CN214981090U - 一种新型监测用的煤矿轨道巡检机器人 - Google Patents

一种新型监测用的煤矿轨道巡检机器人 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种新型监测用的煤矿轨道巡检机器人,包括滑道、挡板、第一转轮、传送带、连接板、第二转轮、机器人外壳、支撑板、电动推杆、底板、摄像模块、电源模块、固定架、双轴电机、探头、散热板、竖板、滑轮、限位条、烟雾传感器、控制模块、报警灯、伸缩杆、定位模块和温度传感器。双轴电机和电源模块可驱动机器人移动,挡板和限位条利于机器人在滑道底部的稳定移动;探头和烟雾传感器可检测煤矿中的烟雾,温度传感器可监测煤矿内部的温度,提高巡检效果;电动推杆和伸缩杆利于底板在机器人外壳底部的稳定升降,摄像模块利于目标信息的采集,定位模块利于目标信息的准确定位,便于及时发现煤矿内部的异常区域,提高煤矿开采安全。

Description

一种新型监测用的煤矿轨道巡检机器人
技术领域
本申请涉及煤矿施工领域,尤其是一种新型监测用的煤矿轨道巡检机器人。
背景技术
煤矿是人类在富含煤炭的矿区开采煤炭资源的区域,一般分为井工煤矿和露天煤矿。当煤层离地表远时,一般选择向地下开掘巷道采掘煤炭,此为井工煤矿。
巡检机器人不具备限位结构,在滑道上不易稳定移动,巡检机器人对煤矿内部检测的范围有限,不便对煤矿中的烟雾和温度同时测量,且机器人缺乏高度调节结构,不利于异常区域的信息采集和定位,使用不便。因此,针对上述问题提出一种新型监测用的煤矿轨道巡检机器人。
发明内容
在本实施例中提供了一种新型监测用的煤矿轨道巡检机器人用于解决现有技术中巡检机器人不易在滑道上稳定移动,不便同时检测煤矿中的烟雾和温度,且不便对异常区域的信息采集和定位的问题。
根据本申请的一个方面,提供了一种新型监测用的煤矿轨道巡检机器人,包括机器人外壳、巡检机构和位置调节机构,所述机器人外壳顶部固接有连接板,所述连接板搭接在滑道底部;
所述巡检机构包括探头、烟雾传感器和控制模块,所述探头嵌合在机器人外壳一侧,所述探头一侧固接有烟雾传感器,所述烟雾传感器嵌合在支撑板上,所述支撑板固接在机器人外壳内壁上,所述支撑板上固接有控制模块;
所述位置调节机构安装在机器人外壳内,所述机器人外壳两侧均套接有第二转轮,所述第二转轮上方安装有第一转轮,所述第一转轮一侧贯穿竖板,所述第一转轮与竖板之间转动连接。
进一步地,所述滑道横截面为工字型,所述滑道内腔两侧均卡合有滑轮,所述滑轮与第一转轮之间套接有连接轴,所述连接轴末端卡合在限位条内,所述限位条固接在滑道侧壁上。
进一步地,所述滑轮与滑道之间滑动连接,所述滑轮的直径大于第一转轮,所述第一转轮与第二转轮之间套接有传送带,所述第一转轮和第二转轮之间传动连接。
进一步地,所述第二转轮套接在横杆上,所述横杆末端贯穿机器人外壳侧壁后固接在双轴电机的输出轴上,所述双轴电机固接在固定架上,所述固定架固接在机器人外壳内腔底部。
进一步地,所述连接板顶部固接有两个竖板,所述竖板位于第一转轮和滑道之间,所述竖板的厚度小于滑道,所述滑道上卡合有挡板。
进一步地,所述机器人外壳内腔顶部固接有散热板,所述散热板搭接在烟雾传感器顶部,所述烟雾传感器位于双轴电机上方,所述烟雾传感器一侧设置有报警灯,所述报警灯固接在机器人外壳上,且所述报警灯与控制模块之间采用电性连接。
进一步地,所述机器人外壳内腔底部固接有电源模块,所述电源模块套接在固定架内,所述电源模块与双轴电机之间采用电性连接,所述双轴电机两侧的横杆与机器人外壳之间转动连接。
进一步地,所述位置调节机构包括电动推杆、底板和伸缩杆,所述电动推杆共两个,所述电动推杆顶端固接在支撑板上,所述电动推杆底端贯穿机器人外壳底部侧壁后固接在底板上,所述底板搭接在机器人外壳底部。
进一步地,所述伸缩杆包括内杆和外杆,所述外杆顶端固接在支撑板上,所述内杆顶端与外杆内壁之间通过弹簧连接,所述内杆底端固接在底板上,两个所述伸缩杆之间呈对角线分布。
进一步地,所述机器人外壳底部设置有摄像模块,所述摄像模块固接在底板底部,所述摄像模块两侧均安装有温度传感器,所述温度传感器嵌合在底板内,所述温度传感器与定位模块之间采用电性连接。
