CN103624804B - 具有室内摄像头的远程安装和拆卸装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种远程安装和拆卸装置，其包括摄像头模块，用于在工作人员受限或不可能进入的环境中替代工作人员的视觉。在远程安装和拆卸装置中包括用于监控危险环境中远程机器人的从动臂的操作环境的摄像头，该远程安装和拆卸装置包括固定模块，设置于所述从动臂上的夹持器附近；并且摄像头模块可在固定模块上安装和拆卸，并提供室内夹持器周围的视觉信息或状况。

Description

具有室内摄像头的远程安装和拆卸装置

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年8月27日在韩国知识产权局递交的韩国专利申请号为10-2012-0093431的优先权，通过引用将其内容完整地并入本文。

背景技术

1.技术领域

本发明涉及一种远程安装和拆卸装置，更具体地说，涉及一种在直接工作人员进入室内高度受限或不可能进入室内的危险工作环境下，用新的室内摄像头替换被损坏的室内摄像头的远程安装和拆卸装置。

2.相关技术的描述

热室，一种辐射屏蔽设施，通常在处理放射性物质如废核燃料以及类似物或用其来做试验时被需要。但是，由于废核燃料或化学产品有毒性，在操作过程中工作人员无法进入室内，所以操作、维护或修理安装于所述热室或有害化学物质处理室内的装置是很困难的。因此，以上所述室通常安装有多个远程操纵器，以远程的方式来处理此类危险物品。所述远程操纵器，成对地固定设置于所述室的屏蔽窗上部，用于执行远程操作以及室内所需的维护工作。除远程操纵器外，所述室的天花板上设置有远程机器人以扩大远程操作以及室内所需维护工作的范围。所述远程机器人主要由主动臂和从动臂组成。所述主动臂设置于所述室的外部，而所述从动臂设置于所述室的内部。所述远程机器人的所述从动臂能够跨越所述室内天花板的长度和宽度上下移动。随着远程技术的应用，室外的操作者用他或她的手掌握所述主动臂并通过简单地移动所述主动臂控制所述从动臂。

所述远程技术对于在危险或极端工作环境中的应用是很有用的，例如涉及放射性物质或进入受限的环境，如废物处置场令人讨厌的环境，或涉及排除地雷的危险工作。

同时，由于通过多个窗口获得的视觉范围非常有限，这需要额外的关于所述室内进行的操作进展以及状况的视觉信息。因此，防辐射摄像头以及标准摄像头通常设置于室内的移动物体或结构上，以获取室内更多的视觉信息。

安装于升降机构、墙或室内结构上的所述防辐射摄像头或标准摄像头通过室外的监控器向工作人员提供室内的视觉信息。

但是，所述防辐射的摄像头或标准摄像头可能不适合为处于所述室外的操作者提供更多详细的室内视觉信息或状况，这一点受到了限制。进一步地，当出现故障时难以远程更换摄像头。因此，有必要开发一种能够为处于所述室外的操作者提供更多详细的室内视觉信息的装置，并且在必要的时候使以维护和修理为目的部件更换容易实施。

发明内容

本发明构思的示范性实施例克服了上述缺点以及其它前面并未描述的缺点。另外，本发明构思不需要克服上述缺点，并且本发明构思的示范性实施例可不克服上述任何缺点。

根据实施例，本发明提供了一种具有摄像头的远程安装和拆卸装置，使在工作人员极端受限或不可能进入的危险工作空间内的关于盲区的视觉信息很容易地被获得。

进一步地，本发明提供了一种具有摄像头的远程安装和拆卸装置，其中的摄像头模块在工作空间内受损时很容易被更换，因此提高了工作进行的连续性和效率。

此外，本发明提供了一种远程安装和拆卸装置，通过采用远程操作装置减少了修理和维护摄像头的时间和成本。

根据一实施例，具有摄像头模块的远程安装和拆卸装置，所述摄像头模块监控危险环境中远程机器人的从动臂的工作情况，所述远程安装和拆卸装置包括固定模块，固定于安装在所述从动臂上的所述夹持器的附近；以及所述摄像头模块，可被安装于所述固定模块上并可从所述固定模块上被拆卸下来，并提供所述夹持器周围的视觉信息。所述摄像头模块包括外壳；摄像头，固定于外壳上并拍摄所述视觉信息；安装和拆卸单元，能实施所述固定模块上的安装和拆卸；以及连接器，与所述固定模块连接并接收来自所述摄像头的电子信号和传输电子信号给所述摄像头。

