CN116363845B - 方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电网电力施工设备技术领域，尤其涉及一种方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置及方法，装置包括用于左右移动的第一行进机构、用于前后移动的第二行进机构和控制装置；第一行进机构和第二行进机构可以在起升电机的控制下分别控制装置本身左右或前后移动；第一行进机构和第二行进机构下方分别安装有第一磁场检测传感器和第二磁场检测传感器，在装置移动的过程中周期性的采集磁场强度值，通过装置在施工区域内的移动实现磁场强度的自动探测，进而生成埋地电缆分布路径曲线，埋地电缆分布路径就起到电缆外力破坏之前的预警作用；全程自动检测埋地电缆磁场强度，测量结果精确，测量精度远大于GPS定位精度。

Description

方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置及方法

技术领域

本申请涉及电网电力施工设备技术领域，尤其涉及一种方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置及方法。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本申请相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

在施工作业中需要规避地下电缆，由于地下电缆的隐蔽性，现有技术中针对地下电缆的探测最主要的方式还是通过查找电缆敷设时的施工图纸，不仅费时费力并且由于地下电缆往往并不是同一时间由同一施工单位敷设安装，因此在实践中该种方式实施起来并不友好。另一种方式是地下电缆探测，目前比较成熟的技术是利用磁场测试仪，通过人工的方式探测地下电缆磁场，根据磁场分布判断电缆走向，但是这种方式存在如下弊端：1、人工长期手持磁场测试仪检测劳动强度大，当待检测施工区域比较大时劳动强度更大；2、由于人工手持磁场测试仪行进测量，磁场测试仪的传感器离地面的距离存在波动，会造成不小的检测误差，且检测过程中为了保证检测磁场的可靠性，传感器探头与地面的检测角度需要保持不变，对于人工来讲，操作上存在一定困难；3、人工检测精度低，不能保证待检测区域全覆盖检测。还有一种方式是通过机械装置携带磁场测试仪和GPS定位装置进行检测，该种方式解决了人工手持磁场测试仪检测劳动强度大的问题，但是其仍然是通过人工控制其行进方向来进行检测，并且目前GPS定位的平面定位误差在10-20米以内，最好的GPS定位误差也一般大于5米，但是一根电缆直径远远小于这个误差值，所以GPS定位精度并不能满足电缆探测要求。

鉴于此，有必要提供一种方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置及方法以解决上述技术问题，能够在施工作业前提前探测到埋地电缆的位置，以起到电力施工时对埋地电缆的外力破坏预警保护作用。

发明内容

基于此，针对上述技术问题，本申请提供一种方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置及方法。

本申请解决现有技术存在的问题所采用的技术方案是：

本申请提出了一种方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置，包括用于控制所述方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置左右移动的第一行进机构、用于控制所述方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置前后移动的第二行进机构和控制装置；

所述第一行进机构包括底板，底板左右两端分别设有第一主动轮组和第一从动轮组；所述底板四周上方固定设有支板，所述支板顶部固定设有承重门架；

所述第二行进机构包括活动门架以及固定设于活动门架两端的第三侧板、第四侧板，所述第三侧板、第四侧板下方分别设有第二主动轮组、第二从动轮组；所述活动门架中间开设有螺纹孔；

所述承重门架顶部固定安装有起升电机，所述起升电机的电机轴可转动穿过承重门架顶部开设的开口后与螺杆的一端轴向固定连接，所述螺杆通过螺纹孔与活动门架螺纹连接，螺杆的另一端与底板铰接；

所述活动门架下方固定设有穿越杆，所述底板上设有与穿越杆配合的穿越孔；

所述穿越杆下方和底板下方分别设有第一磁场检测传感器和第二磁场检测传感器，所述第一磁场检测传感器和第二磁场检测传感器均与控制装置电连接，所述控制装置与可视化显示装置电连接；

