CN101354361B - 不中止供水而对管道拍照的装置及控制该装置的系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置以及控制该装置的系统。根据本发明，通过在不中止供水的情况下将照相机插入管道中并且移动和转动照相机，可以对管道内部进行拍照，并且可以得到有关照相机移动和转动的信息。这可以防止由于对管道内部进行拍照而造成整个管道使用中止的问题。通过精确地前/后移动和左/右或上/下转动，照相机能准确地对管道内的各个部分进行拍照。由于可以得到与拍摄的图像在管道内实际位置有关的信息，使用者可以准确地获取管道内的缺陷位置，并能容易地控制照相机。

Description

不中止供水而对管道拍照的装置及控制该装置的系统

技术领域

本发明涉及一种在不中止供水的情况下而对管道拍照的装置以及控制该装置的系统，更具体地说，涉及一种在不中止供水的情况下而对管道拍照的装置，该装置能够在不中止管道中流体流动的情况下对管道的内部进行拍照和检查，同时使水的泄漏最少，并且涉及一种控制该拍照装置的系统。

背景技术

一般来说，作为长期使用的管道，如供水管，在管道内部会形成如水苔或水垢的杂质，并且这些杂质会阻碍水的流动。而且，与管道连接的阀门的内表面会受到侵蚀，这会导致水的泄漏。

为了解决这个问题，一般通过定期地对管道的内部进行拍照来检查管道的内部状态。对于直径相当较大的管道，可以将遥控的照相机器人置入管道中以检查管道内部。对于直径较小的管道，中止管道中的供水，然后将内窥式照相机放入管道中，以对管道内部进行拍照。

但是，上述传统的管道检查的方法的问题在于，为了进行检查，需要中止管道中的流体如水供应，而中止供水将对各种工业设施造成巨大损失，并给人民生活带来不便。

发明内容

因此，考虑到上述问题提出本发明，并且本发明的一个目的是提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，该装置能在不中止管道内流体流动的情况下对管道的内部进行照相和检查，同时使水的泄漏最少。

本发明的另一个目的是提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，通过将主外壳牢固地连接于管道末端，该装置能够使照相机平稳运动。

本发明的另一个目的是提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，该装置能够防止水通过运动轴与主外壳之间的间隙漏水。

本发明的另一个目的是提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，该装置能够防止运动轴因自身的重量而运动。

本发明的另一个目的是提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，该装置通过一个简单的结构而能够将运动轴平稳地插入高水压的管道中或将运动轴从该管道中取出。

本发明的另一个目的是提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，该装置能够防止滑轮由于水压而沿相反方向旋转。

本发明的另一个目的是提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，该装置能够容易地仅用较小的作用力来操纵运动轴。

本发明的另一个目的是提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，该装置能够防止照相机由于水压而受到损坏，容易地将照相机安装在运动轴的末端，并调节照相机朝向管道内壁的方向。

本发明的另一个目的是提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，该装置能够容易地在管道的外部对照相机的照相角度进行调节。

本发明的另一个目的是提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，该装置能够通过一个简单的结构即便在较高水压下也能够容易地调节照相机的照相角度。

本发明的另一个目的是提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，该装置能够防止漏水，同时容易设置连接电源和照相机单元的信号端子的电缆。

本发明的另一个目的是提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，该装置能够在供水状态下将照相机插入管道中，通过移动和转动照相机而对管道内部进行照相，并获得有关照相机移动和转动的信息。

本发明的另一个目的是提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，该装置能够通过精确地前后移动照相机以及左/右或上/下转动照相机，而对管道内部的各个相应位置进行准确拍照。

本发明的另一个目的是提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，该装置能够准确地得到有关照相机前后移动和左/右或上/下转动的信息，而没有误差。

本发明的另一个目的是提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，该装置能够以清晰的图像质量对管道内部进行拍照，并评估管道的内部状态。

本发明的另一个目的是提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，该装置能够移动和转动照相机，得到有关照相机移动和转动的信息，并显示有关照相图像的信息。

本发明的另一个目的是提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，该装置能够接收由使用者输入的与照相机或显示有关的控制指令。

本发明的另一个目的是提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，该装置能够为使用者提供有关管道内部状态的信息以及管道的图像信息。

本发明的另一个目的是提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，该装置能够存储管道的图像和内部状态，以便以后对其重新研究，并且处理有关管道缺陷的信息。

根据本发明的一个方面，上述和其它目的通过提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置来实现，该装置包括：照相机单元，用于对管道内部进行拍照；以及机构单元，用于支撑并且移动和转动所述照相机单元。因此，所述装置在不中止管道供水的情况下对管道的内部进行拍照。

