CN110961389A - 可自动清扫的成像装置及清扫方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于成像设备技术领域，涉及一种可自动清扫的成像装置及其清扫方法，包括底座、成像机构、驱动机构、传动机构、清扫机构以及支架；成像机构固定在底座上；所述支架固定在底座上且与成像机构相对；所述清扫机构设置在支架上且与成像机构的外表面相接触；所述传动机构至于支架内；所述驱动机构固定在底座上，并通过传动机构与清扫机构相连；驱动机构通过传动机构带动清扫机构绕着成像机构的外表面做旋转运动由驱动机构提供动力，通过传动机构传递给清扫机构，带动清扫机构绕着成像机构的外表面做旋转运动，完成自动清扫工作。本发明具有易清扫、容易固定、操作使用简单的特点。

Description

可自动清扫的成像装置及清扫方法
技术领域
本发明属于成像设备技术领域，涉及一种成像装置及方法，特别涉及一种可自动清扫的成像装置及清扫方法。
背景技术
在施工中，将钢筋笼下放入打好的桩孔中，钢筋笼与桩孔侧壁发生碰撞使得桩孔侧壁上的残渣(渣土)落到桩孔底部，当大量的残渣(渣土)沉降到桩孔底部并越积越多时，钢筋笼在下放过程中落到残渣(渣土)上，使其钢筋笼不能继续下放至桩孔底部；因此需要将桩孔里堆积的残渣(渣土)吸出，但是由于桩孔较深，特别是在山丘地区，桩孔可达50米深，且土质为粘性虚土，吸土机在工作时，很难判断出桩孔底部的残渣被吸走的程度以及是否被吸完，因此需要在吸土机上设置成像装置，以便对吸土过程进行观察，但是现有的成像装置在清洁时采用手动清洁，但是由于成像装置在吸土过程中应用时，需要将成像装置设置在桩孔底部，当桩孔内的残渣掉落在成像装置上时很难清扫，同时还存在成像装置不易固定等问题。
发明内容
针对现有成像装置清扫难、不易固定的问题，本发明提供一种易清扫、容易固定、操作简单的可自动清扫的成像装置及清扫方法。
为了实现上述的目的，本发明采用的技术方案是：
1、一种可自动清扫的成像装置，其特征在于：所述可自动清扫的成像装置包括底座(1)、成像机构(3)、驱动机构、传动机构、清扫机构以及支架(2)；
所述成像机构固定在底座上；所述支架固定在底座上且与成像机构相对；所述清扫机构设置在支架上且与成像机构的外表面相接触；所述传动机构至于支架内；所述驱动机构固定在底座上，并通过传动机构与清扫机构相连；驱动机构通过传动机构带动清扫机构绕着成像机构的外表面做旋转运动。
进一步的，所述清扫机构包括弧形支架以及置于弧形支架内表面上的毛刷；所述弧形支架与传动机构连接且置于清成像机构的外侧，结构与成像机构的外表面相匹配；所述毛刷与成像机构的外表面相接触。
进一步的，所述传动机构是铰链传动机构或者连杆传动机构，其是将驱动机构的圆周运动经3次90°换向后输出，使弧形支架在成像机构的外表面绕成像机构的中心轴转动。
进一步的，所述传动机构为软轴传动机构，所述软轴传动机构包括钢丝绳，所述钢丝绳沿支架内部设置，钢丝绳的一端与驱动机构的输出轴相连接，钢丝绳的另一端通过转轴与弧形支架相连接，且所述转轴与弧形支架连接处通过连接块固定。
进一步的，所述成像机构包括底板、置于底板上的壳体以及置于壳体内的摄像头；所述壳体的形状为半球形，所述摄像头为半球形广角摄像头；所述底板固定在底座上；所述壳体的外表面与清扫机构的毛刷相接触，且所述壳体外表面的弧度与弧形支架内表面的弧度相匹配且能将壳体外表面全覆盖；所述弧形支架的中心点与壳体外表面的中心相重合。
