CN105619418B - 可定位高压电缆检测机器人 - Google Patents

可定位高压电缆检测机器人 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可定位高压电缆检测机器人,包括有机器人主体，机器人主体两侧均设有L形轴臂，所述轴臂的自由端轴接有用于使机器人主体在线缆管道内前行或后退的滚轮，滚轮与线缆管道内壁抵靠；还包括有用于驱动滚轮转动的驱动电机；所述机器人主体内包括有一控制电路；通过在线缆管道内设置该机器人，机器人通过滚轮前行，可以随时将管道内的情况进行监控，再一段直线型管道内可以无需拆卸管道即可查看其电缆情况。

Description

可定位高压电缆检测机器人
技术领域
本发明涉及一种可定位高压电缆检测机器人。
背景技术
目前，很多城市内或者野外的高压电线电缆或普通电缆都采用管道布线方式，即将管道埋在地下，然后再将电缆从管道穿管，这样做的好处就是抽走电缆和安装电缆非常方便；但是，相比电缆在空中布线的方式，其有一个非常大的弱点，就是电缆某一处损坏或者漏电的情况下，需要将整条线缆抽出来才能检查，而且平时几乎难以维护，不能时时观测。
发明内容
本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种可以在管道内进行时时巡回检测的电缆检测机器人。
为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种可定位高压电缆检测机器人,包括有机器人主体，机器人主体两侧均设有L形轴臂，所述轴臂的自由端轴接有用于使机器人主体在线缆管道内前行或后退的滚轮，滚轮与线缆管道内壁抵靠；还包括有用于驱动滚轮转动的驱动电机；所述机器人主体内包括有一控制电路，所述控制电路包括有电源模块，所述电源模块用于给驱动电机以及控制电路供电；所述控制电路还包括有中央处理器、报警装置、采集电缆视频信息的摄像装置以及用于将信息传递出去的通信装置，所述通信装置、报警装置、摄像装置分别与中央处理器信号连接；所述摄像装置设于机器人主体下方；所述通信装置包括有通信芯片以及与之信号连接的通信天线，所述通信天线设于机器人主体顶面。
其中，所述天线包括有柱体，所述柱体内设置有多个天线层，每个天线层包括有一个通信振子。
其中，所述通信振子包括有PCB基板，所述PCB基板上设有呈上下对称设置的微带单元；
所述每个微带单元包括有几字形的主辐射臂，所述主辐射臂的一端垂直延伸出有第一延伸臂，所述主辐射臂的另一端垂直延伸出有第二延伸臂；所述第一延伸臂向第二延伸臂一侧延伸出有六边形的第一辐射带，所述第二延伸臂向第一延伸臂一侧延伸出有六边形的第二辐射带；第一辐射带与第二辐射带之间连设有第三延伸臂；
所述第一辐射带的上下两边和第二辐射带的上下两边均设有多个镂空结构；每个镂空孔包括有圆形主孔、从圆形主孔的顶端和低端分别向主孔中心延伸出的T形臂、从T形臂的两个自由端向主孔中心一侧延伸出的第一辐射臂、从主孔两侧分别向外设置的副孔、从副孔自由端向外设置的弧形的弧形孔；
还包括有两个设于PCB基板上的用于传输馈电信号的馈电孔，两个馈电孔分别与T形臂馈电。
其中，每条边上的所述镂空结构数量为5-8个。
其中，所述第一延伸臂和第二延伸臂均朝内侧斜向下延伸出有第二隔壁臂。
其中，所述第一延伸臂和第二延伸臂的自由端均向上延伸出有第二辐射臂。
其中，第一辐射臂远离第一辐射带的一侧边设有锯齿状结构。
其中，第二辐射臂的内侧边上设有锯齿状结构。
其中，PCB基板为八边形，且两端通过固定臂与柱体相连。
其中，所述控制电路还包括有探测电缆局部温度的热源温度探测器；所述热源温度探测器设于机器人主体下方；
其中，所述控制电路还包括有探测电场强度的电场强度探测器；所述电场强度探测器设于机器人主体下方。所述控制电路还包括有用于定位机器人位置的GPS定位模块。
本发明的有益效果为：通过在线缆管道内设置该机器人，机器人通过滚轮前行，可以随时将管道内的情况进行监控，再一段直线型管道内可以无需拆卸管道即可查看其电缆情况。
附图说明
图1是本发明在电缆管道内工作时的结构示意图；
图2是本发明的控制电路的原理框图；
图3是本发明的天线的截面图；
图4是本发明的通信振子的俯视图；
图5是本图4的局部放大图；
图6是本天线的回波损耗测试图；
图7是本天线的隔离度性能测试图；
图8是本天线2.4GHz时的方向图；
