CN107525468A - 摄像头可旋转的井室检测潜望镜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摄像头可旋转的井室检测潜望镜，包括伸缩杆，伸缩杆两端分别设置有水平气泡和潜望镜主机，本发明还包括用于驱动潜望镜主机绕伸缩杆水平转动的第一驱动单元、用于驱动潜望镜主机垂直转动的第二驱动单元、用于定位潜望镜主机的支撑架、控制器和控制终端，支撑架一端经第一驱动单元、转动轴与伸缩杆水平转动连接，另一端经第二驱动单元与潜望镜主机垂直转动连接，且第一驱动单元和第二驱动单元均与控制器相连，控制器与控制终端相连。本发明采用上述结构的摄像头可旋转的井室检测潜望镜，通过设置第一驱动单元和第二驱动单元，可使得摄像头主机绕伸缩杆水平旋转360°和垂直旋转180°，从而实现对井室尺寸和管道埋深的测量，扩展了功能。

Description

摄像头可旋转的井室检测潜望镜

技术领域

本发明涉及一种井室检测技术，尤其涉及一种摄像头可旋转的井室检测潜望镜。

背景技术

管道潜望镜主要用于检测较为隐蔽的管道内部结构，使用时将潜望镜放入管道利用摄像头和红外测距仪检测管道直径是否损坏，但是现有的潜望镜只能检测管道的直径，不能检测形状较为复杂的井室尺寸，同时检测功能较为单一，无法满足市场的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种摄像头可旋转的井室检测潜望镜，通过设置第一驱动单元和第二驱动单元，可使得摄像头主机绕伸缩杆水平旋转360°和垂直旋转180°，从而实现对井室尺寸和管道埋深的测量，扩展了功能。

为实现上述目的，本发明提供了一种摄像头可旋转的井室检测潜望镜，包括伸缩杆，所述伸缩杆两端分别设置有水平气泡和潜望镜主机，本发明还包括用于驱动所述潜望镜主机绕所述伸缩杆水平转动的第一驱动单元、用于驱动所述潜望镜主机垂直转动的第二驱动单元、用于定位所述潜望镜主机的支撑架、控制器和控制终端，所述支撑架一端经所述第一驱动单元、转动轴与所述伸缩杆水平转动连接，另一端经所述第二驱动单元与所述潜望镜主机垂直转动连接，且所述第一驱动单元和所述第二驱动单元均与所述控制器相连，所述控制器与所述控制终端相连。

优选的，所述第一驱动单元包括第一动力机构和第一传动机构，所述第一动力机构为步进电机，所述第一传动机构包括第一主动齿轮、第一双联齿轮和第一从动齿轮，所述步进电机的输出轴与所述第一主动齿轮中心轴连接，所述第一主动齿轮与所述第一双联齿轮中的大齿轮啮合，所述第一双联齿轮中的小齿轮与所述第一从动齿轮啮合，所述第一从动齿轮与所述转动轴固定连接，所述转动轴与所述伸缩杆水平转动连接，且所述转动轴与所述支撑架固定连接。

优选的，所述第二驱动单元包括第二动力机构和第二传动机构，所述第二动力机构为直流电机，所述第二传动机构包括第二主动齿轮、第二双联齿轮和第二从动齿轮，所述直流电机的输出轴与所述第二主动齿轮中心轴连接，所述第二主动齿轮与所述第二双联齿轮中的大齿轮啮合，所述第二双联齿轮中的小齿轮与所述第二从动齿轮啮合，所述第二从动齿轮的齿轮轴穿过所述支撑架与所述潜望镜主机侧面连接。

优选的，本发明还包括无线传输器，所述无线传输器为设置在所述伸缩杆上的WiFi天线，所述控制器经所述无线传输器与所述控制终端相通讯。

优选的，所述潜望镜主机包括主机外壳、设置在所述主机外壳上的摄像头模组、照明模组和激光测距模组，所述照明模组包括均匀布置在所述摄像头模组周围的LED灯珠和LM3404HV驱动器，所述控制器与所述LM3404HV驱动器相连，所述LM3404HV驱动器与LED灯珠相连。

一种应用上述权利要求1所述潜望镜的井室测量方法，

第一步：将所述潜望镜主机伸入被测井室内；

第二步：标定所述潜望镜主机的初始角度值为0°，且此时所述激光测距模组测得距离值为d1(m)；

第三步：描点，所述控制器将第二步所述角度值和所述距离值传至所述控制终端，所述控制终端根据所述角度值和所述距离值描点，所述控制器经所述第一驱动单元控制所述潜望镜主机每水平转动固定角度a°停止一次，所述控制器采集每次所述激光测距模组测的距离值，并传输至所述控制终端依次描点，直至所述潜望镜主机转动360°，所述控制终端即可计算出所述被测井室尺寸。