进一步的，所述可自动清扫的成像装置还包括传感器和控制器；
所述传感器设置在成像机构上，感应成像机构上的渣土，并将感应信号传递给控制器；
所述控制器通过无线电分别与驱动机构和成像机构连接，控制器接收传感器的感应信号后，由控制器发送启动命令，驱动机构提供动力并通过传动机构传递给清扫机构，带动清扫机构绕着摄像头的外表面做旋转运动，并控制清扫机构的清扫速度和旋转幅度以及成像机构的图像采集频率。
进一步限定，所述传感器为浓度传感器或触发式感应器。
一种可自动清扫的成像装置的自动清扫方法，其特征在于：所述方法包括：
1)由驱动机构提供动力，通过传动机构传递给清扫机构，带动清扫机构绕着成像机构的外表面做旋转运动，对成像机构的外表面进行自动清扫；
2)通过传感器感应成像机构上的渣土，并将信号实时反馈给控制器；
3)控制器根据感应到的渣土的信号对驱动机构和成像机构发送控制指令，控制清扫机构的清扫速度和旋转幅度以及成像机构的图像采集频率，当清扫机构完成一次自动清扫工作，成像机构采集一次图像，使清扫工作和图像采集工作交替完成。
进一步的，所述步骤1)的具体操作过程是：将弧形支架置于成像机构的壳体外表面上，且弧形支架内表面上的毛刷与壳体外表面相接触，驱动机构通过钢丝绳以及转轴与弧形支架相连接，启动驱动机构，钢丝绳绕着驱动机构的输出轴做轴向运动，由钢丝绳牵动转轴转动，带动弧形支架绕着壳体外表面做圆周旋转运动，弧形支架内表面上的毛刷将壳体外表面上的渣土进行自动清扫，保证壳体内摄像头成像的清晰度。
本发明的有益效果是：
1、本发明中，成像机构和驱动机构均固定在底座上；支架的固定端固定在底座上，支架的自由端与清扫机构相连且置于清扫机构外表面上且清扫机构与成像机构的外表面相接触；驱动机构通过支架与清扫机构相连并驱动清扫机构绕着成像机构做圆周旋转运动。本发明对成像机构表面进行自动清扫，保证成像机构的清洁度，方便观察。
2、本发明中，传动机构为软轴传动机构，软轴传动机构包括钢丝绳，钢丝绳的一端与驱动机构的输出轴连接，钢丝绳的另一端通过转轴与弧形支架相连接，且转轴与弧形支架连接处通过连接块固定连接，在旋转过程中通过钢丝绳带动清扫机构对成像机构表面进行自动清扫，且钢丝绳为柔性钢丝绳，在实现软轴传动的同时保证传动机构的刚性。
3、本发明中，摄像头外表面的弧度与弧形支架内表面的弧度相匹配且能将成像机构的壳体全覆盖；保证毛刷对成像机构的壳体外表面的清扫更加彻底，进一步保证壳体的清晰度，使得摄像头采集到清洗的图像。
4、本发明中通过传感器对成像机构上的渣土进行感应，并将感应信号传递给控制器，控制器对清扫机构的运动进行控制，更加智能化，节省资源。
附图说明
图1为本发明提供的可自动清扫的成像装置结构示意图；
图2为本发明提供的可自动清扫的成像装置正视示意图；
图3为本发明提供的可自动清扫的成像装置侧视示意图；
图4为本发明提供的可自动清扫的成像装置的应用示意图；
其中：
1—底座；2—支架；21—钢丝绳；22—连接块；23—转轴；3—成像机构；4—电机；5—弧形支架；6—毛刷。
具体实施方式
现结合附图以及实施例对本发明做详细的说明。
实施例1
