CN111994865A - 一种鹤管视频对位系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种鹤管视频对位系统，包括平台、远程控制装置、自动装车鹤管和控制箱，所述自动装车鹤管包括全方位机械式运动机构和垂管，所述控制箱连接有摄像头一，所述摄像头一在垂管平移时位于垂管的正下方且与垂管同步运动，所述摄像头一在垂管上下运动时完全避开垂管的运动轨迹；所述全方位机械式运动机构上还设置有用于驱动摄像头一在位置一和位置二之间移动的摄像头驱动机构；所述远程控制装置通过互联网与控制箱连接；本发明通过摄像头一在垂管对齐罐口的过程中与垂管同轴设置，不会产生观察误差，从而工作人员可远程的在远程控制装置上参照摄像头一回传的图像进行垂管的移动的控制，快速的将垂管与罐车的罐口对齐。

Description

一种鹤管视频对位系统

技术领域

本发明属于鹤管技术领域，具体涉及一种鹤管视频对位系统。

背景技术

鹤管是石化行业液体装卸的重要设备，在鹤管装液的时候需要与罐车的罐口对齐，传统的鹤管移动的方式是采用人工拖动的方式，将鹤管拖拽到罐口的正上方，之后鹤管下降开始装液；为了降低劳动强度，目前改进的方式有采用半自动桁架鹤管，鹤管在桁架上在横向移动机构的带动下横向移动，同时，还具有可将鹤管垂直上下驱动的竖向移动机构，在进行装液时，现场目测鹤管的位置，通过控制柜或遥控器控制鹤管的移动，但由于工作人员在罐车的侧面的观察误差，将鹤管的管口对准罐车的罐口需要多次的尝试，拖慢了作业进程，若在鹤管未对准的情况下误操作进行鹤管的下降，还易造成鹤管、罐口或其他结构损坏。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足而提供一种基于人工控制的鹤管视频对位系统。

本发明的技术方案如下：

一种鹤管视频对位系统，包括平台、远程控制装置、安装在所述平台上且具有执行单元的自动装车鹤管和控制箱，所述自动装车鹤管包括全方位机械式运动机构和垂管，所述控制箱与自动装车鹤管的执行单元连接并通过控制自动装车鹤管的执行单元实现垂管上下、左右、前后移动的控制，

所述控制箱连接有摄像头一，所述摄像头一设置于全方位机械式运动机构上，所述摄像头一在垂管平移时位于垂管的正下方且与垂管同步运动，所述摄像头一在垂管上下运动时完全避开垂管的运动轨迹；

记摄像头一在垂管的正下方的位置为位置一，记摄像头一在垂管上下运动时完全避开垂管的运动轨迹的位置为位置二，所述全方位机械式运动机构上还设置有用于驱动摄像头一在位置一和位置二之间移动的摄像头驱动机构；所述控制箱还包括与摄像头驱动机构的执行单元连接并通过控制摄像头驱动机构的执行单元实现摄像头一在位置一和位置二之间移动；

所述远程控制装置通过互联网与控制箱连接，所述远程控制装置包括可同步显示摄像头一采集的图像的监控显示器以及用于远程控制所有执行单元的操作装置。

进一步的，所述摄像头驱动机构驱动摄像头一在位置一和位置二之间平移。

进一步的，所述全方位机械式运动机构包括转动装配或滑动装配于平台上的主支撑台、固设于主支撑台上的横支架、与横支架滑动配合的横动架、固设于横动架上的竖支架和与竖支架滑动配合的竖动架，所述垂管竖直安装在竖动架上，所述主支撑台、横动架和竖动架分别通过相应的执行单元驱动运动。

进一步的，所述摄像头驱动机构包括固设于横动架或竖支架上的固定架二、固设于横动架或竖支架上的固定架三、转动装配于所述固定架二上的摄像头支架和转动连接于摄像头支架上且用于驱动摄像头支架以固定架二为轴转动的直线运动机构，所述直线运动机构的另一端转动连接于固定架三上，所述摄像头一设置于摄像头支架远离横动架的一端且摄像头一的镜头方向竖直向下。