所述控制装置固定安装于承重门架上。

优选地，所述第一主动轮组和第二主动轮组均包括主动电机，所述主动电机的电机轴外固定套设有主动齿轮,所述主动齿轮与外齿轮啮合，所述外齿轮固定套设于主动杆外部，主动杆两端固定设有主动轮；

所述第一主动轮组的主动电机固定设于支板上；

所述第二主动轮组的主动电机固定设于第三侧板上；

所述第一从动轮组和第二从动轮组均包括从动杆和固定设于从动杆两端的从动轮。

优选地，所述承重门架左右两侧分别固定设有第一侧板、第二侧板；

所述第一侧板上和第二侧板上分别固定设有用于测距的左检测装置和右检测装置；

所述第三侧板上和第四侧板上分别固定设有用于测距的前检测装置和后检测装置，

所述前检测装置、后检测装置、左检测装置和右检测装置与控制装置电连接。

优选地，所述前检测装置、后检测装置、左检测装置和右检测装置均为光电开关。

优选地，所述底板上固定设有若干导向杆，所述活动门架上开设有与所述导向杆配合的通孔。

优选地，所述底板下方设有第一安装槽，所述穿越杆下方设有第二安装槽，第一安装槽和第二安装槽外均设有套环，所述穿越杆下方的第二安装槽和套环之间设有第一磁场检测传感器；

所述底板下方的第一安装槽和套环之间设有第二磁场检测传感器；

所述套环包括套紧部，套紧部两端均固定设有连接部，所述连接部上开设有开孔，开孔内设有螺丝，通过将螺丝拧入到穿越杆和底板下方实现套环的固定。

优选地，所述第一磁场检测传感器和第二磁场检测传感器均为霍尔传感器。

优选地，所述可视化显示装置为触摸屏，所述触摸屏固定设于承重门架上方。

优选地，所述可视化显示装置为远程显示主机。

一种方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护方法，包括以下步骤：

S0：初始准备，将待检测方形施工区域长度数值L0和宽度数值L1输入到触摸屏，并将方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置放置在施工区域内的边沿拐角处；

S1：初始化，控制装置控制第一行进机构与地面接触，控制装置存储此时第一主动轮组的电机转动脉冲数M1为0；

S2：控制装置控制第一行进机构带动方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域长度方向向左移动，移动距离为L0；在执行本步骤的过程中，控制装置每隔时间T采集第二磁场检测传感器检测到的磁场强度并存储；

S3：控制装置控制第二行进机构与地面接触，控制装置记录此时第二主动轮组的电机转动脉冲数M2为0；然后控制装置控制第二行进机构带动方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域宽度方向向上移动一段距离δ1，同时控制装置存储方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域宽度方向上移动的距离δ=δ+δ1，其中δ初始值为0；在执行本步骤的过程中，控制装置每隔时间T采集第一磁场检测传感器检测到的磁场强度并存储；

S4：控制装置控制第一行进机构与地面接触，控制装置控制第一行进机构带动方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域长度方向向右移动，移动距离为L0；在执行本步骤的过程中，控制装置每隔时间T采集第二磁场检测传感器检测到的磁场强度并存储；

S5：控制装置控制第二行进机构与地面接触，控制装置控制第二行进机构带动方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域宽度方向向上移动一段距离δ1；控制装置存储方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域宽度方向上移动的距离δ=δ+δ1；在执行本步骤的过程中，控制装置每隔时间T采集第一磁场检测传感器检测到的磁场强度并存储；

S6：循环执行上述步骤S2-S5，直到∣δ- L1∣≤δ1后进入步骤S7；

S7：以方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置初始位置为原点，以方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域长度方向移动的距离为横坐标X（X≤L0），以方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域宽度方向移动的距离为纵坐标Y（Y≤L1），建立平面直角坐标系，控制装置根据记录的每个点（X，Y）处检测到的磁场强度值B（X,Y）在该平面直角坐标系内生成磁场强度值的散点图；