参见图1，图2以及图3，可自动清扫的成像装置，包括底座1、成像机构、驱动机构、清扫机构、传动机构以及支架2；成像机构3和驱动机构均固定在底座1上，支架2的固定端固定在底座1上，支架2的自由端与清扫机构相连且与成像机构相对，清扫机构与成像机构3的外表面相接触，对成像机构3的外表面进行清扫；传动机构置于支架2内，驱动机构固定在底座1上且通过传动机构与清扫机构相连接，由驱动机构提供动力，通过传动机构传递给清扫机构，带动清扫机构绕着成像机构3的外表面做旋转运动，完成清扫工作。
本实施例中，底座1采用正方形钢板，驱动机构为电机4，支架2为结构呈“7”字形的钢管支架。
本实施例中，清扫机构包括弧形支架5以及置于弧形支架5内表面上的毛刷6；弧形支架5通过转轴23与传动机构连接且置于清成像机构3的外侧，结构与成像机构3的外表面相匹配；毛刷6与成像机构3的外表面相接触，对成像机构3的外表面进行清扫。
本实施例中，传动机构为软轴传动机构，软轴传动机构包括钢丝绳21，钢丝绳21沿支架2内部设置，钢丝绳21一端与驱动机构的输出轴上，并随着驱动机构的输出轴做轴向运动，钢丝绳21的另一端通过转轴23与弧形支架5相连接；转轴23与弧形支架5通过连接块22固定连接。实施时，钢丝绳21为柔性钢丝绳，实现驱动机构软轴传动的同时保证传动机构的刚性。
本实施例中，成像机构3包括底板、置于底板上的壳体以及置于壳体内的摄像头；壳体的形状为半球形，摄像头为360°广角摄像头，底板固定在底座1上；壳体的外表面与清扫机构的毛刷6相接触，且壳体外表面的弧度与弧形支架5内表面的弧度相匹配且能将壳体外表面全覆盖；弧形支架5的中心点与壳体外表面的中心相重合。
实施时，电机4固定在底座1上，成像机构3的底板固定在底座1上；支架2的横杆固定端固定在底座上，支架2的横杆的钢管管壁上设置有通孔，支架2的钢管内部设置钢丝绳21，钢丝绳21的一端通过通孔与电机4的输出轴连接，钢丝绳21的另一端在支架2的自由端处通过转轴23与弧形支架5相连接且转轴23通过连接块22固定；弧形支架5的内表面置于成像机构3的壳体的外表面上，毛刷6与壳体的外表面相接触；壳体外表面的弧度与弧形支架5内表面的弧度相匹配，电机4带动钢丝绳21以及弧形支架5绕着壳体的外表面做旋转运动，弧形支架5内表面上的毛刷6对壳体进行清扫，保证壳体的清洗度，使得摄像头能清楚的采集图片信息。
本实施例中，启动电机4驱动传动机构带动弧形支架上毛刷转动，从而可自动对成像机构3进行清扫。
实施例2
在实施例1的基础上，为了更加智能化的控制清扫机构，节省资源，可自动清扫的成像装置还包括传感器和控制器，控制器与传感器和驱动机构均通过无线电连接。
本实施例中，传感器设置在成像机构3上，感应成像机构3壳体上的渣土，并通过无线电将感应信号传递给控制器；控制器置于地面上的总控平台，用来接收传感器的感应信号，控制器能根据接收到的成像机构上的渣土浓度信号对驱动机构和成像机构发送控制指令，控制驱动机构和清扫机构的清扫速度和旋转幅度以及控制成像机构的图像采集频率。实施时，传感器和控制器均为市售的现有产品，能实现信号的感应与传送。
本实施例中的传感器为浓度传感器，传感器可根据感应到的成像机构上的渣土浓度向控制器发出信号，控制器根据接收的浓度信号发出指令，启动电机4驱动钢丝绳21带动弧形支架5对成像机构3的壳体进行清扫，同时控制电机4和弧形支架5的清扫速度和旋转幅度以及控制摄像头的图像采集频率，当清扫机构完成一次自动清扫工作，摄像头采集一次图像，使清扫工作和图像采集工作交替完成。