通过本申请上述实施例,采用了巡检机构和位置调节机构,解决了巡检机器人不便检测煤矿内部的烟雾,且不易调节高度对异常区域的信息采集和定位的问题,取得了机器人可检测煤矿内部的烟雾,且底部可升降实现对异常区域信息采集和定位的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本申请一种实施例的立体结构示意图;
图2为本申请一种实施例的整体结构示意图;
图3为本申请一种实施例的伸缩杆结构示意图;
图4为本申请一种实施例的定位模块结构安装示意图。
图中:1、滑道,2、挡板,3、第一转轮,4、传送带,5、连接板,6、第二转轮,7、机器人外壳,701、支撑板,8、电动推杆,9、底板,10、摄像模块,11、电源模块,12、固定架,13、双轴电机,14、探头,15、散热板,16、竖板,17、滑轮,18、限位条,19、烟雾传感器,20、控制模块,2001、报警灯,21、伸缩杆,22、定位模块,23、温度传感器。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本申请及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。
并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本申请中的具体含义。
此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
本实施例中的巡检机器人可以适用于各种双轴电机,例如,在本实施例提供了如下一种双轴电机,本实施例中的巡检机器人可以用来安装如下双轴电机。
该双轴电机,包括:定子壳体、转子组件、法兰前盖、动力线盖和PCB板,转子组件通过轴承安装在定子壳体内,且两端的输出轴伸出于定子壳体,PCB板位于定子壳体内,PCB板上设有霍尔传感器,例如EW732霍尔传感器,法兰前盖固定在定子壳体的前端,其中可通过螺钉安装在定子壳体的安装面上,定子壳体上还设有供动力线盖安装的孔位,此外通过采用灌胶技术使其定子壳体的结构更加稳定,绝缘效果更好,能够达到更好的散热效果。相对于传统的伺服电机,去除了编码器,以PCB板和霍尔传感器替代,通过霍尔控制技术将信号或数据进行编制、转化为可用以通讯、传输和存储的信号形式,外部的信号线和动力线可通过同一个动力线盖实现与电机的连接,因此结构简单,便于安装,而且降低了生产成本,减少了工序,提高了生产效率,而且能够实用在更紧凑的环境中。此外具备双主轴同步输出的优势,运行平稳,两端输出精度较高,最高转速可达到8000RPM。
具体地,法兰前盖和定子壳体的前端之间设有密封圈,该密封圈优选O型圈,此外,定子壳体两端的输出轴处设有油封,通过密封圈和油封可保证电机的密封性,以保证防水防护等级IP67,以使其应用在更加恶劣的环境中。
为了便于安装和减少零部件的数量,定子壳体的后端一体成型有后端盖,后端盖主要起到支撑转子组件后端输出轴的作用。
为了便于电机的安装,后端盖上设有固定孔,在使用时,通过螺钉穿过固定孔安装在目标设备上即可。
进一步地,PCB板中部设有供转子组件穿过的通孔,无需在定子壳体内额外设置空间来安装PCB板,因此可充分利用定子壳体内的空间。
为了便于理解,以下对霍尔控制技术进行说明:
电机的相数可以是双相、三相或多相,以三相为例,A、B、C三相反电势典型为正弦波(a),也可以是方波(b)、梯形波(c)或其它波形,每相的反电势波形,一个周期内,都经过两个零点,将波形分成正半周波形和负半周波形,[O1,O2]区间为180°,波形为正,又称为正半周波形,[O2,O3]区间为180°,波形为负,又称为负半周波形。
采用霍尔控制时,霍尔传感器的数量和电机的相数相等,即每一相都有1个霍尔传感器与之对应。在[O1,O2]区间,霍尔传感器输出为高(低),在[O2,O3]区间,霍尔传感器输出为低(高)。电机控制器根据每一相的霍尔传感器输出的信号,在该相反电势波形为正时,控制电流流入该相,在该相反电势波形为负时,控制电流流出该相,使电机每一相都吸收电机控制器输出的电能,转化为机械能,驱动负载旋转。
当然本实施例也可以用于安装其他结构的双轴电机。在此不再一一赘述,下面对本申请实施例的巡检机器人进行介绍。
请参阅图1-4所示,一种新型监测用的煤矿轨道巡检机器人,包括机器人外壳7、巡检机构和位置调节机构,所述机器人外壳7顶部固接有连接板5,所述连接板5搭接在滑道1底部,利于机器人外壳7在滑道1上的移动;