设定磁场强度阈值Bmax，当B（X,Y）＞Bmax值时保存，当B（X,Y）≤Bmax值时删除，在该平面直角坐标系内生成磁场强度值B（X,Y）分布曲线；该曲线就是待检测施工区域埋地电缆分布路径，当在该施工区域施工时，该埋地电缆分布路径就起到电缆外力破坏之前的预警作用；

S8：沿待检测施工区域埋地电缆分布路径在地面上设置警示标志，开始施工，警示标志起到电缆外力破坏预警保护的作用。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

1、测量结果精确，测量精度远大于GPS定位精度。

2、节省人工，全程自动检测埋地电缆磁场强度，并自动生成可视化埋地电缆路径，在电力施工前获取电缆路径以起到电缆外力破坏前的预警保护作用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

图1为本申请的一种方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置整体结构示意图，

图2为图1中本申请的一种方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置另一状态下的整体结构示意图，

图3为图2中本申请的一种方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置另一角度整体结构示意图，

图4为本申请的一种方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置第一行进机构整体结构示意图，

图5为图4中本申请的一种方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置第一行进机构另一角度整体结构示意图，

图6为图1中本申请的一种方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置剖面结构示意图，

图7为本申请的一种方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置第二行进机构整体结构示意图，

图8为本申请的一种方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置主动轮组整体结构示意图，

图9为本申请的一种方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置从动轮组整体结构示意图，

图10为本申请的一种方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置穿越杆底部结构示意图，

图11为本申请的一种方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置套环整体结构示意图，

图12为本申请的一种方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置工作过程中位置移动示意图。

图中：

1、第一行进机构，2、第二行进机构，3、控制装置，4、起升电机，5、触摸屏，6、第一主动轮组，7、第一从动轮组，8、套环，9、第二主动轮组，10、第二从动轮组，

1a、承压板，1b、第一底板，1c、第二底板，1d、穿越孔，1e、第一安装槽，1f、支板，1g、承重门架，1h、第一侧板，1j、导向杆，1k、第二侧板，1p、左检测装置，

2a、活动门架，2b、第三侧板，2c、第四侧板，2d、前检测装置，2e、后检测装置，2f、通孔，2g、穿越杆，2j、第二安装槽，

4a、螺纹孔，4b、螺杆，

6a、主动杆，6b、主动轮，6c、外齿轮，6d、主动电机，6e、主动齿轮，

7a、从动杆，7b、从动轮，

8a、套紧部，8b、连接部，8c、螺丝。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本申请作进一步说明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本公开中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本公开各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本公开中任一部件或元件，不能理解为对本公开的限制。

参考图1、图2和图3，本申请的方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置，包括用于控制所述方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置左右移动的第一行进机构1、用于控制所述方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置前后移动的第二行进机构2和控制装置3；参考图4，第一行进机构1包括底板，底板左右两端分别设有第一主动轮组6和第一从动轮组7；底板四周上方固定设有支板1f，支板1f顶部固定设有承重门架1g；参考图7，第二行进机构2包括活动门架2a以及固定设于活动门架2a两端的第三侧板2b、第四侧板2c，第三侧板2b、第四侧板2c下方分别设有第二主动轮组9、第二从动轮组10；所述活动门架2a中间开设有螺纹孔4a；参考图8，所述第一主动轮组6和第二主动轮组9均包括主动电机6d，主动电机6d的电机轴外固定套设有主动齿轮6e,所述主动齿轮6e与外齿轮6c啮合，所述外齿轮6c固定套设于主动杆6a外部，主动杆6a两端固定设有主动轮6b；参考图1，所述第一主动轮组6的主动电机6d固定设于支板1f上；参考图3和图7，所述第二主动轮组9的主动电机6d固定设于第三侧板2b上；在本实施例中两个主动电机6d均选用步进电机，可以精确控制其转动的脉冲数；所述第一从动轮组7和第二从动轮组10均包括从动杆7a和固定设于从动杆7a两端的从动轮7b。