本实施例中，在地面上设置显示机构，显示机构与成像机构通过无线连接，将成像机构采集的图片传递给显示机构，通过显示机构接收的图片也能对成像机构上的渣土情况进行观察，启动清扫机构对渣土进行清扫。
实施例3
以可自动清扫的成像装置在吸土过程中应用为例。
参见图4，使用时，将实施例1提供的可自动清扫的成像装置的底座1固定在吸土机吸管的吸嘴外壁上，并将吸嘴放置于桩孔底部。
可自动清扫的成像装置的自动清扫方法，包括以下步骤：
1)由驱动机构提供动力，通过传动机构传递给清扫机构，带动清扫机构绕着成像机构的外表面做旋转运动，对成像机构的外表面进行自动清扫；
具体的是：将弧形支架5置于成像机构3的壳体外表面上，且弧形支架5内表面上的毛刷6与壳体外表面相接触，驱动机构通过钢丝绳21以及转轴23与弧形支架5相连接，启动驱动机构，钢丝绳21绕着驱动机构的输出轴做轴向运动，由钢丝绳21牵动转轴23转动，带动弧形支架5绕着壳体外表面做圆周旋转运动，弧形支架5内表面上的毛刷6将壳体外表面上的渣土进行清扫，保证壳体内摄像头成像的清晰度，使得采集到的图像画面质量好；
2)通过传感器感应成像机构上的渣土，并将信号实时反馈给控制器；
3)控制器根据感应到的渣土的信号对驱动机构和成像机构发送控制指令，控制清扫机构的清扫速度和旋转幅度以及控制成像机构的图像采集频率，当清扫机构完成一次自动清扫工作，成像机构采集一次图像，使清扫工作和图像采集工作交替完成。
实施例4
与实施例2以及实施例3不同的是，传感器为触发式传感器，当传感器接触到渣土时，感应器向控制器发送反馈信号，控制器接收到的信号对驱动机构和成像机构发送控制指令，控制清扫机构的清扫速度和旋转幅度以及成像机构的图像采集频率，当清扫机构完成一次自动清扫工作，成像机构采集一次图像，使清扫工作和图像采集工作交替完成。
本发明中，吸土机在吸走桩孔底部的残渣过程中，若有残渣土掉落在成像机构3的壳体上时，传感器向控制器传出信号，控制器发出指令驱动电机4转动通过钢丝绳21将动力传递给弧形支架5，带动弧形支架5转动，毛刷6也随着旋转立即对成像机构3的壳体外表面上的残渣土进行自动清扫，保证成像机构3的清晰度，使得摄像头能采集到清晰的渣土抽吸施工图像，使得地面上的操作人员能随时对桩孔内的施工情况进行监测，以便对下一步施工做出正确的指示，节省施工时间，提高施工效率。
实施例5
与实施例1不同的是，本实施例中，传动机构是铰链传动机构或者连杆传动机构，驱动机构通过铰链传动机构或者连杆传动机构与清扫机构相连，铰链传动机构或者连杆传动机构将驱动机构提供的圆周运动经3次90°换向后输出给清扫机构，使弧形支架5在成像机构3的外表面绕成像机构3的中心轴转动，实现对成像机构3表面的自动清扫。

Claims (9)

1.一种可自动清扫的成像装置，其特征在于：所述可自动清扫的成像装置包括底座(1)、成像机构(3)、驱动机构、传动机构、清扫机构以及支架(2)；
所述成像机构(3)固定在底座(1)上；所述支架(2)固定在底座(1)上且与成像机构(3)相对；所述清扫机构设置在支架(2)上且与成像机构(3)的外表面相接触；所述传动机构至于支架(2)内；所述驱动机构固定在底座(1)上，并通过传动机构与清扫机构相连；驱动机构通过传动机构带动清扫机构绕着成像机构(3)的外表面做旋转运动。