所述巡检机构包括探头14、烟雾传感器19和控制模块20,所述探头14嵌合在机器人外壳7一侧,所述探头14一侧固接有烟雾传感器19,所述烟雾传感器19嵌合在支撑板701上,所述支撑板701固接在机器人外壳7内壁上,所述支撑板701上固接有控制模块20,利于支撑板701对控制模块20底部支撑;
所述位置调节机构安装在机器人外壳7内,所述机器人外壳7两侧均套接有第二转轮6,所述第二转轮6上方安装有第一转轮3,所述第一转轮3一侧贯穿竖板16,所述第一转轮3与竖板16之间转动连接,利于竖板16对第一转轮3支撑。
所述滑道1横截面为工字型,所述滑道1内腔两侧均卡合有滑轮17,所述滑轮17与第一转轮3之间套接有连接轴,所述连接轴末端卡合在限位条18内,所述限位条18固接在滑道1侧壁上,便于滑轮17一端在限位条18内稳定移动;所述滑轮17与滑道1之间滑动连接,所述滑轮17的直径大于第一转轮3,所述第一转轮3与第二转轮6之间套接有传送带4,所述第一转轮3和第二转轮6之间传动连接,便于第一转轮3和第二转轮6的转动;所述第二转轮6套接在横杆上,所述横杆末端贯穿机器人外壳7侧壁后固接在双轴电机13的输出轴上,所述双轴电机13固接在固定架12上,所述固定架12固接在机器人外壳7内腔底部,便于双轴电机13的安装和使用;所述连接板5顶部固接有两个竖板16,所述竖板16位于第一转轮3和滑道1之间,所述竖板16的厚度小于滑道1,所述滑道1上卡合有挡板2,便于避免滑轮17从滑道1内滑出;所述机器人外壳7内腔顶部固接有散热板15,所述散热板15搭接在烟雾传感器19顶部,所述烟雾传感器19位于双轴电机13上方,所述烟雾传感器19一侧设置有报警灯2001,所述报警灯2001固接在机器人外壳7上,且所述报警灯2001与控制模块20之间采用电性连接,便于报警灯2001及时亮起进行报警;所述机器人外壳7内腔底部固接有电源模块11,所述电源模块11套接在固定架12内,所述电源模块11与双轴电机13之间采用电性连接,所述双轴电机13两侧的横杆与机器人外壳7之间转动连接,便于双轴电机13带动第二转轮6转动;所述位置调节机构包括电动推杆8、底板9和伸缩杆21,所述电动推杆8共两个,所述电动推杆8顶端固接在支撑板701上,所述电动推杆8底端贯穿机器人外壳7底部侧壁后固接在底板9上,所述底板9搭接在机器人外壳7底部,便于电动推杆8调节底板9的高度;所述伸缩杆21包括内杆和外杆,所述外杆顶端固接在支撑板701上,所述内杆顶端与外杆内壁之间通过弹簧连接,所述内杆底端固接在底板9上,两个所述伸缩杆21之间呈对角线分布,便于底板9的稳定升降;所述机器人外壳7底部设置有摄像模块10,所述摄像模块10固接在底板9底部,所述摄像模块10两侧均安装有温度传感器23,所述温度传感器23嵌合在底板9内,所述温度传感器23与定位模块22之间采用电性连接,便于检测煤矿内部的温度并对机器人的位置进行定位。
本实用新型在使用时,本申请中出现的电器元件在使用时均外接连通电源和控制开关,首先将滑轮17安装在滑道1上,在滑道1上安装挡板2,将机器人外壳7安装在滑道1底部,利用连接轴连接第一转轮3和滑轮17,双轴电机13转动时第二转轮6和第一转轮3转动,驱动滑轮17在滑道1内移动,实现整个机器人的移动,探头14可检测煤矿内部的烟雾,将检测到的信号及时传递到烟雾传感器19和控制模块20内,烟雾浓度值超过预定值时报警灯2001亮起进行报警,机器人移动时,利用底板9内部的温度传感器23检测煤矿内部的温度,当某个区域温度较高时,双轴电机13停止工作,机器人保持不动,电动推杆8带动底板9下移,摄像模块10对目标区域拍摄取样,定位模块22对区域进行定位,将位置信息通过PLC的控制模块20内安装的传输模块传输到计算机上,实现煤矿内部信息的反馈。
本申请的有益之处在于:
1.本申请操作简单,双轴电机13和电源模块11可驱动机器人移动,挡板2和限位条18利于机器人在滑道1底部的稳定移动,连接板5和竖板16可对机器人外壳7加固,减少机器人外壳7移动中的晃动;
2.本申请结构合理,探头14和烟雾传感器19可检测煤矿中的烟雾,温度传感器23可监测煤矿内部的温度,控制模块20和报警灯2001利于信息的处理以及异常信息的报警,提高巡检效果;
3.电动推杆8和伸缩杆21利于底板9在机器人外壳7底部的稳定升降,摄像模块10利于目标信息的采集,定位模块22利于目标信息的准确定位,便于及时发现煤矿内部的异常区域,提高煤矿开采安全。