所述机构单元包括：主外壳，该主外壳连接于管道的末端；运动轴，该运动轴插入所述主外壳中，以在所述管道中前后运动并且转动，所述运动轴在其末端与所述照相机单元连接；以及操纵部分，该操纵部分使所述运动轴从一部分主外壳移动至所述管道内。优选地，所述主外壳形成有通孔，所述运动轴插入该通孔中并运动，而且所述主外壳的末端设置有法兰，该法兰可以连接于所述管道的末端。优选地，所述机构单元还包括设置于主外壳中的密封封装件，用于密封所述运动轴与主外壳之间的空间。优选地，所述机构单元还包括设置在所述主外壳外部末端的运动轴限位器，用于固定所述运动轴的运动。

所述操纵部分包括：操纵把手，该操纵把手可转动地连接于主外壳的一部分上；滑轮，该滑轮连接于操纵把手从而可以转动；以及线缆，该线缆的第一末端缠绕在滑轮上，第二末端固定于所述运动轴的末端。优选地，所述操纵部分还包括棘轮和棘轮限位器，所述棘轮连接于所述滑轮的一部分，所述棘轮限位器与棘轮相邻设置，用以防止滑轮的反转。优选地，所述操纵部分还包括设置在所述操纵把手与滑轮之间的减速齿轮。

优选地，所述机构单元还包括照相机外壳，该照相机外壳铰接地连接于所述运动轴的末端，从而可以左右倾斜，而且照相机单元固定地插入所述照相机外壳中。

优选地，所述机构单元还包括倾斜操作部分，从而在管道外部使所述照相机外壳左右倾斜。所述倾斜操作部分包括：滑动轴，该滑动轴设置为在所述运动轴中前后移动；以及倾斜支架，该倾斜支架的第一末端铰接地连接于所述滑动轴，第二末端在偏离所述滑动轴中心的位置铰接地连接于所述照相机外壳的外部。

优选地，所述运动轴形成有穿过该运动轴的电缆连接通道，连接照相机单元的电缆通过所述电缆连接通道而延伸到外部，并且所述机构单元还包括设置在所述运动轴后端的电缆封装件，用于防止流体通过所述电缆连接通道而泄露。

根据本发明的另一个方面，提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，该装置包括：照相机单元，用于对管道内部进行拍照；机构单元，用于支撑并且移动和转动所述照相机单元；以及编码器单元，该编码器单元产生与所述机构单元移动和转动所述照相机单元有关的信息相对应的信号。

所述机构单元前后移动照相机单元，或者左右或上下转动照相机单元。

所述编码器单元包括：第一编码器，用于产生与机构单元前后移动照相机单元有关的运动信息相对应的第一信号；第二编码器，用于产生与机构单元左右转动照相机单元有关的左/右转动信息相对应的第二信号；以及第三编码器，用于产生与机构单元上下转动照相机单元有关的上/下转动信息相对应的第三信号。所述编码器单元包括自动紧密接触所述机构单元的编码器，并且该编码器包括压紧弹簧，使该编码器沿一个轴向紧密接触所述机构单元。

所述照相机单元包括：照相机，该照相机在对管道内部进行拍照时输出图像信号、缩放信息信号和焦点信息信号；激光装置，该激光装置发出指示照相机预定方向的光束；温度传感器，该温度传感器测量管道的温度，并产生温度信号；以及照明装置，该照明装置在对管道内部进行拍照时提供照明。

根据本发明的另一个方面，提供一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的系统，该系统包括：在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，该装置输出照相机的位置信号，以及通过使用照相机对管道内部拍照而得到的图像信号；控制板，该控制板基于所述装置输出的位置信号和图像信号分别产生照相机位置信息和管道图像；数据处理部分，该数据处理部分基于所述控制板产生的照相机位置信息和管道图像产生三维直观图像；以及界面部分，所述界面部分显示所述数据处理部分产生的三维直观图像。

所述界面部分还具有接收使用者输入的指令的功能。所述数据处理部分处理输入的指令并将结果值传送到界面部分，或者根据指令控制所述装置。

所述装置还输出照相机的缩放信息信号、照相机的焦点信息信号以及表示管道内温度的温度信号。所述控制板基于所述装置输出的缩放信息信号、焦点信息信号和温度信号分别产生缩放信息、焦点信息和温度信息。所述数据处理部分基于位置信息、管道图像、缩放信息、焦点信息和温度信息产生三维直观图像。

