核心詞：MYPT高壓電纜 - 基于 紅外感知技術(shù) 的 電線 電纜 檢測(cè) 機(jī)器人 研究 
　　工作時(shí),該機(jī)構(gòu)負(fù)責(zé)將機(jī)器人本體提升至電纜溝與周圍地面齊平的位置?？刂屏鞒虉D如圖2所示。此操作完成后,可以恢復(fù)原始運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。前端監(jiān)控部分:前端監(jiān)控部分和主體部分通過(guò)旋轉(zhuǎn)接頭連接,與主體部分的相對(duì)旋轉(zhuǎn)由電機(jī)控制。天線處采用濾波器以防止雷電沖擊。隨著信息社會(huì)的建設(shè)和發(fā)展,電力電纜供電網(wǎng)絡(luò)也得到了快速發(fā)展。大型地下供電網(wǎng)絡(luò)有許多電纜。如何在開發(fā)過(guò)程中檢查電纜的安全性是保證電網(wǎng)可靠性的前提。
　　1、屏蔽材料的選擇原則是
　　屏蔽材料的選擇原則是:當(dāng)干擾電磁場(chǎng)的頻率較高時(shí),利用低電阻率金屬材料中產(chǎn)生的渦流進(jìn)行抵消;當(dāng)干擾電磁波的頻率較低時(shí),應(yīng)使用高磁導(dǎo)率的材料,以限制屏蔽內(nèi)部的磁力線,防止其擴(kuò)散到屏蔽空間;在某些情況下,如果要求對(duì)高頻和低頻電磁場(chǎng)都具有良好的屏蔽效果,則通常使用不同的金屬材料和磁性材料來(lái)形成多層屏蔽。轉(zhuǎn)彎后,機(jī)器人身體可以繼續(xù)在溝渠中行走。20世紀(jì)60年代,以法國(guó)和日本為代表的一些國(guó)家開始研究用于更復(fù)雜工程任務(wù)的高效管道機(jī)器人,并取得了一些成果。主體部分:主體部分分為上下兩層,上下兩層之間的相對(duì)位置可以相互調(diào)整。主體部分實(shí)現(xiàn)了整個(gè)裝置的驅(qū)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和供電功能。目前,我國(guó)電線電纜的維修主要是人工檢查。
　　2、由于線路檢測(cè)不方便和各種特殊情況
　　由于線路檢測(cè)不方便,且有各種特殊情況,很容易造成安全事故。同時(shí),人工檢測(cè)的效率太低,無(wú)法滿足日常維護(hù)工作量的要求,甚至對(duì)于一些狹窄區(qū)域或深埋電纜,也會(huì)導(dǎo)致首次檢測(cè)失敗。機(jī)器人預(yù)計(jì)將使用內(nèi)置控制系統(tǒng)和內(nèi)置閃存ROM存儲(chǔ)芯片,以便隨時(shí)記錄采集到的數(shù)據(jù),方便隨時(shí)報(bào)告電纜狀況。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu):當(dāng)機(jī)器人需要轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),由于通道的限制,必須在通道外轉(zhuǎn)動(dòng),否則會(huì)卡住。因此,必須有一個(gè)輔助轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu),可以行走在通道外,以協(xié)助通道轉(zhuǎn)向。采用nbiot通信方式,通信覆蓋范圍增強(qiáng),通信頻率約800KHz,帶寬較窄,干擾相對(duì)較小。如圖1所示。蛇形機(jī)器人模擬自然蛇的無(wú)肢結(jié)構(gòu),具有多自由度和多冗余自由度的特點(diǎn),能夠適應(yīng)復(fù)雜多變的環(huán)境。行走機(jī)構(gòu):機(jī)器人正常工作時(shí),在電纜溝中行走,采用后輪驅(qū)動(dòng)方式。在凹槽中行駛時(shí),機(jī)身的運(yùn)動(dòng)是通過(guò)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)和減速器的作用來(lái)實(shí)現(xiàn)的。通過(guò)彎道時(shí),電纜溝容易卡住機(jī)器人,無(wú)法轉(zhuǎn)動(dòng)。因此,機(jī)器人可以通過(guò)調(diào)整上下部分的高度,在溝渠外轉(zhuǎn)彎。然而,國(guó)外檢測(cè)機(jī)器人價(jià)格昂貴,電纜溝的實(shí)際情況與中國(guó)不同,不適合中國(guó)的實(shí)際使用環(huán)境。高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu):機(jī)器人轉(zhuǎn)彎時(shí),身體部位必須在電纜溝外,否則轉(zhuǎn)彎時(shí)會(huì)卡住。輔助輪縮回機(jī)構(gòu):機(jī)器人穿過(guò)防火墻60mm×當(dāng)孔洞為60mm時(shí),調(diào)整主體上下層高度,上層下沉,上層輪縮回機(jī)器人完成穿越。采用Ld1117三端調(diào)壓器和mic5207電源模塊分別為單片機(jī)供電,保證主控電源的穩(wěn)定性。機(jī)器人頭部安裝了紅外探測(cè)器,可以同時(shí)安裝其他設(shè)備。