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一种有效跟踪 磁场的输电监控装置

阅读：215发布：2024-02-25

专利汇可以提供一种有效跟踪磁场的输电监控装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种有效跟踪磁场的输电监控装置，Q1的基极接单片机的T2引脚，Q1的发射极接Q2的基极，Q2的发射极接第一电机的正极；Q3的基极接单片机的T2EX引脚，Q3的发射极接Q4的基极，Q4的发射极接第一电机的负极；Q5的集电极、Q6的集电极、Q7的集电极、Q8的集电极和接地GND共节点；Q5的基极接单片机的T2EX引脚，Q5的发射极接Q6的基极，Q6的发射极接第一电机的正极；Q7的基极接单片机的T2引脚，Q7的发射极接Q8的基极，Q8的发射极接第一电机的负极。本实用新型一种有效跟踪磁场的输电监控装置，通过设置上述结构和电器元件，不但可以应用于地下井的线路上，还具有较低的转向延迟，适合地下井中的复杂环境，提高了本装置的适应性。，下面是一种有效跟踪磁场的输电监控装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种有效跟踪磁场的输电监控装置，其特征在于，包括车体(1)、轮子(3)、上铁芯(4)、下铁芯(5)、控制装置(6)、第一电机(7)、第二电机(8)、传动装置(9)、第一霍尔传感器(10)、第二霍尔传感器(11)、第三霍尔传感器(12)和铰轴(13)；所述轮子(3)安装于车体(1)底部；所述车体(1)顶部沿车体纵向设置凹槽；所述下铁芯(5)设置于凹槽底部，且上铁芯(4)的一端通过铰轴(13)活动安装于下铁芯(5)的一端；所述上铁芯(4)绕铰轴(13)轴线旋转；所述上铁芯(4)和下铁芯(5)闭合成环形，且所述环形的端面与凹槽的轴线垂直；所述第一霍尔传感器(10)、第三霍尔传感器(12)和第二霍尔传感器(11)依次等距设置于下铁芯(5)上，所述第三霍尔传感器(12)设置于下铁芯(5)的正底部，且第一霍尔传感器(10)和第二霍尔传感器(11)沿第三霍尔传感器(12)的轴线镜像对称设置；所述控制装置(6)、第一电机(7)、第二电机(8)和传动装置(9)设置于车体(1)内部；所述第一电机(7)连接于轮子(3)，并带动轮子(3)旋转；所述第二电机(8)通过传动装置(9)连接于轮子(3)，并带动轮子(3)转向；所述第一霍尔传感器(10)、第二霍尔传感器(11)、第三霍尔传感器(12)、第一电机(7)和第二电机(8)电连接于控制装置(6)；所述控制装置(6)包括控制模块；所述控制模块包括单片机、第一电阻R1、第二电阻R2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第六三极管Q6、第七三极管Q7和第八三极管Q8；所述Q1、Q2、Q3和Q4为NPN三极管，所述Q5、Q6、Q7和Q8为PNP三极管；所述Q1的集电极、Q2的集电极、Q3的集电极、Q4的集电极、R1的一端、R2的一端和电源VCC共节点，且R1的另一端接单片机的T2引脚，R2的另一端接单片机的T2EX引脚；所述Q1的基极接单片机的T2引脚，Q1的发射极接Q2的基极，Q2的发射极接第一电机的正极；所述Q3的基极接单片机的T2EX引脚，Q3的发射极接Q4的基极，Q4的发射极接第一电机的负极；所述Q5的集电极、Q6的集电极、Q7的集电极、Q8的集电极和接地GND共节点；所述Q5的基极接单片机的T2EX引脚，Q5的发射极接Q6的基极，Q6的发射极接第一电机的正极；所述Q7的基极接单片机的T2引脚，Q7的发射极接Q8的基极，Q8的发射极接第一电机的负极；所述第一霍尔传感器(10)接单片机的T1引脚，所述第二霍尔传感器(11)接单片机的T0引脚。
2.根据权利要求1所述的一种有效跟踪磁场的输电监控装置，其特征在于，控制装置(6)还包括定位模块、无线通信模块和电源模块；
所述定位模块采集定位信号，并将定位信号通过无线通信模块发送至远程端；
所述控制模块接收第一霍尔传感器(10)、第二霍尔传感器(11)和第三霍尔传感器(12)采集的电流信号，并在第一霍尔传感器(10)采集的第一电流信号和第二霍尔传感器(11)采集的第二电流信号相同时，控制第二电机(8)停机；所述控制模块还用于在第一电流信号大于第二电流信号时，通过控制第二电机(8)控制车轮向第二霍尔传感器(11)一侧转动；所述控制模块还用于在第一电流信号小于第二电流信号时，通过控制第二电机(8)控制车轮向第一霍尔传感器(10)一侧转动；
所述控制模块还用于在第三霍尔传感器(12)检测到的第三电流信号超过阈值时，通过无线通信模块向远程端发送警告信号；
所述电源模块向整个系统提供电源。
3.根据权利要求1所述的一种有效跟踪磁场的输电监控装置，其特征在于，所述单片机采用AT89S52。
4.根据权利要求1所述的一种有效跟踪磁场的输电监控装置，其特征在于，所述传动装置(9)采用齿轮减速转向器。
5.根据权利要求1所述的一种有效跟踪磁场的输电监控装置，其特征在于，所述轮子(3)采用不锈钢材料。