优选地，所述系统还包括存储器，并且所述数据处理部分将三维直观图像、位置信息和管道图像存储在存储器中，或者将三维直观图像、位置信息、管道图像、缩放信息、焦点信息和温度信息存储在存储器中。数据处理部分还具有记录缺陷位置的静止图像和位置信息的缺陷位置处理功能。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，将更加清楚地理解本发明的上述和其它目的、特征和其它优点，在附图中：

图1是表示根据本发明在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置的一个优选实施方式的框图；

图2是表示根据本发明在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置的机构单元的一个优选实施方式的正视图；

图3是表示根据本发明在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置的机构单元的一个优选实施方式的侧视图；

图4是图2中“A”部分的局部放大图；

图5是图2的“B”部分的局部放大图；

图6a和图6b是表示照相机单元上下转动的原理的正视图；

图7是表示将编码器单元安装到机构单元的一个优选实施方式的示意图；

图8是表示编码器单元中包括的编码器的一个优选实施方式的示意图；

图9是表示连接第一编码器和第二编码器的一个实施方式的示意图；

图10是表示根据本发明用于控制在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置的系统的一个优选实施方式的框图；以及

图11是表示根据本发明用于控制在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置的系统的优选操作状态的概念图。

具体实施方式

下面将参考附图详细地描述本发明的优选实施方式。

图1是表示根据本发明在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置的一个优选实施方式的框图。

参看图1，根据本发明在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置100，用于在不中止管道内供水的情况下拍摄管道的内部图像。为此，在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置100包括照相机单元110、机构单元120和编码器单元130。

机构单元120用于支撑照相机单元110，并用于使照相机单元110移动和旋转。优选地，机构单元120使照相机单元110在管道内前后移动，而且使照相机单元110相对于照相机单元110前后运动的轴线左/右或上/下旋转。

图2和图3分别是表示根据本发明在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置的机构单元的一个优选实施方式的正视图和侧视图。

参看图2，为了在不中止管道内供水的情况下对管道的内部进行拍照，机构单元120包括：固定连接于管道末端的主外壳10；运动轴20，该运动轴20装入主外壳10中，并能够在管道中作前后运动和旋转运动；操纵部分30，该操纵部分30使运动轴20从一部分主外壳10移动至管道内。

连接于管道末端的主外壳10用于防止管道漏水，并且使根据本发明在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置100的各个零件彼此组装在一起。主外壳10形成有通孔11，运动轴20插入该通孔中且可以运动。主外壳10在一个末端设置有法兰12，该法兰12连接到管道的末端，以防止主外壳10由于高水压而从管道脱离，并使各个零件彼此牢固连接。

运动轴20用于将照相机移动至管道中。运动轴20形成为棒状管，该棒状管的外径等于上述通孔11。照相机单元110连接于运动轴20的第一端。运动轴20的第二端暴露于主外壳10的外部。因此，在主外壳10外部能够容易地实现将运动轴20推入管道中或将运动轴从管道拉出的操作。为了方便调节照相角度，运动轴20形成为圆柱形，可以左右转动。当运动轴20左右转动时，照相机单元110也左右转动，与运动轴20相互锁定。

另外，优选地将至少一个密封封装件13插入由主外壳10和运动轴20限定的空间中，从而防止水通过运动轴20和主外壳10之间的间隙泄漏出，同时还允许运动轴20相对于主外壳10的上下运动。因此，在对管道进行拍照的过程中，可以更加彻底地防止发生漏水。如果运动轴20上下运动，照相机单元110随运动轴20在管道中前后移动。

在主外壳10的外部末端设置有运动轴限位器14，并固定地连接于主外壳10和运动轴20上，从而固定运动轴20的运动。该运动轴限位器14防止出现照相不准确或照相机单元110受损坏的问题，该问题是由于运动轴20因管道的内部压力或运动轴20的重量而运动所造成的。

图4是图2中“A”部分的局部放大图。

参看图4，上述操纵部分30连接于主外壳10的一部分，从而操作者操作该操纵部分30，使运动轴20在管道中前后运动。操纵部分30包括：可旋转地连接于主外壳10一部分的操纵把手31，连接于操纵把手31以进行转动的滑轮32，以及线缆33，该线缆33的第一末端缠绕在滑轮32上，第二末端固定于运动轴20的外部末端。

操纵把手31形成为轮子形状，可旋转地连接于一部分主外壳10上。滑轮32与操纵把手31安装在相同的旋转轴上，或者滑轮32通过如减速齿轮35、皮带等传动装置而连接于操纵把手31。当操作者转动操纵把手31时，滑轮32随其转动，线缆33缠绕在滑轮32上或从滑轮32上松开。这样，操作者转动操纵把手31的操作使线缆33的长度增大或减小，从而使运动轴20移动入管道或移动出管道。