具有上述配置，工作人员极其受限或不可能进入的工作空间内的盲区的视觉信息可以很容易地被获得。进一步地，由于在工作空间能够迅速更换受损的摄像头模块，提高了工作的连续性和效率。此外，采用远程装置能够大大节省修理和维护所述摄像头模块的时间和成本。

如上所述，根据一实施例，本发明能够很容易地获取工作人员极其受限或不可能进入的工作空间内的盲区的视觉信息。

进一步地，根据一实施例，本发明由于所述摄像头模块发生故障时很容易被更换，能够提高工作的连续性和效率。

此外，根据一实施例，本发明能够相当大程度地减少修理和维护所述摄像头模块的时间和成本。

附图说明

根据以下具体描述并结合附图，上述和/或其它方面以及本发明的优点将变得清楚并更容易理解，其中：

图1为根据本发明一实施例的远程安装和拆卸装置的立体图；

图2为根据本发明一实施例的远程安装和拆卸装置的摄像头模块的详细立体图；

图3为根据本发明一实施例的远程安装和拆卸装置的固定模块的详细立体图；

图4为根据本发明一实施例的远程安装和拆卸装置的摄像头模块被替换的的立体图。

具体实施方式

以本发明的实施例作为具体参考，对实施例在附图中进行了说明，其中，同样的参考标记适用于全部同样的部件。参考附图对实施例进行如下描述以解释本发明。

在下文中，参考图1至图3对所述远程安装和拆卸装置进行了更详细的描述。

图1为根据本发明一实施例的远程安装和拆卸装置的立体图。

参见图1，所述远程安装和拆卸装置10安装有摄像头模块300来监控危险环境中远程机器人的从动臂100的工作环境；并且可以包括固定模块400，固定于所述从动臂100上的夹持器200的附近；以及摄像头模块300，可以被安装在所述固定模块400上并且可以从所述固定模块400上被拆卸下来，以提供所述夹持器200周围的视觉信息。所述摄像头模块300通过由操作者远程控制的远程操纵器500来实施可安装和可拆卸操作，并其可将收集的视觉信息或状况传输给处于所述室外的操作者。

所述远程机器人的所述从动臂100安装于热室或危险化学品处理室的内部，所述热室用于处理放射性物质如废核燃料。另一方面，所述远程机器人的所述主动臂（未显示）安装于所述热室的外部或所述危险化学品处理室的外部，由操作者控制。

当操作者控制所述远程机器人的所述主动臂（未显示）时，将动作信号转换成电子信号以远程操纵所述从动臂100。所述主动臂（未显示）的动作在所述从动臂重现。

进一步地，所述从动臂100包括安装于其腕部的所述夹持器200。所述夹持器200在抓握物体以及将物体移动到任意指定的位置时可以移动6个自由度。

所述夹持器200包括驱动器，并且可由所述驱动器的驱动力操作以进行旋转和移动。进一步地，所述夹持器200可采取成对手指的形式使所述夹持器能够对目标物体进行抓握运动以及撤销所述运动。

因此，所述从动臂100根据所述主动臂（未显示）的操纵被远程操控，并能抓握和拾起所述物体，旋转和移动物体到指定位置。

所述固定模块400固定于所述夹持器200的上部，所述夹持器200成型于所述从动臂100上。进一步地，所述固定模块400还包括成型于下部的固定环411；以及成型于上部的固定框412，以一侧开口的六面体形式设置。