所述承重门架1g顶部固定安装有起升电机4，起升电机4的电机轴可转动穿过承重门架1g顶部开设的开口后与螺杆4b的一端轴向固定连接，所述螺杆4b通过螺纹孔4a与活动门架2a螺纹连接，螺杆4b的另一端与底板铰接；所述活动门架2a下方固定设有穿越杆2g，所述底板上设有与穿越杆2g配合的穿越孔1d；所述穿越杆2g下方和底板下方分别设有第一磁场检测传感器和第二磁场检测传感器，所述第一磁场检测传感器和第二磁场检测传感器均与控制装置3电连接，所述控制装置3与可视化显示装置电连接，所述可视化显示装置为触摸屏5，所述触摸屏5固定设于承重门架1g上方；所述控制装置3固定安装于承重门架1g上。

在本实施例中起升电机4为步进电机，通过控制装置3可以控制起升电机4的转动方向以及转动的脉冲数，参考图6和图7，通过控制装置3控制起升电机4转动时，由于第二行进机构2的活动门架2a与螺杆4b螺纹连接，起升电机4的电机轴与螺杆4b的一端固定连接，螺杆4b的另一端与底板铰接，所以通过控制装置3控制起升电机4的正反转，就可以实现第二行进机构2相对于底板的上下移动，当第二行进机构2的第二主动轮组9、第二从动轮组10底部高于第一行进机构1的第一主动轮组6、第一从动轮组7底部时，第一行进机构1的第一主动轮组6、第一从动轮组7与地面接触，此时可以通过控制第一主动轮组6转动来带动本申请的方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置在左右方向上移动，如图1所示；当第二行进机构2的第二主动轮组9、第二从动轮组10底部低于第一行进机构1的第一主动轮组6、第一从动轮组7底部时，第二行进机构2的第二主动轮组9、第二从动轮组10与地面接触，此时可以通过控制第二主动轮组9转动来带动本申请的方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置在前后方向上移动。

第一行进机构1和第二行进机构2的目的，是为了使本申请的方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置在换向时不用拐弯，使其左右方向和前后方向上的位移能够可靠、准确的计量。采用传统的以方向盘等转向机构改变转向的方式，一方面转弯半径的控制需要复杂的机械结构，另一方面转弯的过程中方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置下方探测点的具体位置不好计量。

在知道待检测施工区域尺寸的前提下，可以通过控制装置3控制第一主动轮组6的主动电机6d转动脉冲数和转动方向、第二主动轮组9的主动电机6d转动脉冲数和转动方向，来控制本申请的方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置的启停来进行施工区域探测，但是在大多数情况下并不能精确判断待检测施工区域内的情况，因此，为了起到防护作用，在一些实施例中，参考图4和图5，所述承重门架1g左右两侧分别固定设有第一侧板1h、第二侧板1k；所述第一侧板1h上和第二侧板1k上分别固定设有用于避障的左检测装置1p和右检测装置；在所述第三侧板2b上和第四侧板2c上分别固定设有用于避障的前检测装置2d和后检测装置2e，所述前检测装置2d、后检测装置2e、左检测装置1p和右检测装置均与控制装置3电连接；优选地，前检测装置2d、后检测装置2e、左检测装置1p和右检测装置均为光电开关，当光电开关检测到前方有障碍物时，可以及时的通过控制装置3控制本申请的方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置停止或者换向。

在一些实施例中，如图5所示，为了使第一行进机构1和第二行进机构2之间的切换更加平稳，在所述底板与承重门架1g之间的底板上固定设有若干导向杆1j，所述活动门架2a上开设有与所述导向杆1j配合的通孔2f，导向杆1j起到导向的作用，保证了第二行进机构2在上下移动的过程中更加平稳。