传动机构可以进行改造，从而利用如皮带、链等通用传动装置，将操纵把手31的旋转力传递到滑轮32。具体地说，优选地，在操纵把手31和滑轮32之间设置减速齿轮35，从而甚至通过较小的作用力克服管道压力，即可实现平稳的转动。

棘轮321与滑轮32的转动轴连接成整体。在棘轮321附近设置有棘轮限位器322，用于防止滑轮32沿松开线缆33的方向转动，同时允许滑轮32沿缠绕线缆33的方向转动。因此，可以防止运动轴20由于管道的内部压力而被推出管道。因而，可以防止由于运动轴的误动而造成对管道内部状态的不准确照相。

另外，设置有导辊34，以引导线缆33缠绕在滑轮32上。当线缆33缠绕在滑轮32上或从滑轮32上松开时，导辊34能够防止线缆33缠结和扭曲，从而可靠地实现线缆33的平稳缠绕和松开。

在滑轮32的转动轴上设置有第一编码器131，用于检测滑轮32的转动圈数，并产生与照相机单元110前/后运动有关的信息相对应的第一信号。第二编码器133检测运动轴20的旋转角度，并产生与机构单元120使照相机单元110左/右转动有关的信息相对应的第二信号。

图5是图2中“B”部分的局部放大图，图6a和图6b是表示照相机单元上下转动的原理的正视图。

参看图5至图6b，照相机单元110连接于运动轴20的内部末端，用于拍摄管道的内部状态。照相机单元110固定地插入照相机外壳41中，照相机外壳41铰接地连接于运动轴20的内部末端，从而可以侧向转动。

优选地，照相机外壳41由金属材料制成，从而保证能够承受管道内的高压。照相机外壳41的一个末端铰接地连接于上述运动轴20的末端，从而照相机外壳41可以在运动轴20上上下转动。照相机外壳41形成有内部空间，照相机单元110固定地插入该空间中。

而且，照相机外壳41利用倾斜操作装置43而连接于运动轴20，该倾斜操作装置43包括滑动轴431和倾斜支架433，因而使用者可以在管道外部使照相机外壳41上下倾斜。

滑动轴431的长度与运动轴20的长度相等，并且该滑动轴连接为沿运动轴20可以滑入或滑出运动轴20。滑动轴431连接有照相机外壳41的下端部设置有槽，倾斜支架433沿该槽运动。如果滑动轴431沿运动轴20前后运动，则装入槽中的倾斜支架433的一个末端沿该槽运动。利用设置在滑动轴431外部末端的滑动轴操作把手432，可以使滑动轴431沿运动轴20前后运动。

如上所述，倾斜支架433的一个末端连接于滑动轴431的下端，并且倾斜支架433的另一末端在偏离滑动轴431中心的位置铰接地连接于照相机外壳41的外表面。因此，如果滑动轴431朝照相机外壳41运动，则铰接地连接于运动轴20末端的照相机外壳41通过改变倾斜支架433的设置角度而侧向枢轴转动，从而使照相机单元110上下转动。因此，根据本发明在不中止供水的情况下而对管道进行照相的装置100具有容易地改变照相角度的作用。

第三编码器135检测滑动轴431的运动，并产生与照相机外壳41的照相机单元110的上/下旋转角度相对应的第三信号。作为选择，第三编码器135可以设置在倾斜操作装置43上，以产生与照相机外壳41倾斜角度相对应的第三信号。

优选地，穿过运动轴20形成有电缆连接通道21，与照相机单元110连接的电缆穿过该通道，并可以连接到外部设备，如监视器，从而使与照相机单元110连接的电缆暴露于照相装置外部的暴露程度最小。

照相机单元110用于对管道内部进行拍照，并检测有关管道内部状态的信息。为此，照相机单元110包括照相机111、照明装置113、温度传感器115和激光装置117。

照相机111输出对管道内部进行拍照而获得的图像的图像信号。照相机111还输出对管道内部进行照相时的缩放(zoom)信息信号和聚焦信息信号，以及图像信号。

照明装置113为对管道内部的照相提供照明。该照明装置113可以设计为如LED。通过照明装置113发出的光线，根据本发明在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置100可以更加清楚地对管道内部进行拍照，并可以为使用者提供清晰的图像。

温度传感器115用于通过检测管道的温度而产生温度信号，并将温度信号输出到外部。

激光装置117发射光束，用以指示照相机111的预定方向，从而容易确定照相机111的准确的预定方向。

编码器单元130产生与机构单元120移动和转动照相机单元110有关的信息相对应的信号，并将信号输出到外部。为此，编码器单元130包括第一编码器131、第二编码器133和第三编码器135。