说明书全文

一种有效跟踪 磁场的输电监控装置

技术领域

[0001] 本实用新型涉及电力工程领域，具体涉及一种有效跟踪磁场的输电监控装置。

背景技术

[0002] 电能的使用已渗透到国民经济和人民生活的一切领域，成为工业、农业、交通运输以及国防的主要动力形式和人们家庭生活中不可缺少的能源，在拖动、照明、电热、电化学和通信等方面得到了广泛的应用。电能作为一种产品，和其他类型的产品不同之处是它不能储存。所以，由发电厂、输电线路、变电所和配电网组成的电力系统每时每刻所生产、输送的电能，都必须和用户电能的消费量相一致。这就使得电力生产与国民经济、人民生活息息相关。即便是短时的停电也带来很大的危害，大面积停电更会给国民经济造成巨大损失，给人民生活造成不便。因此，在电力工程的规划、设计、施工和运行中都必须注意保证供电的高度可靠性。

[0003] 为了保障输电线路的安全和通畅，需要对输电线路进行巡线监视，传统的巡线采用人工巡线的方式，而随着科学技术的发展，巡线无人机等设备开始出现，从而提高了巡线效率。但是在城市输电线路为了保障城市的净空环境，开始实行地下埋设线路的方式，而现有的巡线无人设备依赖于光学识别巡线，在地下井的环境中无法使用，同时转向延迟也较高，无法适应地下井中的复杂环境。实用新型内容

[0004] 本实用新型所要解决的技术问题是现有的巡线无人设备依赖于光学识别巡线，在地下井的环境中无法使用，同时转向延迟也较高，无法适应地下井中的复杂环境，目的在于提供一种有效跟踪磁场的输电监控装置，解决上述问题。