在一些实施例中，参考图3和图10，所述底板下方设有第一安装槽1e，所述穿越杆2g下方设有第二安装槽2j，第一安装槽1e和第二安装槽2j外均设有套环8，所述穿越杆2g下方的第二安装槽2j和套环8之间设有第一磁场检测传感器；所述底板下方的第一安装槽1e和套环8之间设有第二磁场检测传感器；所述套环8包括套紧部8a，套紧部8a两端均固定设有连接部8b，所述连接部8b上开设有开孔，开孔内设有螺丝8c，通过将螺丝8c拧入到穿越杆2g和底板下方实现套环8的固定。

在一些实施例中，控制装置3内设有两个磁场测试仪，所述第一磁场检测传感器和第二磁场检测传感器分别是磁场测试仪的两个传感器检测头，第一磁场检测传感器和第二磁场检测传感器均优选为霍尔传感器。特别地，在实际使用中，两个霍尔传感器的平面均与地面垂直。

在一些实施例中，为了便于远程实时获取检测情况，所述可视化显示装置为远程显示主机。

在一些实施例中，所述底板为工字型结构，包括承压板1a以及固定设于承压板1a两端的第一底板1b、第二底板1c；所述第一底板1b的一端和第二底板1c的同端与第一主动轮组6的主动杆6a铰接，所述第一底板1b的另一端和第二底板1c的另一端与第一从动轮组7的从动杆7a铰接。

结合上述本申请的方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置，本申请提供一种方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护方法，包括以下步骤：

S0：初始准备，将待检测方形施工区域长度数值L0和宽度数值L1输入到触摸屏5，并将方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置放置在施工区域内的边沿拐角处；

人工测量待检测施工区域长度（前后方向）L0和宽度（左右方向）L1，并将数值L0和L1手动输入到触摸屏5；然后人工将上述方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置放在待检测施工区域内的边沿拐角处，参考图12中的A点位置。

S1：初始化，控制装置3控制第一行进机构1与地面接触，控制装置3记录此时第一主动轮组6的电机转动脉冲数M1为0；

按下触摸屏5上的启动按钮开关，控制装置3控制起升电机4转动到初始位置，并存储起升电机4此时的转动脉冲数M0=0，如图1所示，此时第二行进机构2的第二主动轮组9、第二从动轮组10底部高于第一行进机构1的第一主动轮组6、第一从动轮组7底部，第一行进机构1的第一主动轮组6、第一从动轮组7与地面接触，此时可以通过控制第一主动轮组6转动来带动本申请的方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置在左右方向上移动；与此同时，控制装置3存储第一主动轮组6的主动电机6d转动脉冲数M1=0。

S2：控制装置3控制第一行进机构1带动方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域长度方向向左移动，移动距离为L0；在执行本步骤的过程中，控制装置3每隔时间T采集第二磁场检测传感器检测到的磁场强度并存储，

控制装置3控制第一主动轮组6的主动电机6d转动，使其往待检测施工区域内方向移动，直到方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置移动距离为L0或左检测装置1p检测到障碍物后停止，参考图12中的B点位置；需要说明，方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置的移动距离是通过控制装置3控制主动电机6d转动的脉冲数来控制的，此为本领域技术人员常用技术手段，不再赘述。

同时控制装置3内脉冲数M1=M1+X1，其中X1为第一主动轮组6的主动电机6d转动的脉冲数；

S3：控制装置3控制第二行进机构2与地面接触，控制装置3记录此时第二主动轮组9的电机转动脉冲数M2为0；然后控制装置3控制第二行进机构2带动方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域宽度方向向上移动一段距离δ1，同时控制装置3记录方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域宽度方向上移动的距离δ=δ+δ1，其中δ初始值为0；在执行本步骤的过程中，控制装置3每隔时间T采集第一磁场检测传感器检测到的磁场强度并存储；

在完成S2步骤后，控制装置3控制起升电机4转动，使第二行进机构2的第二主动轮组9、第二从动轮组10底部低于第一行进机构1的第一主动轮组6、第一从动轮组7底部，第二行进机构2的第二主动轮组9、第二从动轮组10与地面接触，此时可以通过控制第二主动轮组9转动来带动方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置在前后方向上移动，如图1所示；

