本實用新型涉及偵測技術領域，尤其是涉及一種球狀傳感器及探測系統。

背景技術：

目前，已有多種偵測裝置及偵測系統廣泛運用于應急搜救或偵測探索等領域，以對未知的復雜環境進行偵測。尤其是現在出現了球狀傳感器這類的偵測裝置，其中球狀傳感器是通過將攝像頭安裝于一個球形殼體內或表面來實現偵測的偵測工具，其體積小、易攜帶，適用于一般的地理環境的探測和偵查。

但是這類球狀傳感器在復雜或者離地面一定高度的區域內進行工作時，例如對一些有一定高度的輸油管道或者運輸有毒氣體等管道的探查，往往需要將球狀傳感器送入到管道內部進行勘察才能分析出管道的情況和問題。然而，現在一般都是需要人通過搭載其他設備才能將球狀傳感器準確送入到離地面一定高度的區域內，這種運送球狀傳感器的方式不僅不方便，而且由于需要人靠近離地面一定高度的區域來投送球狀傳感器，所以也不安全；另外碰到一些特殊的情況時，比如需要勘測的場地是在離地面一定高度的非常狹小的空間內，這樣會使得人很難將球狀傳感器送入到所述空間內進行勘測，從而限制了球狀傳感器的使用范圍。

技術實現要素：

針對上述問題，本實用新型的目的在于提供一種能夠方便安全地使用的與可以擴大使用范圍的球狀傳感器及探測系統。

為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案為：一種球狀傳感器，包括電磁底座及設置于所述電磁底座上方的球狀傳感器本體，所述球狀傳感器本 體包括具有內腔的球狀殼體，所述內腔設有磁性元件，所述電磁底座內設有由多個線圈在同一平面上垂直放置而組成的電磁繞組與用于控制所述電磁繞組形成的電磁場強度的電磁場控制元件，所述電磁繞組與所述電磁場控制元件電連接。

優選地，相鄰的兩個所述線圈相隔一定間隙且所述線圈的軸心處于同一水平線上。

優選地，所述電磁底座內還設有運動控制器件，所述運動控制器件包括微處理器以及與所述電磁底座設有的輪子相連接的電機，所述微處理器控制與所述電機電連接的所述電機的轉動。

優選地，所述磁性元件為永磁體。

優選地，所述磁性元件為有一定匝數且閉合的電磁線圈，且所述電磁線圈的中空部分沿著所述電磁線圈的軸線方向設置有鐵芯。

優選地，所述磁性元件的磁極沿著豎直方向或水平方向放置。

優選地，所述球狀傳感器還包括第一固定板及第二固定板，其中所述第一固定板固定在所述球狀傳感器本體的內腔中，且所述磁性元件安裝在所述第一固定板上；所述第二固定板固定在所述電磁底座內，且所述電磁繞組安裝在所述第二固定板上。

優選地，所述球狀傳感器本體的內腔還設置有至少一個氣體檢測器。

優選地，所述球狀殼體的材質與所述電磁底座的外殼的材質為非鐵磁材料。

本實用新型還提供一種探測系統，包括探測終端及上述的球狀傳感器，其中，所述球狀傳感器與探測終端通過無線信號相連接。

本實用新型提供的球狀傳感器及探測系統，通過在所述內腔設有能夠產生磁場的磁性元件，并在所述電磁底座內設有由多個線圈在同一平面上垂直放置而組成的電磁繞組與用于控制所述電磁繞組形成的電磁場強度的電磁場控制元件，所述電磁繞組與所述電磁場控制元件電連接；在所述電磁底座的上方放置所述球當所述球狀傳感器本體，并使所述磁性元件的下端與所述電磁繞組的上端對應，當電磁場控制元件給所述電磁繞組通電時，所述電磁繞組會根據所述 電磁場控制元件通電的方式產生特定的電磁場，從而可以讓所述球狀傳感器本體懸浮在一定高度上并且可以運動，因此能夠擴大所述球狀傳感器及探測系統的使用范圍，并且其使用的過程也變得更加安全方便。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型的技術方案，下面將對實施方式中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型實施例提供的一種球狀傳感器結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例提供的另一種球狀傳感器結構示意圖；

圖3是本實用新型實施例中磁性元件懸浮的原理圖；

圖4是本實用新型實施例中磁性元件懸浮并受力作運動的原理圖；

其中，1.電磁底座；10.電磁繞組；11.電磁場控制元件；2.球狀傳感器本體；20.球狀殼體；21.磁性元件；31.第一固定板；32.第二固定板。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