例如，所述固定模块400设置于所述夹持器200的附近，并且所述固定模块400的所述固定环411可被插入所述夹持器200的颈部并在其上被固定地支撑。此外，所述摄像头模块300可被安装到所述固定框412上或从所述固定框412上被拆卸下来，所述固定框412成型于所述固定模块400上部。

所述固定模块400的所述固定环411可固定于所述夹持器200的颈部，所述摄像头模块300可被安装到所述固定框412上或从所述固定框上被拆卸下来，所述固定框412设置于所述固定模块400上部。

所述摄像头模块300可被安装到所述固定模块400上或被从所述固定模块400上被拆卸下来，并收集所述夹持器200执行操作时周围的视觉信息。

例如，所述摄像头模块300可被安装于成型在所述固定模块400上部的所述固定框412上,并固定于所述固定模块400上。

进一步地，所述摄像头模块300可收集由所述夹持器200执行操作及其周围的视觉信息，并将所述信息传递给外部。

图2为根据本发明一实施例的远程安装和拆卸装置的摄像头模块的详细立体图。

参见图2，所述远程安装和拆卸装置10带有摄像头模块，用于监控危险环境中所述远程机器人的所述从动臂100执行操作的环境，其包括固定模块400，固定于所述从动臂100上的夹持器200的附近；以及摄像头模块300，可被安装在所述固定模块400上并且可从所述固定模块400上被拆卸下来，以提供所述夹持器200周围的视觉信息。

所述摄像头模块300被安装于成型在所述固定模块400上部的所述固定框412上,并固定于所述固定模块400上。进一步地，所述摄像头模块300可收集由所述夹持器200执行操作及其周围的视觉信息，并将所述信息传递给外部。

更具体地，所述摄像头模块300包括外壳310；摄像头320，固定于所述外壳310内并拍摄视觉信息；安装和拆卸单元330，能够实施所述固定模块400上的安装和拆卸；以及连接器340，与所述固定模块400连接以接收来自所述摄像头320的电子信号和传递电子信号给所述摄像头320。

所述外壳310具有预定的框架形式，可放置所述摄像头320以及被插入其中的所述连接器340，并且包括设置在两侧面的一对安装和拆卸单元330。所述外壳310的一侧可被开放以接收所述摄像头320的镜头部分在其中，而所述连接器340可设置在另一侧。

进一步地，所述外壳310优选地由强抗辐射材料形成，并且优选为所述摄像头320和所述连接器340封闭在所述抗辐射外壳310的内部。

所述摄像头320被插入所述外壳310中，所述摄像头320的镜头部分是开放的以收集外部的视觉信息。

例如，电荷耦合摄像头（CCDcamera）可作为所述摄像头320使用并且提供所述夹持器200周围的视觉信息。所述收集的视觉信息被提供给所述室外的操作者，以便所述操作者能够精确地用所述主动臂（未显示）远程控制所述从动臂100。即，由于实时地被提供了收集到的视觉信息，所述操作者能够使用所述从动臂的所述夹持器200精确地拾起或移动物体。即，所述摄像头320可收集所述夹持器200周围的视觉信息并将所述视觉信息提供给处于所述室外的操作者。

所述安装和拆卸单元330包括弹簧331；固定板332，根据所述弹簧331的收缩或拉伸可朝所述弹簧331收缩或拉伸的方向移动；栓333，与所述固定板332连接以将所述摄像头模块300固定于所述固定模块400上。

例如，所述安装和拆卸单元330能够使所述摄像头模块300被固定于所述固定模块400上或从所述固定模块400上被拆卸下来，并且在更换所述摄像头模块300时，由所述远程操纵器500抓握来安装或拆卸所述摄像头模块300。

即，所述安装和拆卸单元330能够使所述摄像头模块300被安装到所述固定模块400上或从所述固定模块400上被拆卸下来，以便所述摄像头模块300可与所述固定模块400分离或可固定到所述固定模块400上。

