CN114500817B - 一种适用于地下管网清淤的摄像模组及清淤机器人 - Google Patents

Abstract

本发明属于管道维护的技术领域，具体涉及一种适用于地下管网清淤的摄像模组及清淤机器人，包括镜头组件、成像单元、供电单元、无线通信模块、散热组件和温度传感器，所述镜头组件的外侧固定套接有固定外壳，所述成像单元设置在固定外壳的内部，所述供电单元设置于固定外壳的内部，所述无线通信模块集成在所述电路板上，所述无线通信模块通过无线数据连接有一远程遥控设备，所述散热组件设置在固定外壳的内部，所述散热组件还与供电单元电性连接，所述温度传感器固定安装在固定外壳的内部。本发明能够在冷却液受热升温的情况下自动换液，并且换液过程中不会发生热交换，保证成像单元能够一直高效的散热。

Description

一种适用于地下管网清淤的摄像模组及清淤机器人

技术领域

本发明属于管道维护的技术领域，具体涉及一种适用于地下管网清淤的摄像模组及清淤机器人。

背景技术

地下管网是指一定范围内供水、排水、燃气、热力、电力、通信、广播电视、工业等管线及其附属设施，对于排水管网而言，其内部容易堆积大量的生活垃圾，进而便是最容易出现堵塞的，也是市政清理工作中重要的一环，相较于传统的人为清理而言，人们已经研究出能够在地下管道内自行走的机器人，并且还能够自动的疏通地下管网，是现如今管道清淤方面的重大研究成果。

而在地下管网中，由于其不与外界接触，人们多会使用摄像头来探测管道内部环境，由于管道深埋地下的原因，其内部的温度也就相较于外部的温度要高，同时其内部的潮气也大，清淤时产生的水渍也容易沿着摄像头的缝隙渗入，故而清淤机器人便需要保证良好的密封性，摄像头又要一直处于工作状态，使摄像头超负荷的进行工作，从而便会缩减其使用寿命，由于管道清淤用摄像头具备良好的密封性能，故而人们会对摄像头进行水冷散热，而不是选择风冷式，但是一般的水冷需要冷却水持续流动，从而便需要使用水泵和各种电磁阀辅助，这无疑就增加了清淤机器人的负载，由于需要保证清淤机器人的密封性，水泵工作不断发热也会损耗冷却液，不利于清淤机器人在地下管道内长时间的行走。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于地下管网清淤的摄像模组及清淤机器人，能够在冷却液受热升温的情况下自动换液，并且换液过程中不会发生热交换，保证成像单元能够一直高效的散热。

本发明采取的技术方案具体如下：

一种适用于地下管网清淤的摄像模组，包括：

镜头组件，所述镜头组件的外侧固定套接有固定外壳；

成像单元，所述成像单元设置在固定外壳的内部，且所述成像单元至少包括成像芯片和电路板，所述成像单元与镜头组件设置在同一轴线上；

供电单元，所述供电单元设置于固定外壳的内部，所述供电单元与所述电路板电性连接；

无线通信模块，所述无线通信模块集成在所述电路板上，所述无线通信模块通过无线数据连接有一远程遥控设备；

还包括散热组件，所述散热组件设置在固定外壳的内部，用于驱散所述成像单元工作时产生的热量，所述散热组件还与供电单元电性连接；

温度传感器，所述温度传感器固定安装在固定外壳的内部，所述温度传感器与散热组件相连接；

其中，当所述温度传感器感应到固定外壳内部的温度上升至额定值时，所述散热组件接通与供电单元之间的电路。

作为本发明所述一种适用于地下管网清淤的摄像模组的一种优选方案，其中：所述成像单元的外侧固定套接有安装壳，所述安装壳的一端固定连接有嵌设在固定外壳内部的隔板，所述隔板将固定外壳分隔为散热腔和冷却腔。

作为本发明所述一种适用于地下管网清淤的摄像模组的一种优选方案，其中：所述散热组件包括驱动模组、导流模组和回流模组，所述驱动模组与供电单元电性连接，所述导流模组和回流模组均设置于散热腔的内部。

作为本发明所述一种适用于地下管网清淤的摄像模组的一种优选方案，其中：所述驱动模组包括电磁铁、联动磁板、联动杆和联动推板，所述电磁铁固定安装在冷却腔内壁的一侧，所述联动磁板设置在电磁铁的一侧，所述联动杆固定连接在联动磁板的一侧，所述联动推板滑动连接在冷却腔的内部。

作为本发明所述一种适用于地下管网清淤的摄像模组的一种优选方案，其中：所述导流模组包括导流管和散热管，所述导流管贯穿隔板，用于连通所述散热腔和冷却腔，所述散热管与导流管固定连接，所述散热管固定环绕在安装壳的外表面。

作为本发明所述一种适用于地下管网清淤的摄像模组的一种优选方案，其中：所述导流管的一端固定连接有斜置弯管，所述斜置弯管和导流管的内部均设置有封堵机构，所述封堵机构包括密封挡板、导向杆和挤压板，所述密封挡板滑动设置在导流管的内部，所述导向杆固定连接在密封挡板的一侧，所述挤压板固定连接在导向杆的一端，且所述挤压板也与导流管的内壁滑动连接；