作為本實用新型的第一種實施例：

參見圖1，本實用新型實施例提供一種球狀傳感器，包括電磁底座1及設置于所述電磁底座1上方的球狀傳感器本體2，所述球狀傳感器本體2包括具有內腔的球狀殼體20，所述球狀殼體20與所述電磁底座2的外殼的材質為非鐵磁材料，這樣電磁場可以透過所述球狀殼體20與所述外殼，并讓所述磁性元件21 與所述電磁繞組10通過電磁場發生相互作用。

具體地，所述內腔設有磁性元件21，所述電磁底座2內設有由多個線圈在同一平面上垂直放置而組成的電磁繞組10與用于控制所述電磁繞組10形成的電磁場強度的電磁場控制元件11，所述電磁繞組10與所述電磁場控制元件11電連接。

其中，設在所述球狀傳感器本體2的所述內腔中的所述磁性元件21可為方塊狀或圓柱體狀的永磁體，所述永磁體的磁極沿著豎直方向放置，這樣所述球狀傳感器本體2就可以因為所述永磁體而產生磁場。所述電磁底座2內設有由多個有一定匝數的線圈在同一平面上垂直放置而組成的電磁繞組10，所述線圈的材料為銅或鋁等導電率高的金屬或合金，所述電磁底座2內還設有用于控制所述電磁繞組10形成的電磁場強度的電磁場控制元件11，所述電磁場控制元件11用于控制通過與其電連接的所述電磁繞組10的電流大小與電流方向，進而來控制所述電磁繞組10所產生的電磁場的大小與方向。

因此，當所述電磁場控制元件11對所述電磁繞組10通以一定的電流時，所述電磁繞組10就會產生一定強度的電磁場，將磁極沿著豎直方向放置的所述磁性元件21放在所述電磁繞組10的正上方；參見圖3，當所述電磁場繞組10與所述磁性元件21兩者間相對的一側的磁場的方向相同時，例如所述磁性元件21對準所述電磁繞組10的一端的磁極為N極，所述電磁繞組10對準所述磁性元件21一端所產生的磁場也為N極時，所述磁性元件21就會受到磁場的排斥力；當所述磁性元件21受到的磁場的排斥力大于所述球狀傳感器本體2的重力時，所述球狀傳感器本體2就會向上運動；當所述磁性元件21受到的磁場的排斥力等于所述球狀傳感器本體2的重力時，所述球狀傳感器本體2就會在空中懸浮；當所述磁性元件21受到的磁場的排斥力等于所述球狀傳感器本體2的重力時，所述球狀傳感器本體2就會向下運動；因此，通過所述電磁場控制元件11來控制通過所述電磁繞組10的電流，就可以調節所述球狀傳感器本體2所需要到達的高度。參見圖4，而當所述電磁場控制元件11對所述電磁繞組10通以一定規律的電流時，就會產生大小與方向作一定規律變化的電磁場，或者說所 述電磁場就會沿著特定方向運動，因此，所述磁性元件21也會受到所述電磁場的作用力而讓所述球狀傳感器本體2也沿著特定的方向運動；例如產生沿著直線方向按正弦規律分布且沿著直線平移的行波電磁場，這樣當所述磁性元件21放置在所述電磁繞組10的正上方時，所述磁性元件21就會受到所述電磁場的磁場作用力，從而使得所述球狀傳感器本體2也作相對應的直線運動。

需要說明的是，在控制所述球狀傳感器本體2的高度時，無需全部線圈都通電，只要對準所述磁性元件21的電磁繞組10中的線圈通以一定強度的電流就可以了，其余的線圈可以不同電；當控制所述球狀傳感器本體2做運動時，所述磁性元件21的正下方的所述線圈通以一定的電流，其余所述線圈通以按一定規律變化的電流。另外所述電磁場控制元件11可以為中央處理器(Central Processing Unit，CPU)、微控制器或者是其他控制器件。

在本實施例中，相鄰的兩個所述線圈相隔一定間隙且所述線圈的軸心處于同一水平線上，這樣所述線圈排成一條直線，所述線圈所組成的所述電磁繞組10也會具有一定的長度，當所述磁性元件21放在所述電磁繞組10一端的線圈上時，所述磁性元件21在受到沿著直線方向作一定規律變化的所述電磁場的作用力后，可以讓所述球狀傳感器本體2按照所述線圈的排列順序依次受力而作直線運動，從而實現所述球狀傳感器本體2的移動。

