[发明专利]一种具有倾斜度自动监测功能的智能电杆

权利要求书

1.一种具有倾斜度自动监测功能的智能电杆，其特征在于，包括：在所述智能电杆的内部芯层设置包括第一悬臂梁、第二悬臂梁、重锤、第一Bragg光栅、第二Bragg光栅、光纤，外壳在内的结构；

所述第一悬臂梁与第二悬臂梁垂直相交，且两个悬臂梁的固定端固定于所述外壳的内部；

所述重锤的上端可活动的安装于所述第一悬臂梁与所述第二悬臂梁的交点上；

所述第一Bragg光栅的一端与所述重锤的下端相连，另一端连接到所述第一悬臂梁的固定端，所述第二Bragg光栅的一端与所述重锤的下端相连，另一端连接到所述第二悬臂梁的固定端；

所述光纤与所述第一Bragg光栅和所述第二Bragg光栅连接；

所述外壳将包括所述第一悬臂梁、所述第二悬臂梁、所述重锤，所述第一Bragg光栅、第二Bragg光栅在内的结构封闭于所述外壳内，形成一个整体结构设置于所述智能电杆的空芯腔体内部；

光源通过所述光纤进行传导，进入所述第一Bragg光栅和所述第二Bragg光栅，经所述第一Bragg光栅和所述第二Bragg光栅反射后，由所述光纤导出；

当所述智能电杆发生包括左右、前后在内的任意一种或两种形式的倾斜时，所述重锤对所述第一Bragg光栅和/或所述第二Bragg光栅施加包括挤压或拉伸在内的任意一种形式的力，根据计算出的力的大小以及所述第一Bragg光栅和/或所述第二Bragg光栅的波长变化量推算出所述智能电杆的倾斜角度。

2.根据权利要求1所述的具有倾斜度自动监测功能的智能电杆，其特征在于，还包括：关节轴承；

所述关节轴承设置于所述第一悬臂梁与所述第二悬臂梁的交点上，并通过所述关节轴承与所述重锤相连。

3.根据权利要求1所述的具有倾斜度自动监测功能的智能电杆，其特征在于，还包括：

所述第一悬臂梁、所述第二悬臂梁和所述重锤设置于所述外壳的中心位置；

所述第一悬臂梁和所述第二悬臂梁的交点位于两个悬臂梁的中心点上。

4.根据权利要求1所述的具有倾斜度自动监测功能的智能电杆，其特征在于，还包括：

在所述外壳上还设置有光纤导入孔，通过所述光纤导入孔，将所述光源导入所述第一Bragg光栅和所述第二Bragg光栅上，经过所述第一Bragg光栅和所述第二Bragg光栅反射后，再由所述光纤导入孔导出。

5.根据权利要求1所述的具有倾斜度自动监测功能的智能电杆，其特征在于，还包括：

在所述第一悬臂梁和所述第二悬臂梁的固定端和所述重锤的下端，均设置有光栅安置位，用于粘贴所述第一Bragg光栅和所述第二Bragg光栅。

6.根据权利要求1所述的具有倾斜度自动监测功能的智能电杆，其特征在于，还包括：

所述外壳为空心的正方体结构。

7.根据权利要求1所述的具有倾斜度自动监测功能的智能电杆，其特征在于，还包括：

所述重锤的上端设置于所述第一悬臂梁和所述第二悬臂的中心点上。

8.根据权利要求1所述的具有倾斜度自动监测功能的智能电杆，其特征在于，还包括：外壳密封装置；

所述外壳密封装置用于确保所述外壳密封，保证所述智能电杆的工作环境良好。

9.根据权利要求1所述的具有倾斜度自动监测功能的智能电杆，其特征在于，根据计算出的力的大小以及所述Bragg光栅的波长变化量推算出所述智能电杆的倾斜角度，具体的计算推导过程为：

在XY和ZY任何一个方向上，分别构建包括根据所述重锤自身质量与悬臂梁相对于竖直方向的倾斜角度计算所述重锤对Bragg光栅所施加的力、根据所述重锤对Bragg光栅所施加的力与Bragg光栅的弹性模量参数计算Bragg光栅的应变量、根据Bragg光栅的应变量与所述智能电杆倾斜时的温度变化量计算Bragg光栅的中心波长变化量在内的公式的方程组；

根据方程组推算出悬臂梁相对于竖直方向的倾斜角度，进而推算出所述智能电杆的倾斜角度。

10.根据权利要求9所述的具有倾斜度自动监测功能的智能电杆，其特征在于，还包括：

当所述智能电杆发生倾斜时，所述悬臂梁也相应发生倾斜，通过对所述Bragg光栅发射波长的变化可以进一步计算得到所述智能电杆的倾斜角度，对所述智能电杆的倾斜角度进行验证。