图7表示将编码器单元安装于机构单元的一个优选实施方式。

参看图7，第一编码器731用于产生与机构单元720前后移动照相机单元110有关的运动信息相对应的第一信号。例如，第一编码器731连接于机构单元720的一部分，以检测滑轮32的转动轴的转动圈数，并产生与机构单元720前后移动照相机单元110有关的信息相对应的第一信号。

第二编码器733用于产生与机构单元720左右转动照相机单元110有关的左/右转动信息相对应的第二信号。例如，第二编码器733以与第一编码器731组装的方式连接于机构单元720的一部分，用于检测运动轴20的旋转角度，并产生与机构单元720左右转动照相机单元110有关的左/右转动信息相对应的第二信号。

第三编码器735用于产生与机构单元720上下转动照相机单元110有关的上/下转动信息相对应的第三信号。例如，第三编码器735连接于机构单元720的上部，用于检测滑动轴431的运动，测量装在照相机外壳41的照相机单元110的上/下转动角度，并产生第三信号。在另一实施例中，第三编码器设置在倾斜操作装置43上，用于测量照相机外壳41的倾斜角度，并产生第三信号。

图8为表示编码器单元中包括的编码器的一个优选实施方式的示意图。

参看图8，编码器800紧密接触机构单元120，用于检测机构单元120的各个部分的转动，产生与检测的转动有关的信息相对应的信号，并输出信号。为此，编码器800包括信号处理部分810、转动件820和加压件830。

信号处理部分810用于检测转动件820的旋转，产生与转动有关的信息相对应的信号，并将信号输出到外部。作为检测转动件820的旋转的方法的一个实施例，转动件820形成有按规则间隔设置的孔，信号处理部分810发出光线，并判断光线是否穿过所述孔，从而检测转动件820的转动角度和转动圈数。

转动件820与需要检测转动和移动的零件一起转动，例如机构单元120的滑轮32和滑动轴431。例如，转动件820可以设计成辊。如上所述，转动件820可以形成有按规则间隔设置的孔，光线穿过这些孔。

加压件830对信号处理部分810和转动件820加压，使信号处理部分810和转动件820在一个轴向紧密接触。例如，加压件830可以设计成压紧弹簧。这样，由于加压件830沿一个轴向施加压力，编码器800自动与机构单元120紧密接触，从而能准确地检测机构单元120的转动，而没有误差。因此，根据本发明在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置100具有准确产生有关照相机移动和转动信息的作用，而不会由于照相机的移动和转动而产生误差。

图9为表示连接第一编码器和第二编码器的一个实施方式的示意图。

参看图9，第一编码器910和第二编码器920可以整体形成。在这种情况下，第一编码器910和第二编码器920可以容易并简单地安装在机构单元120上或从机构单元120拆卸下来。这里，转动件911通过滑轮32的转动而旋转。

图10是表示根据本发明用于控制在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置的系统的一个优选实施方式的框图。

参看图10，根据本发明用于控制在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置的系统1000包括控制装置200和在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置300。

控制装置200从在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置300接收照相机位置信号、图像信号、照相机方向信号、缩放信息信号、焦点信息信号和温度信号。控制装置200显示上述信号，并控制在不中止供水的情况下而对管道进行照相的装置300。为此，控制装置200包括控制板210、数据处理部分220、界面部分230和存储器240。

控制板210分别根据在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置300输出的位置信号和图像信号，产生照相机位置信息和管道图像。控制板210还分别根据在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置300输出的照相机方向信号、缩放信息信号、焦点信息信号和温度信号，而产生照相机方向信息、缩放信息、焦点信息和温度信息。也就是说，控制板210从在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置300接收位置信号、图像信号、照相机方向信号、缩放信息信号、焦点信息信号和温度信号，并将产生的位置信息、管道图像、照相机方向信息、缩放信息、焦点信息和温度信息传送到数据处理部分220。

而且，控制板210将与数据处理部分220输出的控制值相对应的信号传送到在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置300的照相机单元310。数据处理部分220输出的控制值包括：控制照明装置313的照明控制值，控制照相机311缩放和焦点的照相机控制值，以及控制激光装置317的激光控制值。