作為對上述方案的進一步改進，所述球狀傳感器還包括有第一固定板31與第二固定板32，其中所述第一固定板31固定在所述球狀傳感器本體2的內腔中，且所述磁性元件21安裝在所述第一固定板31上；所述第二固定板32固定在所述電磁底座1內，且所述電磁繞組10安裝在所述第二固定板32上。這樣，所述磁性元件21受到磁場的作用力可以更加有效的分配到所述球狀傳感器本體2中，從而讓所述球狀傳感器本體2的懸浮或受力運動更加平穩。其中，所述第一固定板31可以用螺紋連接的方式來固定在所述內腔與所述磁性元件21之間，所述第二固定板32通過螺紋連接方式固定在所述電磁底座1與所述電磁繞組10之間。

需要說明的是，在本實用新型實施例中，所述電磁底座1可呈球形，也可 呈其他形狀，本實用新型不做具體限定。

綜上所述，一并參閱圖1、圖3與圖4，通過在所述內腔設有磁極豎直向下的磁性元件21，并在所述電磁底座2內設有由多個線圈在同一平面上垂直放置而組成的電磁繞組10與用于控制所述電磁繞組10形成的電磁場強度的電磁場控制元件11，所述電磁繞組10與所述電磁場控制元件11電連接；在所述電磁底座2的上方放置所述球狀傳感器本體2，并使所述磁性元件21的下端與所述電磁繞組10的上端對應，當電磁場控制元件11給所述電磁繞組10通電時，所述電磁繞組10會根據所述電磁場控制元件11通電的方式產生特定的電磁場，當所述電磁繞組10與所述磁性元件21兩者間的相對一側所產生的磁場的方向相同時，所述磁性元件21會受到一個向上的作用力，根據所述作用力的大小，可以使得所述球狀傳感器本體2向上運動、向下運動或懸浮，從而讓所述球狀傳感器本體2可以運動到所需的高度；當所述球狀傳感器本體2到達需要的高度時，所述電磁場控制元件11給所述電磁繞組10通以特定的電流，使得所述電磁繞組10與所述磁性元件21兩者間相對一側的磁場的方向相同的同時并產生所述行波磁場，讓所述球狀傳感器本體2懸浮在離地面一定高度的地方，并使得所述磁性元件21在水平方向上受力，從而讓所述球狀傳感器本體2向所需要的方向做直線運動。所以本實用新型可以讓所述球狀傳感器本體2懸浮在一定高度上并且可以運動，從而可以讓所述球狀傳感器本體2到達離地面有一定高度的區域內特別是一些有一定高度的狹小空間，例如可以讓所述球狀傳感器本體2到達一些離地面有一定高度的管道內進行探測，因此本實施例能夠擴大所述球狀傳感器及探測系統的使用范圍；又因為人不需要到達離地面有一定高度的地方才能將所述球狀傳感器放置到所需要探測的區域，因此所述球狀傳感器的使用的過程也變得更加安全方便。

需要說明的是，在本實用新型實施例中，還可在所述球狀傳感器本體20內設置氣體檢測器，當所述球狀傳感器本體20在一些有毒氣體區域或者管道內進行運動時，所述氣體檢測器可檢測這些區域內的特定氣體的濃度，并在濃度超過閾值時發出警報，從而通過所述球狀傳感器本體20進行有毒氣體的檢測，而 不需要人工手持氣體檢測器進入到這些區域，防止出現中毒現象。

需要說明的是，在本實用新型實施例中，所述氣體檢測器可以為復合式多氣體檢測器，其可同時配備所需的多個氣體檢測傳感器，從而可以實現多氣體濃度顯示檢測。

作為本實用新型的第二種實施例，其與本實用新型第一種實施例的區別之處主要在于：參見圖2，設在所述球狀傳感器本體2的所述內腔中的所述磁性元件21為有一定匝數且閉合的電磁線圈，當有變化的電磁場作用在所述電磁線圈時，所述電磁線圈就會通過電磁感應產生一定的電流并產生與所述變化的電磁場相對應的電磁場；所述電磁線圈的中空部分沿著所述電磁線圈的軸線方向設置有鐵芯，這樣可以增強所述電磁線圈所產生的電磁場。需要說明的是，所述電磁線圈的材質是銅、鋁或其他具有高導電率的金屬或合金材料。