然后控制装置3控制第二主动轮组9的主动电机6d转动Y1个脉冲数后停止，即控制装置3控制第二行进机构2带动方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域宽度方向向上移动到达图12中的C点位置，移动距离为δ1；控制装置3内脉冲数M2=M2+Y1；

需要说明，δ1越小，最后检测的结果越精确，可以根据实际施工需要来设置该数值。

S4：控制装置3控制第一行进机构1与地面接触，控制装置3控制第一行进机构1带动方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域长度方向向右移动，移动距离为L0；在执行本步骤的过程中，控制装置3每隔时间T采集第二磁场检测传感器检测到的磁场强度并存储；

控制装置3控制起升电机4反向转动到初始位置，此时第二行进机构2的第二主动轮组9、第二从动轮组10底部高于第一行进机构1的第一主动轮组6、第一从动轮组7底部，第一行进机构1的第一主动轮组6、第一从动轮组7与地面接触，此时可以通过控制第一主动轮组6转动来带动方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置在左右方向上移动；

然后控制装置3控制第一主动轮组6的主动电机6d反向转动，直到方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置移动距离为L0或右检测装置检测到障碍物后停止，参考图12中的D点位置，

控制装置3内脉冲数M1=M1+X2=0，其中X2为第一主动轮组6的主动电机6d转动的脉冲数（X2与X1符号相反）；

S5：控制装置3控制第二行进机构2与地面接触，控制装置3控制第二行进机构2带动方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域宽度方向向上移动一段距离δ1；控制装置3存储方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域宽度方向上移动的距离δ=δ+δ1；在执行本步骤的过程中，控制装置3每隔时间T采集第一磁场检测传感器检测到的磁场强度并记录；

本步骤中，控制装置3控制起升电机4转动，使第二行进机构2的第二主动轮组9、第二从动轮组10底部低于第一行进机构1的第一主动轮组6、第一从动轮组7底部，第二行进机构2的第二主动轮组9、第二从动轮组10与地面接触，此时可以通过控制第二主动轮组9转动来带动本申请的方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置在前后方向上移动；

然后控制装置3控制第二主动轮组9的主动电机6d转动Y1个脉冲数，或者前检测装置2d检测到障碍物后停止，到达图12中的E点位置，控制装置3内脉冲数M2=M2+Y1，其中Y1为第二主动轮组9的主动电机6d转动的脉冲数；

S6：循环执行上述步骤S2-S5，参考图12，方形施工区域埋地电缆外力破坏预警装置会按照图中箭头的顺序，即E→F→G→H的方向不断往前运动，直到控制装置3检测到∣δ-L1∣≤δ1后进入步骤S7；

S7：以方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置初始位置为原点，以方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域长度方向移动的距离为横坐标X（X≤L0），以方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域宽度方向移动的距离为纵坐标Y（Y≤L1），建立平面直角坐标系，控制装置3根据记录的每个点（X，Y）处检测到的磁场强度值B（X,Y）在该平面直角坐标系内生成磁场强度值的散点图；

设定磁场强度阈值Bmax，当B（X,Y）＞Bmax值时保存，当B（X,Y）≤Bmax值时删除，在该平面直角坐标系内生成磁场强度值B（X,Y）分布曲线；该曲线就是待检测施工区域埋地电缆分布路径，当在该施工区域施工时，该埋地电缆分布路径就起到电缆外力破坏之前的预警作用；

S8：沿待检测施工区域埋地电缆分布路径在地面上设置警示标志，警示标志可以是警示桩，也可以采用画警示线的方式，然后开始施工，警示标志起到电缆外力破坏预警保护的作用。