所述导流管斜置弯管的内部还固定安装有两个弹性连接件，两个所述弹性连接件分别与两个密封挡板固定连接。

作为本发明所述一种适用于地下管网清淤的摄像模组的一种优选方案，其中：位于所述导流管内部的密封挡板的一侧设置有联动滚珠，所述联动滚珠的外径与散热管的内径相适配，位于所述斜置弯管内部的密封挡板的上表面固定连接于空心密封珠，所述空心密封珠的外侧开设有两个导流孔，所述导流孔与回流模组相对应。

作为本发明所述一种适用于地下管网清淤的摄像模组的一种优选方案，其中：所述回流模组包括一级回流管和二级回流管，所述一级回流管固定连接在导流管和散热管之间，所述一级回流管还与斜置弯管的内部相连通，所述二级回流管固定连接在一级回流管和冷却腔之间，所述二级回流管与一级回流管的连接处固定嵌设有对接头，所述对接头与其中一个导流孔相互配合。

作为本发明所述一种适用于地下管网清淤的摄像模组的一种优选方案，其中：所述冷却腔的内部固定连接有支撑板，所述支撑板将冷却腔分隔为上空腔和下空腔，所述上空腔位于驱动模组的外侧，所述下空腔与二级回流管相连通。

本发明还提供了，一种清淤机器人，应用上述适用于地下管网清淤的摄像模组，包括行走车，所述摄像模组安装在所述行走车的顶部。

本发明取得的技术效果为：

本发明采用联动滚珠的设计，在更换散热管内部的冷却液时，联动滚珠能够起到隔绝受热的冷却液和低温冷却液的作用，使得冷却液在更换过程之中不会发生热交换，从而使得更换后的冷却液吸热时长不会受到影响；

本发明采用温度传感器和电磁铁的设计，只有在固定外壳内部的温度达到额定值之后，电磁铁才会通电产生磁性，此时联动磁板带动联动杆移动，联动杆带动联动推板向散热管内部挤压低温冷却液，并且在温度传感器感受到低温之后，电磁铁能够自动断电，不需要长时间的运行，进而便不会额外的产生大量的热量；

本发明采用一级回流管的设计，一级回流管能够将散热管内部的受热冷却液引出，并且其斜置的设计能够保证在换液过程后，联动滚珠自动的滚入到导流管的内部，从而在下次换液过程中，联动滚珠仍然能够起到隔热的作用；

本发明采用空心密封珠的设计，空心密封珠能够在换液的过程中堵塞住一级回流管，避免一级回流管内部的冷却液流入到导流管中，并且此过程中空心密封珠与二级回流管装配在一起，进而一级回流管内部的冷却液会经由二级回流管逐渐的流入到冷却腔的内部暂时存储。

附图说明

图1是本发明的实施例所提供的整体装置的示意图；

图2是本发明的实施例所提供的固定外壳内部的侧视示意图；

图3是本发明的实施例所提供的固定外壳内部的俯视示意图；

图4是本发明的实施例所提供的冷却腔的剖面示意图；

图5是本发明的实施例所提供的斜置弯管与导流管内部的示意图；

图6是本发明的实施例所提供的导流管与二级回流管连接处的爆炸示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、镜头组件；101、固定外壳；1011、支撑板；2、成像单元；3、散热组件；301、驱动模组；3011、电磁铁；3012、联动磁板；3013、联动杆；3014、联动推板；302、导流模组；3021、导流管；3022、散热管；303、回流模组；3031、一级回流管；3032、二级回流管；4、安装壳；5、隔板；6、封堵机构；601、密封挡板；602、导向杆；603、挤压板；7、弹性连接件；8、斜置弯管；9、联动滚珠；10、空心密封珠；11、对接头。

具体实施方式

为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行具体说明。应当理解，以下文字仅仅用以描述本发明的一种或几种具体的实施方式，并不对本发明具体请求的保护范围进行严格限定。

如图1、图2和图3所示，本发明提供了一种适用于地下管网清淤的摄像模组，包括镜头组件1、成像单元2、供电单元、无线通信模块、散热组件3和温度传感器，镜头组件1的外侧固定套接有固定外壳101，镜头组件1设置为透光材质，固定外壳101加工为一体成型的结构，以此可加强其密封性，成像单元2设置在固定外壳101的内部，用于采集地下管网中的实时影像，且成像单元2至少包括成像芯片和电路板，成像单元2与镜头组件1设置在同一轴线上，供电单元设置于固定外壳101的内部，供电单元设置为可充电的蓄电池，为成像单元2提供电力支持，供电单元与电路板电性连接，无线通信模块集成在电路板上，无线通信模块通过无线数据连接有一远程遥控设备，为增强无线通信模块的传输效果，其还可以连接一信号放大器，用于增强其使用性能，散热组件3设置在固定外壳101的内部，用于驱散成像单元2工作时产生的热量，散热组件3还与供电单元电性连接，温度传感器固定安装在固定外壳101的内部，温度传感器设置为接触式温度传感器，温度传感器与散热组件3相连接，当温度传感器感应到固定外壳101内部的温度上升至额定值时，散热组件3接通与供电单元之间的电路，从而及时的驱散成像单元2工作时产生的热量，减少其工作负荷。