在本實施例中，一并參閱圖2、圖3與圖4，通過在所述內腔設有具有一定匝數且閉合的電磁線圈，并在所述電磁底座2內設有由多個線圈在同一平面上垂直放置而組成的電磁繞組10與用于控制所述電磁繞組10形成的電磁場強度的電磁場控制元件11，從而可以讓所述球狀傳感器本體2懸浮在一定高度上并且可以運動，因此能夠擴大所述球狀傳感器及探測系統的使用范圍；又因為人不需要到達離地面有一定高度的地方才能將所述球狀傳感器放置到所需要探測的區域，因此所述球狀傳感器的使用的過程也變得更加安全方便。

在上述的實施例中，所述磁性元件21的磁極除了可以為豎直方向地放置，也可以是水平方向地放置，所述磁性元件21的磁極水平方向放置的具體工作過程與磁極豎直方向放置的工作過程相類似，都是根據磁場相互作用與電磁感應現象來作為技術方案的依據，這些都是現有的技術，在此不再贅述。

本實用新型還提供了一種探測系統，包括探測終端，還包括上述球狀傳感器，其中，所述球狀傳感器與探測終端通過無線信號相連接；所述球狀傳感器是所述探測系統的信息探測端，所述終端平臺是所述探測系統的控制端。

本實用新型提供的所述探測系統，通過在所述內腔設有具有一定匝數且閉合的電磁線圈，并在所述電磁底座2內設有由多個線圈在同一平面上垂直放置 而組成的電磁繞組10與用于控制所述電磁繞組10形成的電磁場強度的電磁場控制元件11，從而可以讓所述球狀傳感器本體2懸浮在一定高度上并且可以運動，因此能夠擴大所述球狀傳感器及探測系統的使用范圍；又因為人不需要到達離地面有一定高度的地方才能將所述球狀傳感器放置到所需要探測的區域，因此所述球狀傳感器的使用的過程也變得更加安全方便。

本實用新型實施例的上述技術方案，除了可以讓所述球狀傳感器到達所需要探測的區域內，也可以讓所述球狀傳感器到達所述區域后進行運動探測，具體工作過程為：使所述電磁底座2運動，因為所述磁性元件21受到所述電磁繞組10產生磁場的作用力，那么所述球狀傳感器本體2也跟著移動，從而讓所述球狀傳感器也可以在所需要的探測的區域內進行運動探測。優選地，當所述球狀傳感器進入到底面為水平或者是相對于地面傾斜角度比較小的空間時，可以通過改變所述電磁繞組10的電流使得其電磁場的磁性與相對一側所述磁性元件21的磁場的磁性相反，同時所述電磁底座1向需要的方向運動，這樣所述球狀傳感器本體2就會受到吸力而向相同的方向移動；將所述球狀傳感器本體2吸過來之后又改變所述電磁繞組10所產生的電磁場的磁性，使得與相對一側所述磁性元件21的磁場的磁性相同，根據磁場同性相斥原理，使得排斥力等于所述球狀傳感器本體2的重力，這樣所述球狀傳感器本體2也可繼續懸浮起來。如此往復循環完成所述球狀傳感器的運動過程。

其中，所需運動探測的距離與方向可以根據所述電磁底座1內設有的用于控制所述電磁底座1運動方向與距離的運動控制器件，所述運動控制器件包括微處理器以及與所述電磁底座1設有的輪子相連接的電機，所述微處理器控制與其電連接的所述電機的轉動。所述電機的軸上設有的齒輪與所述輪子的軸上設有的齒輪嚙合。控制方式可以是所述探測系統發送相關指令到所述運動控制器件上的所述微處理器，也可以是通過所述球狀傳感器直接輸入指令到所述微處理器上，然后所述微處理器根據相關指令來控制所述電機的轉速和轉動的方向，進而通過所述齒輪傳動來控制輪子的轉速與轉動的方向，從而控制所述球狀傳感器的運動方向與距離。甚至可以人工拖動所述電磁底座2從而讓所述球 狀傳感器也跟著移動。需要說明的是，所述區域不能對電磁場產生干預，否則所述球狀傳感器無法正常工作。

以上所述，僅為本實用新型的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本領域技術的技術人員在本實用新型公開的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。