一种高空电力设备图像传输装置
技术领域
本发明涉及一种高空电力设备图像传输装置,属于电力施工辅助仪器技术领域。
背景技术
目前在用电检查需要检查用户的各项设备运行情况,如检查变压器铭牌、计量箱变比、表计读数、电容器容量等是否与系统内档案相符合,常采用直接接触仪器并对仪表进行数据采集和记录,但由于部分设备安装位置过高肉眼无法直接观察、空间太窄检查人员无法靠近观察、或设备带电检查人员无法靠近进行仔细观察,需要巡视人员通过登梯攀爬来巡视仪表读数,且高处作业给巡视者人身安全造成威胁,此外,因许多设备不允许攀爬、停电,从而导致很多设备故障不能被及时发现;
现有技术中,检查人员在对压器铭牌、计量箱变比、表计读数、电容器容量等进行检查时,检查结构分为手持手机对设备进行拍摄观测,直接肉眼观测。但其存在不足之处在于:用手持图像采集设备,伸出距离有限,无法满足复杂环境的图像采集,无法直接靠近电力设备进行观察。
当工作人员设计高空拍照装置实现高处位置的巡检时,需要对相机进行调节,支撑及拍照过程和内容的控制。
且高空哪些设备带电,哪些设备不带电,工作人员不容易区分,经常会发生触电安全隐患。
发明内容
本发明为解决现有技术存在的上述问题,提供了一种高空电力设备图像传输装置,以期能具备多种实用功能,适应于各种操作环境,并避免安全隐患。
为实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
本发明一种高空电力设备图像传输装置的特点包括:若干节套筒、承载锁定机构、锂电池、转接件、光敏模块、带电监测模块、旋转电机控制模块、摄像装置控制模块、旋转电机、摄像装置、把手、无线通信模块和吸附条;
若干节套筒均为一薄壁圆环结构,套筒的内侧具有两个凹槽,与凹槽相对的套筒外侧上设有凸台,套筒的两端侧壁上,并与凹槽相垂直的位置上设有侧向通孔,每节套筒的侧向通孔直径均相同,依次相连的每节套筒的直径依次缩小,上一节套筒的外径比下一节套筒的内径小,上一节套筒的凸台置于下一节套筒的凹槽内,且上一节套筒两端的侧向通孔距离与下一节套筒两端的侧向通孔距离相同,上一节套筒能在下一个套筒内自由滑动,在最上端的套筒的一端还设有盲孔,盲孔上具有螺纹;
每节套筒两端的侧向通孔内均分别放置承载锁定机构,所述承载锁定机构由承力环、拉销、弹性片和弹簧构成;
所述承力环的外径上设有两个凹槽,承力环的每个凹槽上放置弹性片,所述弹性片内放置两个弹簧,弹簧两端固定在弹性片上;
承力环的外径比套筒的两端侧向通孔的直径小,在承力环的内部设有圆孔,圆孔的两端设有大圆孔用于放置所述拉销,拉销由多段圆柱体构成,两端的圆柱直径大于中间的圆柱直径,从而形成哑铃状结构,并能在承力环内自由运动;
所述锂电池为可充电大容量锂电池,并固定在把手的内部,锂电池通过导线与光敏模块、带电监测模块、旋转电机控制模块和摄像装置控制模块连接,为光敏模块、带电监测模块、旋转电机控制模块和摄像装置控制模块提供驱动电压;
所述转接件为圆柱体,外部具有螺纹,转接件固定在最上端的套筒的盲孔上,转接件内部安装有旋转电机控制模块和摄像装置控制模块、旋转电机,侧面安装有光敏模块和带电监测模块;
所述光敏模块由光敏电阻、电压比较器、继电器、LED灯、固定电阻和可调电阻构成;