2.根据权利要求1所述的可自动清扫的成像装置，其特征在于：所述清扫机构包括弧形支架(5)以及置于弧形支架(5)内表面上的毛刷(6)；所述弧形支架(5)与传动机构连接且置于成像机构(3)的外侧，结构与成像机构(3)的外表面相匹配；所述毛刷(6)与成像机构(3)的外表面相接触。
3.根据权利要求2所述的可自动清扫的成像装置，其特征在于：所述传动机构是铰链传动机构或者连杆传动机构。
4.根据权利要求2所述的可自动清扫的成像装置，其特征在于：所述传动机构为软轴传动机构，所述软轴传动机构包括钢丝绳(21)，所述钢丝绳(21)沿支架(2)内部设置，钢丝绳(21)的一端与驱动机构的输出轴相连接，钢丝绳的另一端通过转轴(23)与弧形支架(5)相连接，且所述转轴(23)与弧形支架(5)连接处通过连接块(22)固定。
5.根据权利要求2～4任一项所述的可自动清扫的成像装置，其特征在于：所述成像机构(3)包括底板、置于底板上的壳体以及置于壳体内的摄像头；所述壳体的形状为半球形，所述摄像头为半球形广角摄像头；所述底板固定在底座(1)上；所述壳体的外表面与清扫机构的毛刷(6)相接触，且所述壳体外表面的弧度与弧形支架(5)内表面的弧度相匹配且能将壳体外表面全覆盖；所述弧形支架(5)的中心点与壳体外表面的中心相重合。
6.根据权利要求1所述的可自动清扫的成像装置，其特征在于：所述可自动清扫的成像装置还包括传感器和控制器；
所述传感器设置在成像机构上，感应成像机构上的渣土，并将感应信号传递给控制器；
所述控制器通过无线电分别与驱动机构和成像机构连接，控制器接收传感器的感应信号后，由控制器发送启动命令，驱动机构提供动力并通过传动机构传递给清扫机构，带动清扫机构绕着摄像头的外表面做旋转运动，并控制清扫机构的清扫速度和旋转幅度以及成像机构(3)的图像采集频率。
7.根据权利要求6所述的可自动清扫的成像装置，其特征在于：所述传感器为浓度传感器或触发式感应器。
8.一种如权利要求1所述的可自动清扫的成像装置的自动清扫方法，其特征在于：所述清扫方法包括：
1)由驱动机构提供动力，通过传动机构传递给清扫机构，带动清扫机构绕着成像机构(3)的外表面做旋转运动，对成像机构(3)的外表面进行自动清扫；
2)通过传感器感应成像机构(3)上的渣土，并将信号实时反馈给控制器；
3)控制器根据感应到的渣土的信号对驱动机构和成像机构(3)发送控制指令，控制清扫机构的清扫速度和旋转幅度以及成像机构(3)的图像采集频率，当清扫机构完成一次自动清扫工作，成像机构(3)采集一次图像，使清扫工作和图像采集工作交替完成。
9.根据权利要求8所述的可自动清扫的成像装置的清扫方法，其特征在于：所述步骤1)的具体操作过程是：将弧形支架(5)置于成像机构(3)的壳体外表面上，且弧形支架(5)内表面上的毛刷(6)与壳体外表面相接触，驱动机构通过钢丝绳(21)以及转轴(23)与弧形支架(5)相连接，启动驱动机构，钢丝绳(21)绕着驱动机构的输出轴做轴向运动，由钢丝绳(21)牵动转轴(23)转动，带动弧形支架(5)绕着壳体外表面做圆周旋转运动，弧形支架(5)内表面上的毛刷(6)将壳体外表面上的渣土进行自动清扫，保证壳体内摄像头成像的清晰度。
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