图9是本天线5.0GHz时的方向图；
图1至图9中的附图标记说明：
1-管道；2-机器人主体；21-报警装置；22-摄像装置；23-电场强度探测器；24-热源温度探测器；25-通信天线；3-驱动电机；4-滚轮；5-轴臂；
a-柱体；a1-PCB基板；
b1-主辐射臂；b21-第一延伸臂；b22-第二延伸臂；b31-第一辐射带；b32-第二辐射带；b4-第三延伸臂；b5-第二隔壁臂；b6-第二辐射臂；
b7-圆形主孔；b71-副孔；b72-弧形孔；b8-T形臂；b81-第一辐射臂。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。
如图1至图9所示，本实施例所述的一种可定位高压电缆检测机器人,包括有机器人主体2，机器人主体2两侧均设有L形轴臂5，所述轴臂5的自由端轴接有用于使机器人主体2在线缆管道1内前行或后退的滚轮4，滚轮4与线缆管道1内壁抵靠；还包括有用于驱动滚轮4转动的驱动电机3；所述机器人主体2内包括有一控制电路，所述控制电路包括有电源模块，所述电源模块用于给驱动电机3以及控制电路供电；所述控制电路还包括有中央处理器、报警装置21、采集电缆视频信息的摄像装置22以及用于将信息传递出去的通信装置，所述通信装置、报警装置21、摄像装置22分别与中央处理器信号连接；所述摄像装置22设于机器人主体2下方；所述通信装置包括有通信芯片以及与之信号连接的通信天线25，所述通信天线25设于机器人主体2顶面；通过在线缆管道1内设置该机器人，机器人通过滚轮4前行，可以随时将管道1内的情况进行监控，再一段直线型管道1内可以无需拆卸管道1即可查看其电缆情况。驱动电机3驱动滚轮4转动，使得机器人主体2向前或者向后走动，驱动电机3设置为私服电机，可以实现精准定位。摄像装置22实时监控管道1内视频数据并通过通信装置传输出去，本发明结构简单，设计合理，可以有效避免局部损坏后拆管道1的问题。
本实施例所述的一种可定位高压电缆检测机器人，所述天线包括有柱体a，所述柱体a内设置有多个天线层，每个天线层包括有一个通信振子。本实施例所述的一种可定位高压电缆检测机器人，所述通信振子包括有PCB基板A1，所述PCB基板A1上设有呈上下对称设置的微带单元；所述每个微带单元包括有几字形的主辐射臂b1，所述主辐射臂b1的一端垂直延伸出有第一延伸臂b21，所述主辐射臂b1的另一端垂直延伸出有第二延伸臂b22；所述第一延伸臂b21向第二延伸臂b22一侧延伸出有六边形的第一辐射带b31，所述第二延伸臂b22向第一延伸臂b21一侧延伸出有六边形的第二辐射带b32；第一辐射带b31与第二辐射带b32之间连设有第三延伸臂b4；所述第一辐射带b31的上下两边和第二辐射带b32的上下两边均设有多个镂空结构；每个镂空孔包括有圆形主孔b7、从圆形主孔b7的顶端和低端分别向主孔中心延伸出的T形臂B8、从T形臂B8的两个自由端向主孔中心一侧延伸出的第一辐射臂b81、从主孔两侧分别向外设置的副孔b71、从副孔自由端向外设置的弧形的弧形孔b72；还包括有两个设于PCB基板A1上的用于传输馈电信号的馈电孔，两个馈电孔分别与T形臂B8馈电。
通过大量的微带电路结构设计，以及大量的仿真试验和参数调整下，最终确定了上述天线结构；本天线在将多个天线层同时馈电耦合后，其在2.4GHz和5.0GHz表现出优异电气性能，具体如图6，在该频段附近带宽下平均达到9.65dBi；而其他电气性能也有较为优异的结果，其回波损耗在2.4-2.48GHz频段以及5.15-5.875GHz频段的回波损耗均优于-15dB；如图7，隔离度在2.4-2.48GHz和5.15-5.875GHz频段的隔离损耗都优于-20dB。证明该天线本身具备较好的性能；另外，本天线其方向性也好，如图8和图9所示，其两个频率下均为全向性天线。因此，其可以使得机器人在管道1中传输信号时能更加稳定和高效准确。
本实施例所述的一种可定位高压电缆检测机器人，每条边上的所述镂空结构数量为5-8个。本实施例所述的一种可定位高压电缆检测机器人，所述第一延伸臂b21和第二延伸臂b22均朝内侧斜向下延伸出有第二隔壁臂b5。本实施例所述的一种可定位高压电缆检测机器人，所述第一延伸臂b21和第二延伸臂b22的自由端均向上延伸出有第二辐射臂b6。本实施例所述的一种可定位高压电缆检测机器人，第一辐射臂b81远离第一辐射带b31的一侧边设有锯齿状结构。本实施例所述的一种可定位高压电缆检测机器人，第二辐射臂b6的内侧边上设有锯齿状结构。本实施例所述的一种可定位高压电缆检测机器人，PCB基板A1为八边形，且两端通过固定臂与柱体a相连。通过多次试验发现，如果符合上述规格，天线的性能将更加优化，尤其在回波损耗方面，其回波损耗在2.4-2.48GHz频段以及5.15-5.875GHz频段的回波损耗均优于-17dB。