光敏电阻感受到光线时,其阻值变小,固定电阻上的电压变大,当光敏电阻的阻值变小到使固定电阻上的电压大于电压比较器上的设定电压时,电压比较器断开给继电器的供电,LED灯不亮,当光敏电阻未感受到光线时,其阻值变大,固定电阻上的电压变小,当光敏电阻的阻值变大到使固定电阻上的电压小于电压比较器上的设定电压时,电压比较器给继电器供电,LED灯亮,通过调节可调电阻的阻值,能调节电压比较器的设定电压,从而达到调节光敏电阻的感光灵敏度;
所述带电监测模块包括若干节伸缩天线、三极管和闪光灯构成;
所述三极管的基极与若干节伸缩天线相连;所述三极管的集电极与所述闪光灯相连,所述三极管的发射极与电源相连;
当伸缩天线感应到附近的电场时,伸缩天线收集到感应电荷,将三极管导通,三极管同时将伸缩天线上的感应电压放大,点亮闪光灯;
所述旋转电机控制模块用于控制旋转电机的旋转;
所述摄像装置控制模块用于控制摄像装置的拍照和聚焦;
所述摄像装置包括高清摄像头、支撑架和销轴,支撑架固定高清摄像头,支撑架可绕销轴进行180°旋转;
所述把手内部中空,用以放置锂电池,把手的上端具有螺纹,用以与套筒一端的螺纹配合固定,把手上还具有控制锂电池与光敏模块、带电监测模块、旋转电机控制模块和摄像装置控制模块连接的手动开关,把手的底端具有小孔,小孔内放置充电USB口,把手的外部沿圆周固定有一圈吸附条用以吸附固定控制显示终端,把手的圆周具有花纹,用以增大接触面积;
所述无线通信模块用以将所述控制显示终端发送的信息指令传递到旋转电机控制模块和摄像装置控制模块,用以驱动旋转电机控制模块和摄像装置控制模块进行相应的动作,同时摄像装置将拍摄到的信息通过无线通信模块发送给所述控制显示终端;
本发明所述的一种高空电力设备图像传输装置的特点也在于,所述套筒的数量为2节~5节。
所述吸附条为磁块或者真空吸盘,吸附相应的控制显示终端与之配合的金属结构或表面平整且质量较轻的结构。
若干节套筒的材料为环氧树脂,采用模具成型的方法加工而成。
所述旋转电机为微调旋转电机,通过施加正反向电压进行正反转。
所述无线通信模块的通信方式为wifi、蓝牙或者Zigbee中的任意一种方式。
所述旋转电机控制模块和摄像装置控制模块均为ARM处理器或单片机。
所述弹性片由厚度为0.5mm且宽度为1mm~2mm的铍青铜片弯折而成。
弹性片为对称式结构,一侧的上端为两段具有倾斜角度的矩形片,下端为一段与底端相互垂直的矩形片,弹性片两侧上端的部分具有一定空间,弹性片的底端焊接固定在承力环的凹槽内,弹性片距离承力环的凹槽四周具有空隙,且弹性片的上端凸出部分尺寸比套筒的两端侧向通孔的直径大。
所述弹性片从未受力的自由状态压缩到与承力环的直径大小相同时,弹簧的压缩量为20%~30%。
与已有技术相比,本发明的有益技术效果如下:
1、本发明的各套筒之间可自由滑动,同时与承载锁定机构配合,实现了设备的自由伸缩功能,携带方便,操作使用简单;
2、本发明的各模块共用一个锂电池,且锂电池为大容量可充电锂电池,置于把手内部,通过优化设计,合理的利用空间,使得本发明的结构紧凑;
3、本发明具有光敏模块,可在黑夜中自动点亮LED灯,为装置使用时提供照明,白天时,不启动LED灯,节省了电能,且含有可调电阻,可调节基准电压,如此,可对光线强弱与LED灯启动的关系进行调节;
4、本发明具有带电监测模块,可非接触式测试设备是否带电,若设备带电,则带电监测模块上的闪光灯发出闪烁,提醒操作人员注意,如此,可确保操作人员人身安全;
5、本发明具有摄像装置和旋转电机以及把手上沿圆周设置一圈吸附条,可方便观察待拍摄设备的任意角度和部位。