需要说明的是，在实际应用中为进一步降低误差，设置在底板上的第一安装槽1e和设置在穿越杆2g下的第二安装槽2j两者尽可能接近设置，使两者之间的距离可以近似为零；若考虑两者之间的距离，假设两者中心点的距离为Lm，那么只需要在步骤S7中，以方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域长度方向移动的距离为横坐标X（X≤L0）时，将通过第二磁场检测传感器检测到的每个磁场强度值对应的横坐标设置为方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域长度方向移动的距离减去Lm即可，其余部分不变，此为本领域技术人员常用技术手段，不再赘述；时间T的值可以根据实际需要设置。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

上述虽然结合附图对本申请的具体实施方式进行了描述，但并非对本申请保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本申请的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本申请的保护范围以内。

Claims (10)

1.方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置，其特征在于：

包括用于控制所述方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置左右移动的第一行进机构（1）、用于控制所述方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置前后移动的第二行进机构（2）和控制装置（3）；

所述第一行进机构（1）包括底板，底板左右两端分别设有第一主动轮组（6）和第一从动轮组（7）；所述底板四周上方固定设有支板（1f），所述支板（1f）顶部固定设有承重门架（1g）；

所述第二行进机构（2）包括活动门架（2a）以及固定设于活动门架（2a）两端的第三侧板（2b）、第四侧板（2c），所述第三侧板（2b）、第四侧板（2c）下方分别设有第二主动轮组（9）、第二从动轮组（10）；所述活动门架（2a）中间开设有螺纹孔（4a）；

所述承重门架（1g）顶部固定安装有起升电机（4），所述起升电机（4）的电机轴可转动穿过承重门架（1g）顶部开设的开口后与螺杆（4b）的一端轴向固定连接，所述螺杆（4b）通过螺纹孔（4a）与活动门架（2a）螺纹连接，螺杆（4b）的另一端与底板铰接；

所述活动门架（2a）下方固定设有穿越杆（2g），所述底板上设有与穿越杆（2g）配合的穿越孔（1d）；

所述穿越杆（2g）下方和底板下方分别设有第一磁场检测传感器和第二磁场检测传感器，所述第一磁场检测传感器和第二磁场检测传感器均与控制装置（3）电连接，所述控制装置（3）与可视化显示装置电连接；

所述控制装置（3）固定安装于承重门架（1g）上。

2.根据权利要求1所述的方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置，其特征在于：

所述第一主动轮组（6）和第二主动轮组（9）均包括主动电机（6d），所述主动电机（6d）的电机轴外固定套设有主动齿轮（6e）,所述主动齿轮（6e）与外齿轮（6c）啮合，所述外齿轮（6c）固定套设于主动杆（6a）外部，主动杆（6a）两端固定设有主动轮（6b）；

所述第一主动轮组（6）的主动电机（6d）固定设于支板（1f）上；

所述第二主动轮组（9）的主动电机（6d）固定设于第三侧板（2b）上；

所述第一从动轮组（7）和第二从动轮组（10）均包括从动杆（7a）和固定设于从动杆（7a）两端的从动轮（7b）。

3.根据权利要求2所述的方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置，其特征在于：

所述承重门架（1g）左右两侧分别固定设有第一侧板（1h）、第二侧板（1k）；

所述第一侧板（1h）上和第二侧板（1k）上分别固定设有用于避障的左检测装置（1p）和右检测装置；

所述第三侧板（2b）上和第四侧板（2c）上分别固定设有用于避障的前检测装置（2d）和后检测装置（2e），

所述前检测装置（2d）、后检测装置（2e）、左检测装置（1p）和右检测装置与控制装置（3）电连接。

4.根据权利要求3所述的方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置，其特征在于：

所述前检测装置（2d）、后检测装置（2e）、左检测装置（1p）和右检测装置均为光电开关。

5.根据权利要求4所述的方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置，其特征在于：

所述底板上固定设有若干导向杆（1j），所述活动门架（2a）上开设有与所述导向杆（1j）配合的通孔（2f）。

6.根据权利要求5所述的方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置，其特征在于：

所述底板下方设有第一安装槽（1e），所述穿越杆（2g）下方设有第二安装槽（2j），第一安装槽（1e）和第二安装槽（2j）外均设有套环（8），所述穿越杆（2g）下方的第二安装槽（2j）和套环（8）之间设有第一磁场检测传感器；