[0005] 本实用新型通过下述技术方案实现：

[0006] 一种有效跟踪磁场的输电监控装置，包括车体、轮子、上铁芯、下铁芯、控制装置、第一电机、第二电机、传动装置、第一霍尔传感器、第二霍尔传感器、第三霍尔传感器和铰轴；所述轮子安装于车体底部；所述车体顶部沿车体纵向设置凹槽；所述下铁芯设置于凹槽底部，且上铁芯的一端通过铰轴活动安装于下铁芯的一端；所述上铁芯绕铰轴轴线旋转；所述上铁芯和下铁芯闭合成环形，且所述环形的端面与凹槽的轴线垂直；所述第一霍尔传感器、第三霍尔传感器和第二霍尔传感器依次等距设置于下铁芯上，所述第三霍尔传感器设置于下铁芯的正底部，且第一霍尔传感器和第二霍尔传感器沿第三霍尔传感器的轴线镜像对称设置；所述控制装置、第一电机、第二电机和传动装置设置于车体内部；所述第一电机连接于轮子，并带动轮子旋转；所述第二电机通过传动装置连接于轮子，并带动轮子转向；所述第一霍尔传感器、第二霍尔传感器、第三霍尔传感器、第一电机和第二电机电连接于控制装置；所述控制装置包括控制模块；所述控制模块包括单片机、第一电阻R1、第二电阻R2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第六三极管Q6、第七三极管Q7和第八三极管Q8；所述Q1、Q2、Q3和Q4为NPN三极管，所述Q5、Q6、Q7和Q8为PNP三极管；所述Q1的集电极、Q2的集电极、Q3的集电极、Q4的集电极、R1的一端、R2的一端和电源VCC共节点，且R1的另一端接单片机的T2引脚，R2的另一端接单片机的T2EX引脚；所述Q1的基极接单片机的T2引脚，Q1的发射极接Q2的基极，Q2的发射极接第一电机的正极；所述Q3的基极接单片机的T2EX引脚，Q3的发射极接Q4的基极，Q4的发射极接第一电机的负极；所述Q5的集电极、Q6的集电极、Q7的集电极、Q8的集电极和接地GND共节点；所述Q5的基极接单片机的T2EX引脚，Q5的发射极接Q6的基极，Q6的发射极接第一电机的正极；所述Q7的基极接单片机的T2引脚，Q7的发射极接Q8的基极，Q8的发射极接第一电机的负极；所述第一霍尔传感器接单片机的T1引脚，所述第二霍尔传感器接单片机的T0引脚。

[0007] 现有技术中，城市输电线路为了保障城市的净空环境，开始实行地下埋设线路的方式，而现有的巡线无人设备依赖于光学识别巡线，在地下井的环境中无法使用。本实用新型应用时，当需要对地下井的线路进行巡线时，将线路放置于下铁芯和上铁芯的环形内并通过铰轴闭合上铁芯，然后通过控制装置开启整个系统；第一电机通过轮子带动车体沿着线路方向运动，当第一霍尔传感器和第二霍尔传感器检测到的电流信号不同时，说明车体已经偏离线路，此时，控制装置通过第二电机带动轮子转向，使得第一霍尔传感器和第二霍尔传感器检测到的电流信号相同，进而使得车体可以继续准确的沿着线路方向运动，这种控制方式不依赖于光学检测，在地下井的黑暗环境中依然可以准确的运行，而第三霍尔传感器的电流变化可以准确的反应线路的漏电和绝缘损坏情况，使得检测的结果更加准确；而当单片机控制第二电机正转时，Q1、Q2、Q8和Q7导通，Q3、Q4、Q5和Q6截止，由于Q1和Q2，Q8和Q7的特殊连接关系，Q1基极的控制信号被Q1放大，使得Q2可以快速的截止或者导通，同理Q4、Q6、Q8都对控制信号非常敏感，有效的降低了转向延迟，而当单片机控制第二电机反转时，Q1、Q2、Q8和Q7截止，Q3、Q4、Q5和Q6导通，第二电机上的电流反向，从而实现了整个电路的控制过程。本实用新型通过设置上述结构和电器元件，不但可以应用于地下井的线路上，还具有较低的转向延迟，适合地下井中的复杂环境，提高了本装置的适应性。

