模块，连接移动终端以进行信息的传递。
49.5、电路部分采用电池供电。
50.本实施例验证了该设计基本原理的可行性和有效性。
51.本专利不局限于上述最佳实施方式，任何人在本专利的启示下都可以得出其它各种形式的接地线挂钩，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本专利的涵盖范围。