数据处理部分220通过界面部分230显示控制板210提供的信息，从而使用者能够了解管道的内部状态并控制照相机311。例如，数据处理部分220基于控制板210产生的位置信息和管道图像而产生三维的直观图像，并通过界面部分230显示该三维图像。换句话说，数据处理部分220使控制板210产生的位置信息和管道图像同步，并将产生的三维直观图像通过界面部分230而实时显示给使用者。因此，根据本发明用于控制在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置的系统1000具有能让使用者容易地了解管道当前状态的作用，并具有让使用者准确地知道相对于当前管道图像的位置的作用。

并且，数据处理部分220通过使控制板210提供的位置信息、管道图像、照相机方向信息、缩放信息、焦点信息和温度信息同步而产生三维的直观图像，并将该直观图像通过界面部分230显示给使用者。因此，使用者能容易地通过当前管道图像有关的照相机方向信息、缩放信息和焦点信息而控制照相机311。

数据处理部分220将产生的三维直观图像、位置信息、管道图像、照相机方向信息、缩放信息、焦点信息和温度信息存储在存储器240中。数据处理部分220还具有记录缺陷位置有关的静止图像和位置信息的缺陷位置处理功能。换句话说，数据处理部分220从管道图像中获取管道的缺陷位置图像，并产生静止图像。并且，数据处理部分220将产生的静止图像和缺陷位置信息存储在存储器240中。

此外，数据处理部分220处理使用者通过界面部分230输入的指令，并通过界面部分230显示结果值，或者根据使用者输入的指令控制在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置300。例如，如果使用者通过界面部分230输入缺陷位置检测指令，则数据处理部分220检测基于由使用者输入的缺陷位置和照相机位置信息来检测实际的缺陷位置和大小，并产生三维直观图像。并且，数据处理部分220通过界面部分230显示直观图像，并将直观图像存储在存储器240中。在另一实施例中，如果使用者通过界面部分230输入现存图像打开指令，则数据处理部分220搜索存储器240中存储的相应的三维直观图像、位置信息、管道图像、照相机方向信息、缩放信息、焦点信息和温度信息，并通过界面部分230显示它们。

如果使用者通过界面部分230输入控制指令，则数据处理部分220产生与控制指令相对应的控制值，并控制在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置300。数据处理部分220产生的控制值包括：控制照明装置313的照明控制值，控制照相机311缩放和焦点的照相机控制值，以及控制激光装置317的激光控制值。

界面部分230显示由数据处理部分220提供的信息和图像，并接收使用者的指令。作为显示的一个例子，界面部分230可以显示由数据处理部分220产生的三维直观图像。作为输入指令的一个例子，界面部分230可以接收缺陷位置处理指令，现存图像打开指令和控制指令。界面部分230将使用者输入的指令传送到数据处理部分220。

数据处理部分220将三维直观图像、位置信息和管道信息存储在存储器240中，或者将三维直观图像、位置信息、管道图像、照相机方向信息、缩放信息、焦点信息和温度信息存储在存储器240中。

用于在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置300在不中止供水的情况下输出与通过对管道内部照相而得到的图像相对应的图像信号，以及与照相机在拍摄图像时的位置相对应的位置信号。为此，在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置300包括：照相机单元310，机构单元320和编码器单元330。

照相机单元310输出表示照相机所需方向的照相机方向信号、缩放信息信号、焦点信息信号和表示管道温度的温度信号。为此，照相机单元310包括照相机311、照明装置313、温度传感器315和激光装置317。照相机单元310是对应于上述在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置100的照相机单元110的构成部分，照相机311、照明装置313、温度传感器315和激光装置317是分别对应于上述在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置100的照相机111、照明装置113、温度传感器115和激光装置117的构成部分。因此，省略上述部分的详细解释。

机构单元320用于支撑并移动和转动照相机单元310。由于机构单元320是对应于上述在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置100的机构单元120的构成部分，因此省略对机构单元320的详细解释。

编码器单元330用于产生与机构单元320移动和转动照相机单元310有关的信息相对应的照相机位置信号，并将该信号输出到外部。为此，编码器单元330包括第一编码器331、第二编码器333和第三编码器335。编码器单元330是对应于上述在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置100的编码器单元130的构成部分，第一编码器331、第二编码器333和第三编码器335是分别对应于上述在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置100的第一编码器131、第二编码器133和第三编码器135的构成部分。因此，省略上述部分的详细解释。

图11是表示根据本发明用于控制在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置的系统的优选操作状态的概念图。

参看图11，在根据本发明用于控制在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置的上述系统中，当对管道1内部进行照相时，将管道1末端2上安装的阀去掉，然后将主外壳10的法兰12连接到管道1的末端2，从而将主外壳10牢固地固定于管道1。因而，可以防止由于施加在管道1的末端2的水压而可能出现的主外壳10的脱开或者管道1与主外壳10之间的连接部分的流体泄露。