[0008] 进一步的，控制装置还包括定位模块、无线通信模块和电源模块；所述定位模块采集定位信号，并将定位信号通过无线通信模块发送至远程端；所述控制模块接收第一霍尔传感器、第二霍尔传感器和第三霍尔传感器采集的电流信号，并在第一霍尔传感器采集的第一电流信号和第二霍尔传感器采集的第二电流信号相同时，控制第二电机停机；所述控制模块还用于在第一电流信号大于第二电流信号时，通过控制第二电机控制车轮向第二霍尔传感器一侧转动；所述控制模块还用于在第一电流信号小于第二电流信号时，通过控制第二电机控制车轮向第一霍尔传感器一侧转动；所述控制模块还用于在第三霍尔传感器检测到的第三电流信号超过阈值时，通过无线通信模块向远程端发送警告信号；所述电源模块向整个系统提供电源。

[0009] 本实用新型应用时，定位模块可以选用GPS或者北斗定位模块，这是一种非常现有的模块；定位模块对车体进行定位，使得用户可以有效的得知车体位置；而无线通信模块可以采用常用的GSM通信模块；而当第三霍尔传感器检测到的第三电流信号超过阈值时，即认为线路发生了故障，此时控制模块通过无线通信模块发送至远程端，用户可以立刻得知线路故障的位置。

[0010] 进一步的，所述单片机采用AT89S52。

[0011] 进一步的，所述传动装置采用齿轮减速转向器。

[0012] 进一步的，所述轮子采用不锈钢材料。

[0013] 上文所述电器元件均为现有技术，本实用新型将其有机的结合在一起，实现了新的技术效果。

[0014] 本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

[0015] 本实用新型一种有效跟踪磁场的输电监控装置，通过设置上述结构和电器元件，不但可以应用于地下井的线路上，还具有较低的转向延迟，适合地下井中的复杂环境，提高了本装置的适应性。附图说明

[0016] 此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

[0017] 图1为本实用新型结构示意图；

[0018] 图2为本实用新型正视图；

[0019] 图3为本实用新型控制模块电路原理图。

[0020] 附图中标记及对应的零部件名称：

[0021] 1-车体，2-线路，3-轮子，4-上铁芯，5-下铁芯，6-控制装置，7-第一电机，8-第二电机，9-传动装置，10-第一霍尔传感器，11-第二霍尔传感器，12-第三霍尔传感器，13-铰轴。