进一步的，所述摄像头驱动机构包括水平固设于横动架或竖支架上的端导轨、滑动连接于所述端导轨上的端滑块和用于驱动端滑块沿端导轨的延伸方向运动的直线驱动机构，所述端滑块的一个侧面上设置有摄像头支架，所述摄像头一固设于摄像头支架远离端滑块的一端且摄像头一的镜头方向竖直向下。

进一步的，所述全方位机械式运动机构包括转动装配或滑动装配于平台上的主支撑台、固设于主支撑台上的横支架、与横支架滑动配合的横动架、固设于横动架上的竖支架和与竖支架滑动配合的竖动架，所述垂管竖直安装在竖动架上，所述主支撑台、横动架和竖动架分别通过相应的执行单元驱动运动；

所述摄像头驱动机构包括设置于横动架靠近垂管一端的转角油缸，所述转角油缸包括固设于横动架上的角底座和90度转动的夹紧臂，所述夹紧臂上设置有摄像头支架，所述摄像头一设置于摄像头支架远离端滑块的一端且摄像头一的镜头方向竖直向下。

进一步的，所述摄像头支架上设置有与所述摄像头一上下对齐的接油碗，所述接油碗的底部一侧开设有碗出口，所述碗出口通过接油管连通有用于回收粘附在垂管内外壁上残留油液的回收容器。

进一步的，所述平台上还设置有用于从不同视角观察罐车的摄像头二，所述摄像头二与控制箱通讯连接。

进一步的，所述鹤管视频对位系统还包括罐车定位系统，所述罐车定位系统包括设置于垂管下方地面的停车线。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明与现有技术相比，本发明通过摄像头一在垂管对齐罐口的过程中与垂管同轴设置，从而工作人员可远程的在远程控制装置上参照摄像头一回传的图像进行垂管的移动的控制，且由于垂管与摄像头一对齐从而不会产生观察误差，从而可以快速的将垂管与罐车的罐口对齐；同时，由于采用了人工远程控制垂管的方式，相比于传统的人工拖拽鹤管的对齐方式极大的减轻了劳动强度，同时也可减少平台现场的人员值守，避免油气挥发危害人体健康；相比于现有技术中心依据机器视觉的全自动鹤管对齐方式，采用本鹤管视频对位系统的装置成本更低，且不需复杂的程序控制，有利于设备的维护。

附图说明

图1为本发明实施例1的摄像头驱动机构结构示意图。

图2为本发明实施例1的摄像头驱动机构另一视角下的结构示意图。

图3为本发明实施例1的垂管对齐罐口的过程中摄像头一与垂管的位置示意图。

图4为本发明实施例1的摄像头支架的俯视结构示意图。

图5为本发明实施例1的垂管向储油罐中注油时摄像头一的位置示意图(侧视图)。

图6为本发明实施例2的垂管向储油罐中注油时摄像头一的位置示意图(俯视图)。

图7为本发明实施例3的垂管向储油罐中注油时摄像头一的位置示意图(俯视图)。

图中，横动架(107)、储油罐(108)、罐口(109)、垂管(301)、摄像头一(401)、摄像头二(402)、碗接板(403)、转角油缸(404)、固定架二(506)、摄像头支架(507)、接油碗(508)、碗出口(509)、固定架三(512)、油缸(513)、塞孔(514)。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1至图5所示，一种鹤管视频对位系统，包括平台、远程控制装置、安装在平台上且具有执行单元的自动装车鹤管和控制箱，自动装车鹤管包括全方位机械式运动机构和垂管301，控制箱与自动装车鹤管的执行单元连接并通过控制自动装车鹤管的执行单元实现垂管301上下、左右、前后移动的控制，

控制箱连接有摄像头一401，摄像头一401设置于全方位机械式运动机构上，摄像头一401在垂管301平移时位于垂管301的正下方且与垂管301同步运动，此处的平移指的是垂管在同一水平面上前后移动、左右移动或转动，摄像头一401在垂管301上下运动时完全避开垂管301的运动轨迹；