附图说明
图1为本发明高空电力设备图像传输装置套筒伸长状态的结构剖视图;
图2为本发明高空电力设备图像传输装置的套筒缩回状态的结构剖视图;
图3为本发明高空电力设备图像传输装置的套筒结构组成示意图;
图4为本发明高空电力设备图像传输装置承载锁定机构的受到外力后的结构剖视图;
图5为本发明高空电力设备图像传输装置承载锁定机构的不受外力的结构剖视图;
图6为本发明高空电力设备图像传输装置的光敏模块电路原理图;
图7为本发明高空电力设备图像传输装置的带电监测模块结构组成示意图;
图中标号:1—套筒、2—承载锁定机构、2-1—承力环、2-2—拉销、2-3—弹性片、2-4—弹簧、3—锂电池、4—转接件、5—光敏模块、5-1—光敏电阻、5-2—电压比较器、5-3—继电器、5-4—LED灯、5-5—固定电阻、5-6—可调电阻、6—带电监测模块、6-1—伸缩天线、6-2—三极管、6-3—闪光灯、7—旋转电机控制模块、8—摄像装置控制模块、9—旋转电机、10—摄像装置、11—把手、12—无线通信模块、13—吸附条。
具体实施方式
本实施例中,如图1和图2所示,一种高空电力设备图像传输装置,包括:若干节套筒1、承载锁定机构2、锂电池3、转接件4、光敏模块5、带电监测模块6、旋转电机控制模块7、摄像装置控制模块8、旋转电机9、摄像装置10、把手11、无线通信模块12和吸附条13;
如图3所示,若干节套筒1均为一薄壁圆环结构,具体实施中,该若干节套筒1的材料为环氧树脂,采用模具成型的方法加工而成。套筒1的内侧具有两个凹槽,与凹槽相对的套筒1外侧上设有凸台,套筒1的两端侧壁上,并与凹槽相垂直的位置上设有侧向通孔,每节套筒1的侧向通孔直径均相同,依次相连的每节套筒1的直径依次缩小,上一节套筒1的外径比下一节套筒1的内径小,上一节套筒1的凸台置于下一节套筒1的凹槽内,且上一节套筒1两端的侧向通孔距离与下一节套筒1两端的侧向通孔距离相同,上一节套筒1能在下一个套筒1内自由滑动,在最上端的套筒1的一端还设有盲孔,盲孔上具有螺纹;如此设置,相邻的套筒之间只能自由滑动而不能转动,能确保相邻套筒的侧向通孔运动到位后正确对正,防止因旋转导致相邻套筒的侧向通孔错位,如此,可快速准确使得若干节套筒运动或收缩到位。具体实施中,套筒1的数量为2节~5节,本实施例优选3节。
每节套筒1两端的侧向通孔内均分别放置承载锁定机构2,如图4和图5所示,承载锁定机构2由承力环2-1、拉销2-2、弹性片2-3和弹簧2-4构成;承力环2-1的材料为金属,承力环2-1的外径上设有两个凹槽,承力环2-1的每个凹槽上放置弹性片2-3,弹性片2-3由厚度为0.5mm且宽度为1mm~2mm的铍青铜片弯折而成。弹性片2-3内放置两个弹簧2-4,弹簧2-4两端固定在弹性片2-3上;弹性片2-3为对称式结构,一侧的上端为两段具有倾斜角度的矩形片,下端为一段与底端相互垂直的矩形片,弹性片2-3两侧上端的部分具有一定空间,弹性片2-3的底端焊接固定在承力环2-1的凹槽内,弹性片2-3距离承力环2-1的凹槽四周具有空隙,且弹性片2-3的上端凸出部分尺寸比套筒1的两端侧向通孔的直径大。