在下文中，所述安装和拆卸单元330的构造将被更详细地描述。

所述安装和拆卸单元330的所述弹簧331可相对于所述外壳310的两侧面垂直设置，并与所述外壳310或所述固定板332连接。所述弹簧331在横向方向上收缩或拉伸，并能相应地朝所述弹簧331被收缩或拉伸的方向移动所述固定板332。所述弹簧331可具有足够的弹性朝所述弹簧331被收缩或拉伸的方向移动所述固定板332。

所述固定板332与所述弹簧331连接，并且可通过所述弹簧331的收缩或拉伸朝所述弹簧331被收缩或拉伸的方向移动。所述固定板332的一侧可包括多个凸起部分，在所述摄像头模块300被所述远程操纵器抓握来更换所述摄像头单元300时，以防止所述远程操纵器500与所述固定板332之间的滑溜。所述固定板332的凸起的形式不限于图2所示的特殊形式，可以各种变形形式实施。

所述栓333与所述固定板332连接，并可固定地支撑插入于所述固定模块400中的所述摄像头模块300。由于所述栓333与所述固定板332连接，所述栓333与所述固定板332同时移动。由于所述栓333，所述摄像头模块300可被安装于所述固定模块400上或从所述固定模块400上被拆卸下来，以此被固定或分离。

即，所述摄像头模块300可通过所述安装和拆卸单元300的部件所述弹簧331、所述固定板332以及所述栓333被安装于所述固定模块400上或从所述固定模块400上被拆卸，以此被固定或分离。

所述连接器340插入于所述外壳310中并在其中被固定地支撑，并且与成型于所述固定模块400上的所述连接器420连接，以传输给或接收自所述摄像头320驱动功率和电子信号。

例如，所述连接器340可与所述摄像头直接或间接地连接，并供给所述摄像头320功率和信号。所述连接器340与所述固定模块400的连接器420连接，并可通过所述固定模块400的所述连接器420供给所述摄像头320外部接收的功率。进一步地，所述摄像头320的视觉信号可通过所述连接器340传输到室外。

因此，在所述摄像头320收集到的视觉信息通过所述连接器340传输给或呈现在处于室外的监控器，从而提供给操作者室内的实时的信息或情况。

插孔连接器可用作所述摄像头模块300的所述连接器340，而插头连接器可被用作所述固定模块400的连接器420。

图3为根据本发明一实施例的远程安装和拆卸装置的固定模块的详细立体图。

参见图3，所述固定模块400被固定地支撑于所述夹持器200的上部，并且包括夹钳外壳410和插头连接器420。

例如，所述固定模块400包括所述夹钳外壳410和所述插头连接器420。所述夹钳外壳410可插在所述夹持器200的上部并被固定在其中。

更具体地，所述夹钳外壳410可包括固定环411和固定框412。所述固定环411和所述固定框412可彼此连接。

所述固定环411可成型于所述夹钳外壳410的下部，并且插在所述夹持器200的上部并用固定装置（未显示）如螺栓进行固定。

所述固定框412可成型于所述夹钳外壳410的上部，并且所述摄像头模块300被插入所述固定模块412中并在此安装。所述固定框412可包括凹槽413，成型在与所述摄像头模块300的所述栓333相对应的位置，以便当所述摄像头模块300被安装于所述固定模块412时，所述摄像头模块300的所述栓333被插入所述凹槽413中。当所述栓333被插入后，所述摄像头模块300被安装在所述固定框412上。所述固定框412的一侧可凹进成为“U”型，并且所述摄像头320的所述镜头部分可设置于所述U型部分。

即，所述夹钳外壳410可固定于所述夹持器200上，并因此可安装在所述摄像头模块300上或可从所述摄像头模块300上拆卸下来。

同时，所述插头连接器420可设置于所述固定框412的底部，并与所述摄像头模块300的所述插孔连接器340连接。

例如，当所述摄像头模块300被安装于所述固定模块400上时，所述插头连接器420可与所述摄像头模块300的所述插孔连接器340连接，以便通过所述插头连接器420将外部电源被提供给所述摄像头模块300。进一步地，所述插头连接器420接收从所述摄像头模块300发出所述视觉信息相关的信号，并传输所述信息给所述外部监控器。因此，处于所述室外的操作者能够基于在监控器显示的所述视觉信息，控制所述从动臂100或所述夹持器200。