优选的，所述固定角度a°为9°。

一种应用上述权利要求1所述潜望镜的管道埋深测量方法，

第一步：将所述潜望镜主机伸入埋有被测管道的井室内；

第二步：经所述控制器驱动所述第二驱动单元控制所述潜望镜主机垂直转动，使所述潜望镜主机保持水平，且与所述被测管道位于同一水平面，此时，所述控制终端读出所述激光测距模组的激光点与所述被测管道的垂直距离d2(m)；

第三步：在所述井室的井口放置挡板；

第四步：经所述控制器驱动所述第二驱动单元控制所述潜望镜主机垂直向上转动90°，此时所述潜望镜主机的摄像头竖直向上，所述控制终端读出出当前所述激光测距模组与所述挡板的垂直距离L(m)，且所述激光测距模组由水平位置旋转到竖直距离移动的垂直距离为0.03(m)；

第五步：计算，当所述被测管道位于所述激光测距模组的激光点上方时，埋深m＝L+0.03-d2；当所述被测管道位于所述激光测距模组的激光点下方时，埋深m＝L+0.03+d2。

因此，本发明采用上述结构的摄像头可旋转的井室检测潜望镜，通过设置第一驱动单元和第二驱动单元，可使得摄像头主机绕伸缩杆水平旋转360 °和垂直旋转180°，从而实现对井室尺寸和管道埋深的测量，扩展了功能。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的实施例一种摄像头可旋转的井室检测潜望镜的立体图；

图2为本发明的实施例一种摄像头可旋转的井室检测潜望镜的第一驱动单元传动示意图；

图3为本发明的实施例一种摄像头可旋转的井室检测潜望镜的第二驱动单元传动示意图；

图4为本发明的实施例一种摄像头可旋转的井室检测潜望镜的控制模块图；

图5为本发明的实施例一种摄像头可旋转的井室检测潜望镜的电路原理图。

其中：1、伸缩杆；10、快速锁紧管夹；2、水平气泡；3、潜望镜主机； 4、第一驱动单元；40、第一动力机构；41、第一传动机构；410、第一主动齿轮；411、第一双联齿轮；412、第一从动齿轮；5、第二驱动单元；510、第二主动齿轮；511、第二双联齿轮；512、第二从动齿轮；6、支撑架；7、 WiFi天线；8、转动轴。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。

图1为本发明的实施例一种摄像头可旋转的井室检测潜望镜的立体图，图2为本发明的实施例一种摄像头可旋转的井室检测潜望镜的第一驱动单元传动示意图，图3为本发明的实施例一种摄像头可旋转的井室检测潜望镜的第二驱动单元传动示意图，如图1、图2和图3所示，本发明的结构，包括伸缩杆1，伸缩杆1两端分别设置有水平气泡2和潜望镜主机3，伸缩杆1相互套接的至少两节套管，相邻的两节套管之间通过快速锁紧管夹10加紧。本发明还包括用于驱动潜望镜主机3绕伸缩杆1水平转动的第一驱动单元4、用于驱动潜望镜主机3垂直转动的第二驱动单元5、用于定位潜望镜主机3 的支撑架6、控制器和控制终端，支撑架6一端经第一驱动单元4、转动轴8 与伸缩杆1水平转动连接，另一端经第二驱动单元5与潜望镜主机3垂直转动连接，且第一驱动单元4和第二驱动单元5均与控制器相连，控制器与控制终端相连，具体的，第一驱动单元4包括第一动力机构40和第一传动机构 41，第一动力机构40为步进电机，第一传动机构41包括第一主动齿轮410、第一双联齿轮411和第一从动齿轮412，步进电机的输出轴与第一主动齿轮 410中心轴连接，第一主动齿轮410与第一双联齿轮411中的大齿轮啮合，第一双联齿轮411中的小齿轮与第一从动齿轮412啮合，第一从动齿轮412 与转动轴8固定连接，转动轴8与伸缩杆1水平转动连接，且转动轴8与支撑架6固定连接；第二驱动单元5包括第二动力机构和第二传动机构，第二动力机构为直流电机，第二传动机构包括第二主动齿轮510、第二双联齿轮511和第二从动齿轮512，直流电机的输出轴与第二主动齿轮510中心轴连接，第二主动齿轮510与第二双联齿轮511中的大齿轮啮合，第二双联齿轮511 中的小齿轮与第二从动齿轮512啮合，第二从动齿轮512的齿轮轴穿过支撑架6与潜望镜主机3侧面连接，潜望镜主机3包括主机外壳、设置在主机外壳上的摄像头模组、照明模组和激光测距模组，摄像头模组、照明模组和激光测距模组均布置在摄像头上，照明模组包括均匀布置在摄像头模组周围的 LED灯珠和LM3404HV驱动器，控制器与LM3404HV驱动器相连，LM3404HV驱动器与LED灯珠相连；本发明还包括无线传输器，无线传输器为设置在伸缩杆1上的WiFi天线7，控制器经无线传输器与控制终端相通讯，采用无线控制，携带更为便捷，由此实现控制器经无线传输器驱动第一驱动单元4和第二驱动单元5，进而控制摄像头主机绕伸缩杆1水平旋转360°和垂直旋转 90°，从而实现对井室尺寸和管道埋深的测量；测量井室的方法如下：