承力环2-1的外径比套筒1的两端侧向通孔的直径小,在承力环2-1的内部设有圆孔,圆孔的两端设有大圆孔用于放置拉销2-2,拉销2-2由多段圆柱体构成,一端的圆柱直径大于中间的圆柱直径,拉销2-2置于承力环2-1的内部后,另一端用一圆柱焊接固定在中间圆柱上,从而形成哑铃状结构,拉销2-2两端的圆柱直径大于承力环2-1的内部圆孔直径,并能在承力环2-1内自由运动,但不会从承力环2-1内脱落;弹性片2-3从未受力的自由状态压缩到与承力环2-1的直径大小相同时,弹簧2-4的压缩量为20%~30%。如此设置,通过手动推拉拉销,可使承载锁定机构在套筒的侧向通孔内运动到任意位置,且弹性片和弹簧的设置,可使承载锁定机构运动到某处时可靠固定在某处,即使受到震动或摇晃等环境,承载锁定机构也不至于移动。
锂电池3为可充电大容量锂电池,并固定在把手11的内部,锂电池3通过导线与光敏模块5、带电监测模块6、旋转电机控制模块7和摄像装置控制模块8连接,为光敏模块5、带电监测模块6、旋转电机控制模块7和摄像装置控制模块8提供驱动电压;
转接件4为圆柱体,外部具有螺纹,转接件4固定在最上端的套筒1的盲孔上,转接件4内部安装有旋转电机控制模块7和摄像装置控制模块8、旋转电机9,侧面安装有光敏模块5和带电监测模块6;
如图6所示,光敏模块5由光敏电阻5-1、电压比较器5-2、继电器5-3、LED灯5-4、固定电阻5-5和可调电阻5-6构成;
电压比较器5-2的负向输入端分别与光敏电阻5-1和固定电阻5-5相连,电压比较器5-2的正向输入端与可调电阻5-6相连;电压比较器(5-2)的输出端经过继电器5-3与LED灯5-4相连;
光敏电阻5-1感受到光线时,其阻值变小,固定电阻5-5上的电压变大,当光敏电阻5-1的阻值变小到使固定电阻5-5上的电压大于电压比较器5-2上的设定电压时,电压比较器5-2断开给继电器5-3的供电,LED灯5-4不亮,当光敏电阻5-1未感受到光线时,其阻值变大,固定电阻5-5上的电压变小,当光敏电阻5-1的阻值变大到使固定电阻5-5上的电压小于电压比较器5-2上的设定电压时,电压比较器5-2给继电器5-3供电,LED灯5-4亮,通过调节可调电阻5-6的阻值,能调节电压比较器5-2的设定电压,从而达到调节光敏电阻5-1的感光灵敏度;如此设置,可使本设备在夜晚使用,不用再额外增加照明设备。
如图7所示,带电监测模块6包括若干节伸缩天线6-1、三极管6-2和闪光灯6-3构成;
三极管6-2的基极与若干节伸缩天线6-1相连;三极管6-2的集电极与闪光灯6-3相连,三极管6-2的发射极与电源相连;
若干节伸缩天线6-1平时收缩在一起,当使用时,可将每节伸缩天线6-1抽出,伸缩天线6-1的根部还可旋转,三极管6-2的数量为1~3个,本实施例优选2个,三极管型号为9104,电压放大倍数为400倍,当伸缩天线6-1感应到附近的电场时,伸缩天线6-1收集到感应电荷,将三极管6-2导通,三极管6-2同时将伸缩天线6-1上的感应电压放大到160000倍,点亮闪光灯6-3,闪光灯6-3每秒闪烁10次,如此,可对操作人员进行提醒。伸缩天线6-1根部旋转,增加探测范围;在各种操作时,首先利用带电监测模块检验设备是否带电,由于本带电监测模块不需要直接接触设备即可测试是否带电,保证了操作者的人身安全。
旋转电机控制模块7用于控制旋转电机9的旋转;旋转电机9为微调旋转电机,通过施加正反向电压进行正反转,如此可对摄像装置的位置进行微调,从而更精确地确定需要拍摄的位置。
摄像装置控制模块8用于控制摄像装置10的拍照和聚焦;
旋转电机控制模块7和摄像装置控制模块8均为ARM处理器或单片机。