记摄像头一401在垂管301的正下方的位置为位置一，记摄像头一401在垂管301上下运动时完全避开垂管301的运动轨迹的位置为位置二，自动装车鹤管上还设置有用于驱动摄像头一401在位置一和位置二之间移动的摄像头驱动机构；控制箱还包括与摄像头驱动机构的执行单元连接并通过控制摄像头驱动机构的执行单元实现摄像头一401在位置一和位置二之间移动；

远程控制装置通过互联网与控制箱连接，远程控制装置包括可同步显示摄像头一401采集的图像的监控显示器以及用于远程控制所有执行单元的操作装置；远程控制装置通过如采用现有技术中的4G模块、5G模块等无线通信模块，采用无线通信模块进行设备之间的连接为常规技术，此处不再赘述；控制箱将现场的视频信号统通讯至远程控制装置，远程控制装置可采用电脑、平板电脑、手机等智能终端，操作装置可采用智能终端本身自带的触摸屏或外接控制设备如鼠标、轨迹球、摇杆、键盘等；

在垂管301对齐罐口109的过程中，摄像头一401始终位于垂管301正下方，从而，远程控制的工作人员不会产生视觉误差，不会有人肉眼看错的情况发生，有利于实现垂管301快速对齐。

进一步的，如图1至图5所示，摄像头驱动机构驱动摄像头一401在位置一和位置二之间平移，由于摄像头一401的高度没有变化，因而在监控显示器上显示的图像大小不会发生变化，有利于工作人员进行垂管301操控。

进一步的，全方位机械式运动机构包括转动装配或滑动装配于平台上的主支撑台、固设于主支撑台上的横支架、与横支架滑动配合的横动架107、固设于横动架107上的竖支架和与竖支架滑动配合的竖动架，垂管301竖直安装在竖动架上，主支撑台、横动架107和竖动架分别通过相应的执行单元和动力传递机构驱动运动；如可采用现有技术中的液压伺服马达、伺服电机或卷扬机提供作为执行单元提供动力并通过齿轮齿条传动、齿轮齿轮传动、链轮链条传动、传动实现横动架107和主支撑台的在水平方向上的移动以及竖动架在竖直方向上的移动，即安装在全方位机械式运动机构的垂管301具有至少三个自由度，全方位机械式运动机构本机械领域技术人员可依据实际需要自行设置，此处不再赘述；如可采用类似中国专利CN203346064U中的活动式鹤管装车装置。

进一步的，如图1至图5所示，摄像头驱动机构包括固设于横动架107或竖支架上的固定架二506、固设于横动架107或竖支架上的固定架三512、转动装配于固定架二506上的摄像头支架507和转动连接于摄像头支架507上且用于驱动摄像头支架507以固定架二506为轴转动的直线运动机构，由于竖支架与横动架107同步运动，因此固定架二506、固定架三512的具体固定于横动架107或竖支架上均可，直线运动机构的另一端转动连接于固定架三512上，摄像头一401设置于摄像头支架507远离横动架107的一端且摄像头一401的镜头方向竖直向下；直线运动机构可采用现有技术中的油缸513、气缸、电动推杆等，优选的，采用油缸513作为直线运动机构，如图1至图3所示，摄像头支架507远离摄像头一401的一端设置有塞孔514，油缸513的活塞端转动连接在塞孔514中，固定架二506位于摄像头支架507的中部，或如图5所示，摄像头支架507的中部设置有塞孔514，油缸513的活塞端转动连接在塞孔514中，固定架二506位于摄像头支架507远离摄像头一401的一端；本实施例中，采用杠杆原理的摄像头驱动机构，使得摄像头一401从位置一到位置二的转移迅速，缩短了罐车装车等待时间。

进一步的，如图1至图5所示，摄像头支架507上设置有与摄像头一401上下对齐的接油碗508，接油碗508的底部一侧开设有碗出口509，碗出口509通过接油管连通有用于回收粘附在垂管301内外壁上残留油液的回收容器，接油碗508除了接油的作用外，同时还防止垂管301滴下的油液落在摄像头一401上，弄脏摄像头镜头、影响监控画面效果；具体的，摄像头支架507直接焊接在接油碗508的外周，接油碗508的外底面上焊接有碗接板403，摄像头通过螺栓固定在碗接板403上，摄像头采用现有技术中的防爆摄像头，如可采用型号为Ztkb-ex的防爆摄像仪。