涉及到电路和电子元器件和模块均为现有技术,本领域技术人员完全可以实现,无需赘言,本申请保护的内容也不涉及对于软件和方法的改进。
以上所述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。

Claims (10)

1.一种新型监测用的煤矿轨道巡检机器人,其特征在于:包括机器人外壳(7)、巡检机构和位置调节机构,所述机器人外壳(7)顶部固接有连接板(5),所述连接板(5)搭接在滑道(1)底部;
所述巡检机构包括探头(14)、烟雾传感器(19)和控制模块(20),所述探头(14)嵌合在机器人外壳(7)一侧,所述探头(14)一侧固接有烟雾传感器(19),所述烟雾传感器(19)嵌合在支撑板(701)上,所述支撑板(701)固接在机器人外壳(7)内壁上,所述支撑板(701)上固接有控制模块(20);
所述位置调节机构安装在机器人外壳(7)内,所述机器人外壳(7)两侧均套接有第二转轮(6),所述第二转轮(6)上方安装有第一转轮(3),所述第一转轮(3)一侧贯穿竖板(16),所述第一转轮(3)与竖板(16)之间转动连接。
2.根据权利要求1所述的一种新型监测用的煤矿轨道巡检机器人,其特征在于:所述滑道(1)横截面为工字型,所述滑道(1)内腔两侧均卡合有滑轮(17),所述滑轮(17)与第一转轮(3)之间套接有连接轴,所述连接轴末端卡合在限位条(18)内,所述限位条(18)固接在滑道(1)侧壁上。
3.根据权利要求2所述的一种新型监测用的煤矿轨道巡检机器人,其特征在于:所述滑轮(17)与滑道(1)之间滑动连接,所述滑轮(17)的直径大于第一转轮(3),所述第一转轮(3)与第二转轮(6)之间套接有传送带(4),所述第一转轮(3)和第二转轮(6)之间传动连接。
4.根据权利要求1所述的一种新型监测用的煤矿轨道巡检机器人,其特征在于:所述第二转轮(6)套接在横杆上,所述横杆末端贯穿机器人外壳(7)侧壁后固接在双轴电机(13)的输出轴上,所述双轴电机(13)固接在固定架(12)上,所述固定架(12)固接在机器人外壳(7)内腔底部。
5.根据权利要求1所述的一种新型监测用的煤矿轨道巡检机器人,其特征在于:所述连接板(5)顶部固接有两个竖板(16),所述竖板(16)位于第一转轮(3)和滑道(1)之间,所述竖板(16)的厚度小于滑道(1),所述滑道(1)上卡合有挡板(2)。
6.根据权利要求1所述的一种新型监测用的煤矿轨道巡检机器人,其特征在于:所述机器人外壳(7)内腔顶部固接有散热板(15),所述散热板(15)搭接在烟雾传感器(19)顶部,所述烟雾传感器(19)位于双轴电机(13)上方,所述烟雾传感器(19)一侧设置有报警灯(2001),所述报警灯(2001)固接在机器人外壳(7)上,且所述报警灯(2001)与控制模块(20)之间采用电性连接。
7.根据权利要求1所述的一种新型监测用的煤矿轨道巡检机器人,其特征在于:所述机器人外壳(7)内腔底部固接有电源模块(11),所述电源模块(11)套接在固定架(12)内,所述电源模块(11)与双轴电机(13)之间采用电性连接,所述双轴电机(13)两侧的横杆与机器人外壳(7)之间转动连接。
8.根据权利要求1所述的一种新型监测用的煤矿轨道巡检机器人,其特征在于:所述位置调节机构包括电动推杆(8)、底板(9)和伸缩杆(21),所述电动推杆(8)共两个,所述电动推杆(8)顶端固接在支撑板(701)上,所述电动推杆(8)底端贯穿机器人外壳(7)底部侧壁后固接在底板(9)上,所述底板(9)搭接在机器人外壳(7)底部。
9.根据权利要求8所述的一种新型监测用的煤矿轨道巡检机器人,其特征在于:所述伸缩杆(21)包括内杆和外杆,所述外杆顶端固接在支撑板(701)上,所述内杆顶端与外杆内壁之间通过弹簧连接,所述内杆底端固接在底板(9)上,两个所述伸缩杆(21)之间呈对角线分布。
10.根据权利要求1所述的一种新型监测用的煤矿轨道巡检机器人,其特征在于:所述机器人外壳(7)底部设置有摄像模块(10),所述摄像模块(10)固接在底板(9)底部,所述摄像模块(10)两侧均安装有温度传感器(23),所述温度传感器(23)嵌合在底板(9)内,所述温度传感器(23)与定位模块(22)之间采用电性连接。
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