核心詞：MYPT高壓電纜 - 基于 紅外感知技術(shù) 的 電線 電纜 檢測 機器人 研究 
　　工作時,該機構(gòu)負責將機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)原始運動狀態(tài)。前端監(jiān)控部分:前端監(jiān)控部分和主體部分通過旋轉(zhuǎn)接頭連接,與主體部分的相對旋轉(zhuǎn)由電機控制。天線處采用濾波器以防止雷電沖擊。隨著信息社會的建設(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:當干擾電磁場的頻率較高時,利用低電阻率金屬材料中產(chǎn)生的渦流進行抵消;當干擾電磁波的頻率較低時,應(yīng)使用高磁導(dǎo)率的材料,以限制屏蔽內(nèi)部的磁力線,防止其擴散到屏蔽空間;在某些情況下,如果要求對高頻和低頻電磁場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形成多層屏蔽。轉(zhuǎn)彎后,機器人身體可以繼續(xù)在溝渠中行走。20世紀60年代,以法國和日本為代表的一些國家開始研究用于更復(fù)雜工程任務(wù)的高效管道機器人,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位置可以相互調(diào)整。主體部分實現(xiàn)了整個裝置的驅(qū)動、轉(zhuǎn)動和供電功能。目前,我國電線電纜的維修主要是人工檢查。
　　2、由于線路檢測不方便和各種特殊情況
　　由于線路檢測不方便,且有各種特殊情況,很容易造成安全事故。同時,人工檢測的效率太低,無法滿足日常維護工作量的要求,甚至對于一些狹窄區(qū)域或深埋電纜,也會導(dǎo)致首次檢測失敗。機器人預(yù)計將使用內(nèi)置控制系統(tǒng)和內(nèi)置閃存ROM存儲芯片,以便隨時記錄采集到的數(shù)據(jù),方便隨時報告電纜狀況。轉(zhuǎn)向機構(gòu):當機器人需要轉(zhuǎn)動時,由于通道的限制,必須在通道外轉(zhuǎn)動,否則會卡住。因此,必須有一個輔助轉(zhuǎn)向機構(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,通信頻率約800KHz,帶寬較窄,干擾相對較小。如圖1所示。蛇形機器人模擬自然蛇的無肢結(jié)構(gòu),具有多自由度和多冗余自由度的特點,能夠適應(yīng)復(fù)雜多變的環(huán)境。行走機構(gòu):機器人正常工作時,在電纜溝中行走,采用后輪驅(qū)動方式。在凹槽中行駛時,機身的運動是通過電機的驅(qū)動和減速器的作用來實現(xiàn)的。通過彎道時,電纜溝容易卡住機器人,無法轉(zhuǎn)動。因此,機器人可以通過調(diào)整上下部分的高度,在溝渠外轉(zhuǎn)彎。然而,國外檢測機器人價格昂貴,電纜溝的實際情況與中國不同,不適合中國的實際使用環(huán)境。高度調(diào)節(jié)機構(gòu):機器人轉(zhuǎn)彎時,身體部位必須在電纜溝外,否則轉(zhuǎn)彎時會卡住。輔助輪縮回機構(gòu):機器人穿過防火墻60mm×當孔洞為60mm時,調(diào)整主體上下層高度,上層下沉,上層輪縮回機器人完成穿越。采用Ld1117三端調(diào)壓器和mic5207電源模塊分別為單片機供電,保證主控電源的穩(wěn)定性。機器人頭部安裝了紅外探測器,可以同時安裝其他設(shè)備。進入預(yù)檢測區(qū)域后,機器人將抬起頭部并旋轉(zhuǎn)360度,以更好地檢測地下電纜的問題。轉(zhuǎn)向機構(gòu)安裝在上半身上。前端提升機構(gòu):當機器人正常工作時,前端需要提升60-70mm的高度,以便紅外探測器能夠采集信號;然而,當機器人通過防火墻孔時,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。蛇形機器結(jié)構(gòu)設(shè)計:目前市場上沒有能夠檢測電纜溫度的機器人。與現(xiàn)有的檢測機器人相比,MYPT高壓電纜蛇形設(shè)計可以靈活地通過防火墻來調(diào)整水平和垂直尺寸。后半部分為驅(qū)動部分,分為上下兩部分,兩部分的相對高度可自由調(diào)節(jié)。當它們收縮時,可以通過防火墻下的洞。
　　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,增加了自恢復(fù)熔斷器和反向二極管,對MCU進行充分保護。當熱釋電紅外傳感器接收到來自紅外輻射源的輻射時,其內(nèi)部敏感材料的溫度會升高,偏振強度會減弱,表面電荷會減少,從而形成熱釋電電荷。電磁屏蔽是通過反射和吸收電磁波來實現(xiàn)的,屏蔽效果與屏蔽層的厚度無關(guān)。
　　4、機身高度調(diào)整
　　機身高度調(diào)整:由于電纜溝內(nèi)部環(huán)境的限制,機身可以通過上下伸縮機構(gòu)自行調(diào)整機身高度,從而更安全地實現(xiàn)轉(zhuǎn)彎和穿越防火墻。在機器人運動過程中,當傳感器檢測到曲線或防火墻時,信息將被發(fā)送到主控制器MCU,然后通過輸入輸出端口控制電機,使機器人做出相應(yīng)的調(diào)整。通過屏蔽可以抑制現(xiàn)場干擾。本設(shè)計主要對電場干擾和電磁場干擾進行抗干擾處理。因為熱釋電電荷通過電路變換的輸出電壓也能反映材料溫度的變化,從而檢測紅外輻射能量的變化。機身兩側(cè)車輪伸縮調(diào)整:用齒條水平伸縮調(diào)整機身寬度,使其穿過防火墻孔。這種設(shè)計的蛇形機器人前端裝有紅外熱像儀。工作時,將前半部分抬起,使熱像儀與上面的電纜緊密接觸,從而達到檢測其溫度的效果。機器人控制系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計,由電機驅(qū)動模塊、傳感器模塊、SD卡存儲模塊等模塊組成。正常運行時,下層在溝內(nèi)行走,上層在溝外起輔助平衡作用;當需要轉(zhuǎn)彎時,下層向上提升,上下層合二為一,上層帶動轉(zhuǎn)彎,實現(xiàn)溝外轉(zhuǎn)彎;當需要穿過防火墻孔時,溝外上層的輪子縮回身體,上層下沉,上下層合二為一,整個機器人呈細長的蛇形完成過孔。在操作過程中,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;當需要通過防火墻孔時,控制電機使前端監(jiān)控部分與主體部分保持直線,以便順利通過。
　　5、根據(jù)現(xiàn)場條件和設(shè)計目標
　　根據(jù)現(xiàn)場條件和設(shè)計目標,結(jié)合機器人的功能要求,將機器人的機械本體分為兩部分:前端檢測部分和主體部分。同時,由于國內(nèi)管道機器人研究時間較短,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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