此后，将连接照相机单元110和编码器单元130的电缆44连接到控制装置200。操纵把手31旋转，从而将线缆33缠绕在滑轮32上。线缆33的整个长度缩短，从而使运动轴20移动至管道1中。在这种状态下，操作照相机单元110对管道1的内部进行拍照。因而，可以在不中止对管道1内的流体供应的情况下，对管道1的内部形貌进行照相。与利用照相机单元110对管道1内部进行拍照而得到的图像相对应的图像信号与上述作为照相机位置信号的第一信号、第二信号和第三信号一起，通过电缆44而传递到控制板210。同时，由照相机单元110输出的缩放信息信号、焦点信息信号、照相机方向信号和温度信号与图像信号和照相机位置信号一起，传送到控制板210。

即便当管道1中产生高压时，由于通过棘轮321和棘轮限位器322防止滑轮32的反转，因而能够防止运动轴20被推出管道1，从而达到稳定地照相操作。

而且，优选地，用于密封电缆连接通道21的电缆封装件441插入运动轴20的后端，从而防止水通过电缆连接通道21而泄漏。在滑动轴431的外部末端设置有滑动轴操作把手432也是优选的，因而通过在管道1外部方便地推动或拉动滑动轴431，使用者可以精确地调节照相机单元110的角度，同时使照相机单元110上下转动。

从上面描述可以清楚看出，根据本发明在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置以及控制该装置的系统，可以通过在不中止供水的情况下将照相机插入管道中并且使照相机移动和转动，而对管道的内部进行拍照，并且能得到有关照相机移动和转动的信息。因此，可以防止由于中止管道内流体流动而中断整个管道的使用的问题，而且维护和检查管道造成的流体损失最小。

此外，由于主外壳通过一部分主外壳上形成的法兰而牢固地连接于管道的末端，因此照相机可以平稳运动。因而，可以防止液体由于流体压力的存在而从主外壳和管道之间的间隙泄漏。而且将管道照相装置安装在管道末端或者从管道末端拆卸下来较为容易。

此外，由于在主外壳和运动轴之间插有密封封装件，可以防止通过运动轴与主外壳之间的间隙而出现漏水。因此，可以更有效地防止流体损失，并且可以实现照相机的平稳运动。

而且，由于设置有运动轴限位器以防止运动轴由于其自身重量而移动，因此可以防止照相机由于运动轴的意外移动而脱离照相位置。

此外，由操纵把手、滑轮和线缆简单地构成的操纵部分，可以平稳地将运动轴插入具有高水压的管道中或从该管道中取出。因此，可以容易地进行操纵部分的组装过程，并且通过简单的操作即可克服管道内压而平稳地移动照相机。

此外，由于在滑轮的一部分上设置有棘轮限位器，以防止滑轮由于水压而反转，因此可以防止运动轴由于滑轮的反转而被推出管道。

而且，由于在操纵把手与滑轮之间设置有减速齿轮，以便用小的力来方便地操纵运动轴，因此能以小的力克服管道内较高的流体压力而容易和平稳地移动运动轴。

此外，由于照相机单元是由照相机外壳和照相机模块构成的，因此可以防止由于水压而损坏照相机，并且照相机可以方便地安装于运动轴的末端，并可以进行调节以朝向管道的内壁。因此，照相机模块可以容易地安装到运动轴上或者从该运动轴上拆下，这便于使用者进行维护或维修照相机模块。另外，还可以更加准确和清楚地对管道内壁进行拍照。

此外，通过倾斜操作装置，可以在管道外部容易地调节照相机的照相角度，所述倾斜操作装置包括滑动轴、滑动轴操作把手和倾斜支架。因此，在对管道内出现问题的部分进行拍照的工作可以更加方便而精确地实现。

而且，由于电缆连接通道是通过运动轴形成的，而且在该运动轴的后端设置有电缆封装件，因此可以简单地设置提供电力和将信号传送到照相机单元的电缆，并防止漏水。因而，使电缆暴露在外部最少，从而防止对电缆的损坏。另外，也使漏水造成的损失最小化。

此外，由于有关照相机前/后移动和左/右或上/下转动的信息是准确产生的，没有误差，因此使用者能准确地得到处于管道中的照相机的位置和方向。

此外，根据本发明在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置以及控制该装置的系统，具有评估管道的内部状态，并且以较高的图像质量对管道的内部进行拍照的作用。