進(jìn)入預(yù)檢測(cè)區(qū)域后,機(jī)器人將抬起頭部并旋轉(zhuǎn)360度,以更好地檢測(cè)地下電纜的問(wèn)題。轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)安裝在上半身上。前端提升機(jī)構(gòu):當(dāng)機(jī)器人正常工作時(shí),前端需要提升60-70mm的高度,以便紅外探測(cè)器能夠采集信號(hào);然而,當(dāng)機(jī)器人通過(guò)防火墻孔時(shí),需要在前部和身體部分之間保持一條直線,以便順利完成穿越。蛇形機(jī)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):目前市場(chǎng)上沒(méi)有能夠檢測(cè)電纜溫度的機(jī)器人。與現(xiàn)有的檢測(cè)機(jī)器人相比,MYPT高壓電纜蛇形設(shè)計(jì)可以靈活地通過(guò)防火墻來(lái)調(diào)整水平和垂直尺寸。后半部分為驅(qū)動(dòng)部分,分為上下兩部分,兩部分的相對(duì)高度可自由調(diào)節(jié)。當(dāng)它們收縮時(shí),可以通過(guò)防火墻下的洞。
　　3、控制板用接地金屬體包裹
　　控制板包裹著接地的金屬體,可以是非常薄的金屬箔,屏蔽層直接接地。同時(shí),增加了自恢復(fù)熔斷器和反向二極管,對(duì)MCU進(jìn)行充分保護(hù)。當(dāng)熱釋電紅外傳感器接收到來(lái)自紅外輻射源的輻射時(shí),其內(nèi)部敏感材料的溫度會(huì)升高,偏振強(qiáng)度會(huì)減弱,表面電荷會(huì)減少,從而形成熱釋電電荷。電磁屏蔽是通過(guò)反射和吸收電磁波來(lái)實(shí)現(xiàn)的,屏蔽效果與屏蔽層的厚度無(wú)關(guān)。
　　4、機(jī)身高度調(diào)整
　　機(jī)身高度調(diào)整:由于電纜溝內(nèi)部環(huán)境的限制,機(jī)身可以通過(guò)上下伸縮機(jī)構(gòu)自行調(diào)整機(jī)身高度,從而更安全地實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎和穿越防火墻。在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,當(dāng)傳感器檢測(cè)到曲線或防火墻時(shí),信息將被發(fā)送到主控制器MCU,然后通過(guò)輸入輸出端口控制電機(jī),使機(jī)器人做出相應(yīng)的調(diào)整。通過(guò)屏蔽可以抑制現(xiàn)場(chǎng)干擾。本設(shè)計(jì)主要對(duì)電場(chǎng)干擾和電磁場(chǎng)干擾進(jìn)行抗干擾處理。因?yàn)闊後岆婋姾赏ㄟ^(guò)電路變換的輸出電壓也能反映材料溫度的變化,從而檢測(cè)紅外輻射能量的變化。機(jī)身兩側(cè)車輪伸縮調(diào)整:用齒條水平伸縮調(diào)整機(jī)身寬度,使其穿過(guò)防火墻孔。這種設(shè)計(jì)的蛇形機(jī)器人前端裝有紅外熱像儀。工作時(shí),將前半部分抬起,使熱像儀與上面的電纜緊密接觸,從而達(dá)到檢測(cè)其溫度的效果。機(jī)器人控制系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),由電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、傳感器模塊、SD卡存儲(chǔ)模塊等模塊組成。正常運(yùn)行時(shí),下層在溝內(nèi)行走,上層在溝外起輔助平衡作用;當(dāng)需要轉(zhuǎn)彎時(shí),下層向上提升,上下層合二為一,上層帶動(dòng)轉(zhuǎn)彎,實(shí)現(xiàn)溝外轉(zhuǎn)彎;當(dāng)需要穿過(guò)防火墻孔時(shí),溝外上層的輪子縮回身體,上層下沉,上下層合二為一,整個(gè)機(jī)器人呈細(xì)長(zhǎng)的蛇形完成過(guò)孔。在操作過(guò)程中,前端監(jiān)控部分升高90度,以便安裝在前端監(jiān)控部分的設(shè)備能夠監(jiān)控相關(guān)信號(hào);當(dāng)需要通過(guò)防火墻孔時(shí),控制電機(jī)使前端監(jiān)控部分與主體部分保持直線,以便順利通過(guò)。
　　5、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和設(shè)計(jì)目標(biāo)
　　根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件和設(shè)計(jì)目標(biāo),結(jié)合機(jī)器人的功能要求,將機(jī)器人的機(jī)械本體分為兩部分:前端檢測(cè)部分和主體部分。同時(shí),由于國(guó)內(nèi)管道機(jī)器人研究時(shí)間較短,在精度、穩(wěn)定性和適應(yīng)性方面還存在較大差距。采用箱形全封閉屏蔽體。
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