具体实施方式

[0022] 为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

[0023] 实施例

[0024] 如图1～3所示，本实用新型一种有效跟踪磁场的输电监控装置，包括车体1、轮子3、上铁芯4、下铁芯5、控制装置6、第一电机7、第二电机8、传动装置9、第一霍尔传感器10、第二霍尔传感器11、第三霍尔传感器12和铰轴13；所述轮子3安装于车体1底部；所述车体1顶部沿车体纵向设置凹槽；所述下铁芯5设置于凹槽底部，且上铁芯4的一端通过铰轴13活动安装于下铁芯5的一端；所述上铁芯4绕铰轴13轴线旋转；所述上铁芯4和下铁芯5闭合成环形，且所述环形的端面与凹槽的轴线垂直；所述第一霍尔传感器10、第三霍尔传感器12和第二霍尔传感器11依次等距设置于下铁芯5上，所述第三霍尔传感器12设置于下铁芯5的正底部，且第一霍尔传感器10和第二霍尔传感器11沿第三霍尔传感器12的轴线镜像对称设置；
所述控制装置6、第一电机7、第二电机8和传动装置9设置于车体1内部；所述第一电机7连接于轮子3，并带动轮子3旋转；所述第二电机8通过传动装置9连接于轮子3，并带动轮子3转向；所述第一霍尔传感器10、第二霍尔传感器11、第三霍尔传感器12、第一电机7和第二电机
8电连接于控制装置6；所述控制装置6包括控制模块；所述控制模块包括单片机、第一电阻R1、第二电阻R2、第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5、第六三极管Q6、第七三极管Q7和第八三极管Q8；所述Q1、Q2、Q3和Q4为NPN三极管，所述Q5、Q6、Q7和Q8为PNP三极管；所述Q1的集电极、Q2的集电极、Q3的集电极、Q4的集电极、R1的一端、R2的一端和电源VCC共节点，且R1的另一端接单片机的T2引脚，R2的另一端接单片机的T2EX引脚；所述Q1的基极接单片机的T2引脚，Q1的发射极接Q2的基极，Q2的发射极接第一电机的正极；所述Q3的基极接单片机的T2EX引脚，Q3的发射极接Q4的基极，Q4的发射极接第一电机的负极；所述Q5的集电极、Q6的集电极、Q7的集电极、Q8的集电极和接地GND共节点；
所述Q5的基极接单片机的T2EX引脚，Q5的发射极接Q6的基极，Q6的发射极接第一电机的正极；所述Q7的基极接单片机的T2引脚，Q7的发射极接Q8的基极，Q8的发射极接第一电机的负极；所述第一霍尔传感器10接单片机的T1引脚，所述第二霍尔传感器11接单片机的T0引脚。
控制装置6还包括定位模块、无线通信模块和电源模块；所述定位模块采集定位信号，并将定位信号通过无线通信模块发送至远程端；所述控制模块接收第一霍尔传感器10、第二霍尔传感器11和第三霍尔传感器12采集的电流信号，并在第一霍尔传感器10采集的第一电流信号和第二霍尔传感器11采集的第二电流信号相同时，控制第二电机8停机；所述控制模块还用于在第一电流信号大于第二电流信号时，通过控制第二电机8控制车轮向第二霍尔传感器11一侧转动；所述控制模块还用于在第一电流信号小于第二电流信号时，通过控制第二电机8控制车轮向第一霍尔传感器10一侧转动；所述控制模块还用于在第三霍尔传感器
12检测到的第三电流信号超过阈值时，通过无线通信模块向远程端发送警告信号；所述电源模块向整个系统提供电源。所述单片机采用AT89S52。所述传动装置9采用齿轮减速转向器。所述轮子3采用不锈钢材料。

[0025] 本实施例实施时，当需要对地下井的线路2进行巡线时，将线路2放置于下铁芯5和上铁芯4的环形内并通过铰轴13闭合上铁芯4，然后通过控制装置6开启整个系统；第一电机7通过轮子3带动车体沿着线路方向运动，当第一霍尔传感器10和第二霍尔传感器11检测到的电流信号不同时，说明车体已经偏离线路，此时，控制装置6通过第二电机8带动轮子3转向，使得第一霍尔传感器10和第二霍尔传感器11检测到的电流信号相同，进而使得车体1可以继续准确的沿着线路方向运动，这种控制方式不依赖于光学检测，在地下井的黑暗环境中依然可以准确的运行，而第三霍尔传感器12的电流变化可以准确的反应线路2的漏电和绝缘损坏情况，使得检测的结果更加准确。而当单片机控制第二电机正转时，Q1、Q2、Q8和Q7导通，Q3、Q4、Q5和Q6截止，由于Q1和Q2，Q8和Q7的特殊连接关系，Q1基极的控制信号被Q1放大，使得Q2可以快速的截止或者导通，同理Q4、Q6、Q8都对控制信号非常敏感，有效的降低了转向延迟，而当单片机控制第二电机8反转时，Q1、Q2、Q8和Q7截止，Q3、Q4、Q5和Q6导通，第二电机8上的电流反向，从而实现了整个电路的控制过程。本实用新型通过设置上述结构和电器元件，不但可以应用于地下井的线路上，还具有较低的转向延迟，适合地下井中的复杂环境，提高了本装置的适应性。定位模块可以选用GPS或者北斗定位模块，这是一种非常现有的模块；定位模块对车体进行定位，使得用户可以有效的得知车体位置；而无线通信模块可以采用常用的GSM通信模块；而当第三霍尔传感器12检测到的第三电流信号超过阈值时，即认为线路发生了故障，此时控制模块通过无线通信模块发送至远程端，用户可以立刻得知线路故障的位置。

[0026] 以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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