进一步的，如图5所示，平台上还设置有用于从不同视角观察罐车的摄像头二402，摄像头二402与控制箱通讯连接，摄像头二402的数量为两个，两个摄像头二402可分别安装在罐车的前上方或后上方，从而可以监控到罐车的全貌；优选的，还包括至少一个全景摄像头，全景摄像头通过线杆另外设置在平台外围，用于平台现场全景监控。

进一步的，鹤管视频对位系统还包括罐车定位系统，罐车定位系统包括设置于垂管301下方地面的停车线，停车线便于司机判断停车位置，但是用于停车误差以及车型不同，因此此时垂管301与罐口109不一定对齐，还需要利用远程控制装置进行鹤管位置的远程微调。

优选的，本实施例中的各类执行单元采用液压驱动，从而可以通过设置统一的泵站以及对应各个执行单元设置电控阀实现执行单元的控制。

在罐车装液时，罐车先停在垂管301的下方，由于罐车的宽度和长度不相同、以及罐车的停车位置略微不同，因此通常此时垂管301与罐车罐口109并没有对齐，还需要对垂管301的位置进行微调，因此需要工作人员在远程利用远程控制装置实时监控并控制垂管301移动，此时摄像头一401处于位置一；在装液工作时，摄像头一401的图像实时传输至监控显示器，工作人员通过操作装置发送控制指令，控制箱接受控制指令并控制自动装车鹤管的执行单元动作以实现垂管301的位置变换；在根据摄像头一401的监控将垂管301与罐口109对齐后，摄像头一401由位置一移动至位置二，之后垂管301伸入到罐口109中，开始进行装液；装液完成后，收回垂管301，摄像头一401以及接油碗508回到位置一，整个装液过程完成，同时，处于位置一接油碗508接收垂管301上滴下的残余油液，防止油液滴落在罐车或地面上，有利于维持现场环境整洁。

实施例2

本实施例为基于实施例1的另一种实施方式，对于实施例1相同的技术方案描述将省略，仅对与实施例1不同的技术方案进行说明。

如图6所示，摄像头驱动机构包括水平固设于横动架107或竖支架上的端导轨、滑动连接于端导轨上的端滑块和用于驱动端滑块沿端导轨的延伸方向运动的直线驱动机构，优选的，端导轨的横截面为扁圆形，端滑块与端导轨滑动适配，端滑块的底面上或侧面上设置有摄像头支架507，摄像头一401固设于摄像头支架507远离端滑块的一端且摄像头一401的镜头方向竖直向下，直线驱动机构可采用油缸、气缸、电动推杆等；此外摄像头支架507也可通过直线滑台如电动滑台组模、滚珠丝杠滑台组模、气缸滑台组模或液压缸滑台组模等驱动。

在本实施例中，摄像头一401沿垂管301的径向移动，摄像头一401的运动轨迹与横动架107的延伸方向同向、垂直或交错。

实施例3

本实施例为基于实施例1的另一种实施方式，对于实施例1相同的技术方案描述将省略，仅对与实施例1不同的技术方案进行说明。

如图7所示，摄像头驱动机构包括设置于横动架107靠近垂管301一端的转角油缸404，转角油缸404包括固设于横动架107上的角底座和90度转动的夹紧臂，夹紧臂上设置有摄像头支架507，摄像头一401设置于摄像头支架507远离端滑块的一端且摄像头一401的镜头方向竖直向下；图7中虚线的接油碗508所处的位置即为位置一，图7中实线的接油碗508所处的位置为一种位置二的位置；需要说明的是，根据摄像头支架507长度的不同，转角油缸404的夹紧臂也可在45度或60度的角度下往复转动，转角油缸404也可用转角气缸替代。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种鹤管视频对位系统，包括平台、远程控制装置、安装在所述平台上且具有执行单元的自动装车鹤管和控制箱，所述自动装车鹤管包括全方位机械式运动机构和垂管，所述控制箱与自动装车鹤管的执行单元连接并通过控制自动装车鹤管的执行单元实现垂管上下、左右、前后移动的控制，其特征在于：