即，所述固定模块400的所述固定环411固定于所述夹持器200的所述颈部上，所述摄像头模块300可安装于或拆卸自所述固定模块400的上部的所述固定框412，并且所述插头连接器420可与所述摄像头模块300的所述插孔连接器340连接以传输功率和信号。

在下文中，根据本发明一实施例，所述摄像头模块在所述固定模块上的安装或拆卸将以图4为基础进行更详细地描述。

图4所示为根据本发明一实施例的所述远程安装和拆卸装置的所述摄像头模块的更换的立体图。

参考图4，所述远程安装和拆卸装置10带有所述摄像头模块300，用于监控危险环境中工作的远程机器人的所述从动臂100的周围环境，其包括固定模块400，固定于所述从动臂100上的所述夹持器200的附近；以及摄像头模块300，可安装在所述固定模块400上且可从所述固定模块400上拆卸下来，以提供所述夹持器200周围的视觉信息。所述摄像头模块300可根据由所述操作者远程控制的所述远程操纵器500被安装或被拆卸，并可传输收集的室内的视觉信息或状况给处于所述室外的操作者。

所述固定模块400可被固定地支撑于所述夹持器200的上部，并且包括夹钳外壳410和插头连接器420。所述摄像头模块300可包括外壳310；摄像头320，固定于所述外壳310内以拍摄视觉信息；安装和拆卸单元330，能实施在所述固定模块400上的安装和拆卸；以及连接器340，与所述固定模块400连接以接收来自所述摄像头320的电子信号和传递电子信号给所述摄像头320。

所述远程安装和拆卸装置10设置于处理毒气或放射性物质的室内此处工作人员亲身进入室内受限或不可能进入室内。当所述摄像头模块300发生故障，并且需要在所述远程安装和控制装置10的所述夹持器200执行抓握或移动操作期间更换时，操作者能通过从外部远程地控制安装于所述室内的所述远程操纵器500，来熟练地更换所述摄像头模块300。

在下文中，所述摄像头模块在所述固定模块上安装或拆卸的操作将进行更详细地描述。

图4A举例说明了所述摄像头模块从所述固定模块的拆卸，图4B举例说明了所述摄像头模块在所述固定模块上的安装。

参见图4A，当所述摄像头模块300发生故障时，所述远程机器人的所述从动臂100的所述操作暂停，根据通过所述室内设置的所述远程操纵器500做出的远程控制，所述摄像头模块600从所述固定模块400被拆卸下来，然后用于替换的新的摄像头模块700被安装上。

更具体地，所述远程操纵器500抓握所述摄像头模块600的两侧并以预定的力按压所述摄像头模块600的所述固定板332。

当所述远程操纵器500按压所述固定板332时，连接于所述固定板332的所述弹簧331收缩，并且同时，根据所述固定板332的收缩，连接于所述固定板332的所述栓333朝所述弹簧331收缩的方向移动。相应地，所述栓333与所述夹钳外壳410的所述凹槽413分离。

当所述栓333被分离后，所述摄像头模块600处于从所述固定模块400上分离的状态。相应地，所述远程操纵器500垂直提起所述摄像头模块600，同时按压所述固定板332，以便所述摄像头模块600被完全地从所述固定模块400上拆卸下来。所述摄像头模块600的所述插孔连接器340可被完全地从所述固定装置400的插头连接器420上拆卸下来。

安装所述新的摄像头模块700到所述固定模块400，以此更换从所述固定模块400拆卸下的出故障的摄像头模块600，该操作按照所述拆卸操作的倒序执行。

然后，所述新的摄像头模块的安装操作如下继续。

参见图4B，所述远程操纵器500抓握所述新的摄像头模块700的所述固定板332以将其安装到所述固定模块400上，同时按压所述固定板332，移动至所述固定模块400，同时继续抓握所述固定板332。