第一步：将潜望镜主机3伸入被测井室内；

第二步：标定潜望镜主机3的初始角度值为0°，且此时激光测距模组测得距离值为d1(m)；

第三步：描点，控制器将第二步角度值和距离值传至控制终端，控制终端根据角度值和距离值描点，控制器经第一驱动单元控制潜望镜主机3每水平转动固定角度a°停止一次，控制器采集每次激光测距模组测的距离值，并传输至控制终端依次描点，直至潜望镜主机3转动360°，控制终端即可计算出被测井室尺寸，经试验本发明优选固定角度a°为9°即采集40次，耗时约一分半钟即可测出被测井室尺寸。

测量管道埋深的方法如下：

第一步：将潜望镜主机3伸入埋有被测管道的井室内；

第二步：经控制器驱动第二驱动单元控制潜望镜主机3垂直转动，使潜望镜主机3保持水平，且与被测管道位于同一水平面，此时，控制终端读出激光测距模组的激光点与被测管道的垂直距离d2(m)；

第三步：在井室的井口放置挡板；

第四步：经控制器驱动第二驱动单元控制潜望镜主机3垂直向上转动90 °，此时潜望镜主机3的摄像头竖直向上，控制终端读出出当前激光测距模组与挡板的垂直距离L(m)，且激光测距模组由水平位置旋转到竖直距离移动的垂直距离为0.03(m)；

第五步：计算，当被测管道位于激光测距模组的激光点上方时，埋深 m＝L+0.03-d2；当被测管道位于激光测距模组的激光点下方时，埋深 m＝L+0.03+d2。

本发明还可测量管径，方法如下：

将潜望镜主机3伸入放置有被测管道的井室中，摄像头平行对准被测管道，摄像头模组将拍摄管道图像经无线传输器传至控制终端显示，控制终端显示出整个管道，同时激光测距模组的激光点打在管壁上即可通过控制终端读出管径值，具体的，控制终端计算管径的公式：首先设定激光测距模块与管壁的距离为距离lmm，并设定控制终端上某一点距离图像中心点实际尺寸为y(mm)，设定控制终端上述点距离图像中心点像素个数为n，当图像放大倍数为1且n小于150时，y＝0.00125nl；当图像放大倍数为1且n不小于 150且小于360时，y＝0.00128nl；当图像放大倍数为4时，y＝0.00046nl，由此测出管径。

图4为本发明的实施例一种摄像头可旋转的井室检测潜望镜的控制模块图，图5为本发明的实施例一种摄像头可旋转的井室检测潜望镜的电路原理图，如图4和图5所示，本发明公开的控制器分别经第一驱动器和第二驱动器与第一动力机构40和第二动力机构相连，控制器为MCU单片机，第一驱动器为DRV8825电机驱动芯片，第二驱动器为DRV8838电机驱动芯片，无线传输器为HLK-RM08K低功耗WIFI模块，实现MCU单片机经控制DRV8825电机驱动芯片脉冲控制第一动力机构40的转向和转速，从而带动潜望镜主机3可 360°水平绕杆旋转；经控制DRV8838电机驱动芯片的占空比控制第二动力机构的转向和转速，从而带动潜望镜主机3可180°垂直转动。