所述底板下方的第一安装槽（1e）和套环（8）之间设有第二磁场检测传感器；

所述套环（8）包括套紧部（8a），套紧部（8a）两端均固定设有连接部（8b），所述连接部（8b）上开设有开孔，开孔内设有螺丝（8c），通过将螺丝（8c）拧入到穿越杆（2g）和底板下方实现套环（8）的固定。

7.根据权利要求6所述的方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置，其特征在于：

所述第一磁场检测传感器和第二磁场检测传感器均为霍尔传感器。

8.根据权利要求1所述的方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置，其特征在于：

所述可视化显示装置为触摸屏（5），所述触摸屏（5）固定设于承重门架（1g）上方。

9.根据权利要求1所述的方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置，其特征在于：

所述可视化显示装置为远程显示主机。

10.一种方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护方法，基于权利要求1-9任一所述的方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置，其特征在于，包括以下步骤：

S0：初始准备，将待检测方形施工区域长度数值L0和宽度数值L1输入到触摸屏（5），并将方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置放置在施工区域内的边沿拐角处；

S1：初始化，控制装置（3）控制第一行进机构（1）与地面接触，控制装置（3）存储此时第一主动轮组（6）的电机转动脉冲数M1为0；

S2：控制装置（3）控制第一行进机构（1）带动方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域长度方向向左移动，移动距离为L0；在执行本步骤的过程中，控制装置（3）每隔时间T采集第二磁场检测传感器检测到的磁场强度并存储；

S3：控制装置（3）控制第二行进机构（2）与地面接触，控制装置（3）记录此时第二主动轮组（9）的电机转动脉冲数M2为0；然后控制装置（3）控制第二行进机构（2）带动方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域宽度方向向上移动一段距离δ1，同时控制装置（3）存储方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域宽度方向上移动的距离δ=δ+δ1，其中δ初始值为0；在执行本步骤的过程中，控制装置（3）每隔时间T采集第一磁场检测传感器检测到的磁场强度并存储；

S4：控制装置（3）控制第一行进机构（1）与地面接触，控制装置（3）控制第一行进机构（1）带动方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域长度方向向右移动，移动距离为L0；在执行本步骤的过程中，控制装置（3）每隔时间T采集第二磁场检测传感器检测到的磁场强度并存储；

S5：控制装置（3）控制第二行进机构（2）与地面接触，控制装置（3）控制第二行进机构（2）带动方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域宽度方向向上移动一段距离δ1；控制装置（3）存储方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域宽度方向上移动的距离δ=δ+δ1；在执行本步骤的过程中，控制装置（3）每隔时间T采集第一磁场检测传感器检测到的磁场强度并存储；

S6：循环执行上述步骤S2-S5，直到∣δ- L1∣≤δ1后进入步骤S7；

S7：以方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置初始位置为原点，以方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域长度方向移动的距离为横坐标X（X≤L0），以方形施工区域埋地电缆外力破坏预警保护装置沿施工区域宽度方向移动的距离为纵坐标Y（Y≤L1），建立平面直角坐标系，控制装置（3）根据记录的每个点（X，Y）处检测到的磁场强度值B（X,Y）在该平面直角坐标系内生成磁场强度值的散点图；

设定磁场强度阈值Bmax，当B（X,Y）＞Bmax值时保存，当B（X,Y）≤Bmax值时删除，在该平面直角坐标系内生成磁场强度值B（X,Y）分布曲线；该曲线就是待检测施工区域埋地电缆分布路径，当在该施工区域施工时，该埋地电缆分布路径就起到电缆外力破坏之前的预警作用；

S8：沿待检测施工区域埋地电缆分布路径在地面上设置警示标志，开始施工，警示标志起到电缆外力破坏预警保护的作用。