抓握所述摄像头模块700的所述远程操纵器500从所述固定模块400的上部垂直下降，并将所述摄像头模块700插入所述模块400的所述固定框412。

更具体地，所述远程操纵器500抓握所述摄像头模块700的两侧并以预定的力按压所述摄像头模块700的所述固定板332。当所述远程操纵器500按压所述固定板332时，连接于所述固定板332的所述弹簧331收缩，以便连接于所述固定板332的所述栓333根据所述固定板332的收缩，同时朝所述弹簧331收缩的方向移动。因此，所述摄像头模块700被安装于所述固定模块400的所述固定框412上。当所述摄像头模块700被完全安装好，所述远程操纵器500停止按压所述固定板332，由于连接于所述固定板332的所述弹簧331的恢复力，从而使所述固定板332和所述栓333朝所述弹簧331拉伸的方向移动。因此，所述栓333被插入所述固定模块400的所述凹槽413中。

相应地，所述摄像头模块700被安装并固定于所述固定模块400上，并且所述摄像头模块700的所述插孔连接器340可与所述固定模块400的所述插头连接器420连接。

基于此构造，可以获得工作人员进入受限或不可能进入的工作空间内的盲区的视觉信息。进一步地，当所述摄像头模块发生故障时，由于在工作空间里所述摄像头模块的快速更换，提高了工作的连续性和效率。此外，采用所述远程装置能够有效地减少用于维护和修理所述摄像头模块的时间和成本。

虽然本发明已具体地表明并参考其示范性的实施例进行了说明，但是在不脱离所附权利要求书规定的本发明的构思和范围下，各种形式和细节的变型可被本领域技术人员理解。因此，本发明不限于这里所描述的示范性的实施例，并且与下面的权利要求视为等同的所有的权利要求或变型都属于本发明的构思和范围。

Claims (7)

1.一种具有摄像头模块的远程安装和拆卸装置，用于监控工作在危险环境下的远程机器人的从动臂的操作环境，所述远程安装和拆卸装置包括：

固定模块，固定于所述从动臂上的夹持器附近；以及

摄像头模块，可被安装到所述固定模块上并可从所述固定模块上被拆卸下来，用于提供所述夹持器周围的视觉信息，

所述摄像头模块根据由操作者远程操作的远程操纵器被安装和拆卸，

所述摄像头模块包括：

外壳；

摄像头，固定于所述外壳上，用于拍摄所述视觉信息；

安装和拆卸单元，能实施所述固定模块上的安装和拆卸；以及

连接器，与所述固定模块连接，以传输电子信号给所述摄像头以及接收来自所述摄像头的电子信号，

所述安装和拆卸单元包括：

弹簧；

固定板，根据弹簧的收缩和拉伸，沿与所述弹簧的收缩或拉伸方向移动；以及

栓，与所述固定板连接以将所述摄像头模块固定于所述固定板上。

2.根据权利要求1所述的远程安装和拆卸装置，其特征在于，所述固定板包括多个成型于表面的凸起部分，以防止在抓握所述摄像头模块时滑动。

3.根据权利要求1所述的远程安装和拆卸装置，其特征在于，所述连接器采用插孔连接器。

4.根据权利要求1所述的远程安装和拆卸装置，其特征在于，所述摄像头模块传输收集到的视频信息给外部，以提供给进行操作过程的操作者。

5.根据权利要求1所述的远程安装和拆卸装置，其特征在于，所述固定模块被固定地支撑在所述夹持器上，并且包括夹钳外壳，所述夹钳外壳中成型有凹槽。

6.根据权利要求5所述的远程安装和拆卸装置，其特征在于，所述连接器采用插孔连接器，所述夹钳外壳还包括成型于一侧的插头连接器，用于与所述插孔连接器连接。

7.根据权利要求6所述的远程安装和拆卸装置，其特征在于，所述插头连接器与外部电源或控制装置连接，以提供动力给所述摄像头模块，并将室内的视觉信息或状况传输给室外。