本实施例所述的一种可定位高压电缆检测机器人，所述控制电路还包括有探测电缆局部温度的热源温度探测器24；所述热源温度探测器24设于机器人主体2下方；热源温度探测器24可以探测热源温度，及时发现有短路或者局部电流过大的地方，防患于未然。
本实施例所述的一种可定位高压电缆检测机器人，所述控制电路还包括有探测电场强度的电场强度探测器23；所述电场强度探测器23设于机器人主体2下方。同上，可以探测出局部强电磁或者电场的地方，防患于未然。所述控制电路还包括有用于定位机器人位置的GPS定位模块；可以准确定位出机器人的位置，方便机器人故障的时候发现机器人。
以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (7)

1.一种可定位高压电缆检测机器人，其特征在于：包括有机器人主体（2），机器人主体（2）两侧均设有L形轴臂（5），所述轴臂（5）的自由端轴接有用于使机器人主体（2）在线缆管道（1）内前行或后退的滚轮（4），滚轮（4）与线缆管道（1）内壁抵靠；还包括有用于驱动滚轮（4）转动的驱动电机（3）；所述机器人主体（2）内包括有一控制电路，所述控制电路包括有电源模块，所述电源模块用于给驱动电机（3）以及控制电路供电；所述控制电路还包括有中央处理器、报警装置（21）、采集电缆视频信息的摄像装置（22）以及用于将信息传递出去的通信装置，所述通信装置、报警装置（21）、摄像装置（22）分别与中央处理器信号连接；所述摄像装置（22）设于机器人主体（2）下方；所述通信装置包括有通信芯片以及与之信号连接的通信天线（25），所述通信天线（25）设于机器人主体（2）顶面；
所述控制电路还包括有用于定位机器人位置的GPS定位模块；
所述天线包括有柱体（a），所述柱体（a）内设置有多个天线层，每个天线层包括有一个通信振子；
所述通信振子包括有PCB基板（A1），所述PCB基板（A1）上设有呈上下对称设置的微带单元；
所述每个微带单元包括有几字形的主辐射臂（b1），所述主辐射臂（b1）的一端垂直延伸出有第一延伸臂（b21），所述主辐射臂（b1）的另一端垂直延伸出有第二延伸臂（b22）；所述第一延伸臂（b21）向第二延伸臂（b22）一侧延伸出有六边形的第一辐射带（b31），所述第二延伸臂（b22）向第一延伸臂（b21）一侧延伸出有六边形的第二辐射带（b32）；第一辐射带（b31）与第二辐射带（b32）之间连设有第三延伸臂（b4）；
所述第一辐射带（b31）的上下两边和第二辐射带（b32）的上下两边均设有多个镂空结构；每个镂空孔包括有圆形主孔（b7）、从圆形主孔（b7）的顶端和低端分别向主孔中心延伸出的T形臂（B8）、从T形臂（B8）的两个自由端向主孔中心一侧延伸出的第一辐射臂（b81）、从主孔两侧分别向外设置的副孔（b71）、从副孔自由端向外设置的弧形的弧形孔（b72）；
还包括有两个设于PCB基板（A1）上的用于传输馈电信号的馈电孔，两个馈电孔分别与T形臂（B8）馈电。
2.根据权利要求1所述的一种可定位高压电缆检测机器人，其特征在于：每条边上的所述镂空结构数量为5-8个。
3.根据权利要求1所述的一种可定位高压电缆检测机器人，其特征在于：所述第一延伸臂（b21）和第二延伸臂（b22）均朝内侧斜向下延伸出有第二隔壁臂（b5）。
4.根据权利要求1所述的一种可定位高压电缆检测机器人，其特征在于：所述第一延伸臂（b21）和第二延伸臂（b22）的自由端均向上延伸出有第二辐射臂（b6）。
5.根据权利要求1所述的一种可定位高压电缆检测机器人，其特征在于：第一辐射臂（b81）远离第一辐射带（b31）的一侧边设有锯齿状结构。
6.根据权利要求4所述的一种可定位高压电缆检测机器人，其特征在于：第二辐射臂（b6）的内侧边上设有锯齿状结构。
7.根据权利要求1所述的一种可定位高压电缆检测机器人，其特征在于：PCB基板（A1）为八边形，且两端通过固定臂与柱体（a）相连。
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