此外，根据本发明在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置以及控制该装置的系统，检测与照相机的移动和转动有关的信息，并显示这些信息。因此，使用者能通过显示的图像而得到照相机在管道内的实际位置和方向，从而更加容易地操纵照相机。

此外，由于根据本发明在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置以及控制该装置的系统，为使用者提供能从使用者接收与照相机或显示相关的控制指令的界面，因此使用者能容易地控制照相机，并能对管道内所需位置的一部分进行拍照，并检验拍摄的图像。

此外，由于根据本发明在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置以及控制该装置的系统，为使用者提供与管道图像有关的信息以及管道的内部状态，因此使用者能更加准确地检测管道的内部状态。

此外，由于根据本发明在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置以及控制该装置的系统，存储有关管道图像、管道的内部状态和缺陷位置的信息，因此使用者能过后准确而精确地再次检测管道的内部状态，并能容易地得到缺陷位置。

虽然为了解释的目的已经公开了本发明的优选实施方式，但本领域普通技术人员应该认识到，在不偏离权利要求给出的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、增添和替代。

Claims (13)

1.一种在不中止供水的情况下而对管道进行拍照的装置，该装置包括：

照相机单元，用于对管道内部进行拍照；以及

机构单元，用于支撑并且移动和转动所述照相机单元，所述机构单元包括主外壳、运动轴和操纵部分，所述主外壳连接于所述管道的末端，所述运动轴插入所述主外壳中，以在所述管道中前后移动并转动，且所述运动轴的末端与所述照相机单元连接，所述操纵部分使所述运动轴从所述主外壳的一部分移动至所述管道内，所述操纵部分包括操纵把手、滑轮和线缆，所述操纵把手可旋转地连接于所述主外壳的一部分，所述滑轮连接于所述操纵把手以便转动，所述线缆的第一末端缠绕在所述滑轮上，第二末端固定于所述运动轴的末端，

因而，所述装置在不中止管道中供水的情况下对管道内部进行拍照。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述主外壳形成有通孔，所述运动轴插入该通孔中并运动，并且所述主外壳在其末端设置有法兰，该法兰用于连接到所述管道的末端。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述机构单元还包括设置在所述主外壳中的密封封装件，用于密封所述运动轴与主外壳之间的空间。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述机构单元还包括设置在所述主外壳外部末端的运动轴限位器，用于固定所述运动轴的运动。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述操纵部分还包括棘轮和棘轮限位器，所述棘轮连接于所述滑轮的一部分，所述棘轮限位器与棘轮相邻，用以防止所述滑轮反转。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述操纵部分还包括设置在所述操纵把手与滑轮之间的减速齿轮。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述机构单元还包括：

照相机外壳，该照相机外壳铰接地连接于所述运动轴的末端，从而进行左右倾斜，而且其中，所述照相机单元固定地插入所述照相机外壳中；和

倾斜操作部分，从而在所述管道的外部使所述照相机外壳左右倾斜，所述倾斜操作部分包括滑动轴和倾斜支架，所述滑动轴设置为在所述运动轴中前后移动，所述倾斜支架的第一末端铰接地连接于所述滑动轴，第二末端在偏离所述滑动轴中心的位置铰接地连接于所述照相机外壳的外部。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述运动轴形成有穿过该运动轴的电缆连接通道，连接所述照相机单元的电缆通过所述电缆连接通道而延伸到外部，并且

所述机构单元还包括设置于所述运动轴后端的电缆封装件，用于防止流体通过所述电缆连接通道泄漏。

9.根据权利要求1所述的装置，其中该装置还包括编码器单元，该编码器单元产生与所述机构单元移动和转动所述照相机单元有关的信息相对应的信号。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述编码器单元包括：

第一编码器，用于产生与所述机构单元前后移动所述照相机单元有关的运动信息相对应的第一信号；

第二编码器，用于产生与所述机构单元左右转动所述照相机单元有关的左/右转动信息相对应的第二信号；以及

第三编码器，用于产生与所述机构单元上下转动所述照相机单元有关的上/下转动信息相对应的第三信号。

11.根据权利要求9所述的装置，其中所述编码器单元包括与所述机构单元自动紧密接触的编码器。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述编码器包括压紧弹簧，使所述编码器沿一个轴向紧密接触所述机构单元。

13.根据权利要求9所述的装置，其中所述照相机单元包括：

照相机，该照相机在对所述管道内部进行拍照时输出图像信号、缩放信息信号和焦点信息信号；

激光装置，该激光装置发出指示所述照相机预定方向的光束；

温度传感器，该温度传感器测量所述管道内的温度，并产生温度信号；以及

照明装置，该照明装置在对所述管道内部进行拍照时提供照明。

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