摄像装置10包括高清摄像头、支撑架和销轴,支撑架固定高清摄像头,支撑架可绕销轴进行180°旋转;如此设置,可手动调节高清摄像头的拍摄角度,因为旋转电机只能使高清摄像头沿圆周进行360°旋转,本摄像装置的设置,有时候不需要旋转电机也可手动调节到需要的拍摄角度。
把手11内部中空,用以放置锂电池3,把手11的上端具有螺纹,用以与套筒1一端的螺纹配合固定,把手11上还具有控制锂电池3与光敏模块5、带电监测模块6、旋转电机控制模块7和摄像装置控制模块8连接的手动开关,把手11的底端具有小孔,小孔内放置充电USB口,把手11的外部沿圆周固定有一圈吸附条13用以吸附固定控制显示终端,其中,吸附条13为磁块或者真空吸盘,吸附相应的控制显示终端与之配合的金属结构或表面平整且质量较轻的结构。如此,可根据需要选择合适的与控制显示终端配合的固定方式,便于通过控制显示终端观察拍摄情况。
把手11的圆周具有花纹,用以增大接触面积;提高表面摩擦力,具有较好的防滑效果。
无线通信模块12用以将控制显示终端发送的信息指令传递到旋转电机控制模块7和摄像装置控制模块8,用以驱动旋转电机控制模块7和摄像装置控制模块8进行相应的动作,同时摄像装置10将拍摄到的信息通过无线通信模块12发送给控制显示终端;其中,无线通信模块12的通信方式为wifi、蓝牙或者Zigbee中的任意一种方式。
本实施例的工作原理如下:
平时,若干节套筒1相互收缩在一起,套筒1的侧向通孔之间均含有承载锁定机构2,承载锁定机构2防止相邻的套筒1之间相互运动,即使在振动和摇晃等环境条件下,由于承载锁定机构2上具有弹性片2-3,具有较大的摩擦力,可防止承载锁定机构2移动,把手11上控制锂电池3与光敏模块5、带电监测模块6、旋转电机控制模块7和摄像装置控制模块8连接的手动开关处于断开状态,带电监测模块6上的若干节伸缩天线6-1处于收缩状态。
当使用时,手动拉动各节套筒1的侧向通孔内的承载锁定机构2上的拉销2-2,外力克服弹性片2-3与套筒1的摩擦力将承载锁定机构2拉出,当相邻套筒1之间没有承载锁定机构2进行连接时,相邻套筒1之间可相互分离,当拉动各节套筒1运动到位后,手动推动各套筒1的侧向通孔内的承载锁定机构2上的拉销2-2,将承载锁定机构2推动到相邻套筒1之间的侧向通孔内,此时的承载锁定机构2起到对相邻套筒1的连接和固定作用,同时即使各套筒1受到轴向的外力拉扯,各套筒1也不会运动。
此时打开与锂电池3关联的手动开关,锂电池3给光敏模块5、带电监测模块6、旋转电机控制模块7和摄像装置控制模块8供电,当需要对某处设备进行观察时,将各套筒1拉长固定后,将摄像装置10推送到某处,通过控制显示终端给无线通信模块12发指令,通过调节旋转电机9,调节摄像装置10到最佳拍摄位置进行拍摄,当光敏模块5感受到外界光线较弱时,光敏模块上5的LED灯5-4点亮,可使设备在夜晚工作,当外界光线较强时,光敏模块5上的LED灯5-4不亮,如此设置,节省电能。此外,当需要检测某物体是否带电时,可将带电监测模块6上的伸缩天线6-1靠近该物体,若物体带电,则带电监测模块6上的闪光灯6-3发出闪烁,提醒操作人员注意。
综上所述,本发明具有收缩杆功能,且收缩到位后可锁定,使之处于稳定收缩到位后的状态,具有摄像装置和旋转电机,可将摄像装置进行360度旋转,将需要检查的部位进行拍摄传输给控制显示终端,同时具有光敏模块可在黑天自动提供照明,带电监测模块可在靠近带电体时自动发出提醒,防止带电操作带来的风险。