所述控制箱连接有摄像头一，所述摄像头一设置于全方位机械式运动机构上，所述摄像头一在垂管平移时位于垂管的正下方且与垂管同步运动，所述摄像头一在垂管上下运动时完全避开垂管的运动轨迹；

记摄像头一在垂管的正下方的位置为位置一，记摄像头一在垂管上下运动时完全避开垂管的运动轨迹的位置为位置二，所述全方位机械式运动机构上还设置有用于驱动摄像头一在位置一和位置二之间移动的摄像头驱动机构；所述控制箱还包括与摄像头驱动机构的执行单元连接并通过控制摄像头驱动机构的执行单元实现摄像头一在位置一和位置二之间移动；

所述远程控制装置通过互联网与控制箱连接，所述远程控制装置包括可同步显示摄像头一采集的图像的监控显示器以及用于远程控制所有执行单元的操作装置。

2.根据权利要求1所述的鹤管视频对位系统，其特征在于：所述摄像头驱动机构驱动摄像头一在位置一和位置二之间平移。

3.根据权利要求2所述的鹤管视频对位系统，其特征在于：所述全方位机械式运动机构包括转动装配或滑动装配于平台上的主支撑台、固设于主支撑台上的横支架、与横支架滑动配合的横动架、固设于横动架上的竖支架和与竖支架滑动配合的竖动架，所述垂管竖直安装在竖动架上，所述主支撑台、横动架和竖动架分别通过相应的执行单元驱动运动。

4.根据权利要求3所述的鹤管视频对位系统，其特征在于：所述摄像头驱动机构包括固设于横动架或竖支架上的固定架二、固设于横动架或竖支架上的固定架三、转动装配于所述固定架二上的摄像头支架和转动连接于摄像头支架上且用于驱动摄像头支架以固定架二为轴转动的直线运动机构，所述直线运动机构的另一端转动连接于固定架三上，所述摄像头一设置于摄像头支架远离横动架的一端且摄像头一的镜头方向竖直向下。

5.根据权利要求3所述的鹤管视频对位系统，其特征在于：所述摄像头驱动机构包括水平固设于横动架或竖支架上的端导轨、滑动连接于所述端导轨上的端滑块和用于驱动端滑块沿端导轨的延伸方向运动的直线驱动机构，所述端滑块的一个侧面上设置有摄像头支架，所述摄像头一固设于摄像头支架远离端滑块的一端且摄像头一的镜头方向竖直向下。

6.根据权利要求1所述的鹤管视频对位系统，其特征在于：所述全方位机械式运动机构包括转动装配或滑动装配于平台上的主支撑台、固设于主支撑台上的横支架、与横支架滑动配合的横动架、固设于横动架上的竖支架和与竖支架滑动配合的竖动架，所述垂管竖直安装在竖动架上，所述主支撑台、横动架和竖动架分别通过相应的执行单元驱动运动；

所述摄像头驱动机构包括设置于横动架靠近垂管一端的转角油缸，所述转角油缸包括固设于横动架上的角底座和90度转动的夹紧臂，所述夹紧臂上设置有摄像头支架，所述摄像头一设置于摄像头支架远离端滑块的一端且摄像头一的镜头方向竖直向下。

7.根据权利要求4至6任一项所述的鹤管视频对位系统，其特征在于：所述摄像头支架上设置有与所述摄像头一上下对齐的接油碗，所述接油碗的底部一侧开设有碗出口，所述碗出口通过接油管连通有用于回收粘附在垂管内外壁上残留油液的回收容器。

8.根据权利要求1所述的鹤管视频对位系统，其特征在于：所述平台上还设置有用于从不同视角观察罐车的摄像头二，所述摄像头二与控制箱通讯连接。

9.根据权利要求1所述的鹤管视频对位系统，其特征在于：还包括罐车定位系统，所述罐车定位系统包括设置于垂管下方地面的停车线。

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