因此，本发明采用上述结构的摄像头可旋转的井室检测潜望镜，通过设置第一驱动单元和第二驱动单元，可使得摄像头主机绕伸缩杆水平旋转360 °和垂直旋转180°，从而实现对井室尺寸和管道埋深的测量，扩展了功能。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种摄像头可旋转的井室检测潜望镜，包括伸缩杆，所述伸缩杆两端分别设置有水平气泡和潜望镜主机，其特征在于：还包括用于驱动所述潜望镜主机绕所述伸缩杆水平转动的第一驱动单元、用于驱动所述潜望镜主机垂直转动的第二驱动单元、用于定位所述潜望镜主机的支撑架、控制器和控制终端，所述支撑架一端经所述第一驱动单元、转动轴与所述伸缩杆水平转动连接，另一端经所述第二驱动单元与所述潜望镜主机垂直转动连接，且所述第一驱动单元和所述第二驱动单元均与所述控制器相连，所述控制器与所述控制终端相连。

2.根据权利要求1所述的一种摄像头可旋转的井室检测潜望镜，其特征在于：所述第一驱动单元包括第一动力机构和第一传动机构，所述第一动力机构为步进电机，所述第一传动机构包括第一主动齿轮、第一双联齿轮和第一从动齿轮，所述步进电机的输出轴与所述第一主动齿轮中心轴连接，所述第一主动齿轮与所述第一双联齿轮中的大齿轮啮合，所述第一双联齿轮中的小齿轮与所述第一从动齿轮啮合，所述第一从动齿轮与所述转动轴固定连接，所述转动轴与所述伸缩杆水平转动连接，且所述转动轴与所述支撑架固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种摄像头可旋转的井室检测潜望镜，其特征在于：所述第二驱动单元包括第二动力机构和第二传动机构，所述第二动力机构为直流电机，所述第二传动机构包括第二主动齿轮、第二双联齿轮和第二从动齿轮，所述直流电机的输出轴与所述第二主动齿轮中心轴连接，所述第二主动齿轮与所述第二双联齿轮中的大齿轮啮合，所述第二双联齿轮中的小齿轮与所述第二从动齿轮啮合，所述第二从动齿轮的齿轮轴穿过所述支撑架与所述潜望镜主机侧面连接。

4.根据权利要求3所述的一种摄像头可旋转的井室检测潜望镜，其特征在于：还包括无线传输器，所述无线传输器为设置在所述伸缩杆上的WiFi天线，所述控制器经所述无线传输器与所述控制终端相通讯。

5.根据权利要求4所述的一种摄像头可旋转的井室检测潜望镜，其特征在于：所述潜望镜主机包括主机外壳、设置在所述主机外壳上的摄像头模组、照明模组和激光测距模组，所述照明模组包括均匀布置在所述摄像头模组周围的LED灯珠和LM3404HV驱动器，所述控制器与所述LM3404HV驱动器相连，所述LM3404HV驱动器与LED灯珠相连。

6.一种应用上述权利要求1所述潜望镜的井室测量方法，其特征在于：

第一步：将所述潜望镜主机伸入被测井室内；

第二步：标定所述潜望镜主机的初始角度值为0°，且此时所述激光测距模组测得距离值为d1(m)；

第三步：描点，所述控制器将第二步所述角度值和所述距离值传至所述控制终端，所述控制终端根据所述角度值和所述距离值描点，所述控制器经所述第一驱动单元控制所述潜望镜主机每水平转动固定角度a°停止一次，所述控制器采集每次所述激光测距模组测的距离值，并传输至所述控制终端依次描点，直至所述潜望镜主机转动360°，所述控制终端即可计算出所述被测井室尺寸。

7.根据权利要求6所述的井室测量方法，其特征在于：所述固定角度a°为9°。

8.一种应用上述权利要求1所述潜望镜的管道埋深测量方法，其特征在于：

第一步：将所述潜望镜主机伸入埋有被测管道的井室内；

第二步：经所述控制器驱动所述第二驱动单元控制所述潜望镜主机垂直转动，使所述潜望镜主机保持水平，且与所述被测管道位于同一水平面，此时，所述控制终端读出所述激光测距模组的激光点与所述被测管道的垂直距离d2(m)；

第三步：在所述井室的井口放置挡板；

第四步：经所述控制器驱动所述第二驱动单元控制所述潜望镜主机垂直向上转动90°，此时所述潜望镜主机的摄像头竖直向上，所述控制终端读出出当前所述激光测距模组与所述挡板的垂直距离L(m)，且所述激光测距模组由水平位置旋转到竖直距离移动的垂直距离为0.03(m)；

第五步：计算，当所述被测管道位于所述激光测距模组的激光点上方时，埋深m＝L+0.03-d2；当所述被测管道位于所述激光测距模组的激光点下方时，埋深m＝L+0.03+d2。