本发明在使用时，当成像单元2工作一段时间后，其内部的电路板和连接导线均会散发一定的热量，此时固定外壳101内部的温度也相应的升高，此时温度传感器将会向散热组件3发送电信号，进而散热组件3接通与供电单元之间的电性连接，从而使得散热组件3能够自主运行并且对成像单元2进行散热，保证其内部的用电元件不会在过高的温度下进行工作，也相应的减缓了其老化程度。

如图3所示，成像单元2的外侧固定套接有安装壳4，安装壳4的一端固定连接有嵌设在固定外壳101内部的隔板5，隔板5将固定外壳101分隔为散热腔和冷却腔，散热腔位于成像单元2的外侧，冷却腔的内部填充有冷却液，隔板5的内部还填充有隔热材料，例如聚苯乙烯树脂，具体可根据实际使用需求进行选用，文中对此不加以限制，以此可以保证冷却腔和散热腔之间不会发生热交换，使得成像单元2初始启动时不会受到冷却腔的低温影响。

如图2所示，散热组件3包括驱动模组301、导流模组302和回流模组303，驱动模组301与供电单元电性连接，导流模组302和回流模组303均设置于散热腔的内部，驱动模组301用于输送冷却液，导流模组302用于中转冷却液，回流模组303用于回收受热而升温的冷却液。

如图3和图4所示，驱动模组301包括电磁铁3011、联动磁板3012、联动杆3013和联动推板3014，电磁铁3011固定安装在冷却腔内壁的一侧，电磁铁3011与供电单元电性连接，联动磁板3012设置在电磁铁3011的一侧，在电磁铁3011接通供电单元之后，联动磁板3012与电磁铁3011之间的磁极相同（同为S极或者N极），进而联动磁板3012和电磁铁3011之间会产生一个相互排斥的作用力，又由于电磁铁3011固定在冷却腔的内部，故而联动磁板3012便会向远离电磁铁3011的方向移动，联动杆3013固定连接在联动磁板3012的一侧，联动推板3014滑动连接在冷却腔的内部，冷却液设置在联动推板3014远离电磁铁3011的一侧。

需要说明的是，冷却腔的内部还固定嵌设有固定板，固定板滑动套接于联动杆3013的外表面，并且固定板面向联动磁板3012的一侧还固定连接有复位弹簧，复位弹簧的一端与联动磁板3012的一侧固定连接。

具体的，在电磁铁3011通电之后，联动磁板3012向远离电磁铁3011的方向运动，联动磁板3012带动联动杆3013沿着固定板的内部运动，联动杆3013带动联动推板3014沿着冷却腔的内部滑动，进而冷却液受到挤压之后便会逐渐的进入到导流模组302之中，最终经由导流模组302进入到散热腔的内部，进而使得散热腔内部的热量能够被冷却液所吸收，以此便可实现降低成像单元2工作温度的目的。

如图3和图4所示，导流模组302包括导流管3021和散热管3022，导流管3021贯穿隔板5，初始时，导流管3021的进液口位于冷却液的液面之上，后续冷却液在驱动模组301的挤压下液面会相应的升高，并且在液体压强下能够自动的向导流管3021的内部流动，用于连通散热腔和冷却腔，散热管3022与导流管3021固定连接，散热管3022固定环绕在安装壳4的外表面，散热管3022设置为蛇形管，进而可以增加与安装壳4的接触面积，从而使得安装壳4散发的热量能够被快速的吸收。

需要说明的是，温度传感器设置在散热管3022的末端，能够在接触冷却液之后立马向驱动模组301发送断电信号，避免过度向散热管3022的内部输送冷却液。

如图3、图4和图6所示，回流模组303包括一级回流管3031和二级回流管3032，一级回流管3031固定连接在导流管3021和散热管3022之间，一级回流管3031呈倾斜状的设置在固定外壳101的内部，二级回流管3032固定连接在一级回流管3031和冷却腔之间，再回收受热的冷却液时，冷却液将先后经由一级回流管3031和二级回流管3032流入到冷却腔的内部。

进一步的，冷却腔的内部固定连接有支撑板1011，支撑板1011的内部也填充有隔热材料，支撑板1011将冷却腔分隔为上空腔和下空腔，上空腔位于驱动模组301的外侧，上空腔设置为密封腔，不与冷却液相接触，下空腔与二级回流管3032相连通，受热后的冷却液经过二级回流管3032最终会流入到下空腔的内部临时存储，避免其干扰冷却腔内部的低温冷却液。

更进一步的，在支撑板1011的上方还固定安装有微型气泵，在不使用该装置的情况下，可以运行微型气泵将下空腔和散热管3022内部的冷却液都注入到低温冷却液的存放区，此为本领域人员回收冷却液常用的技术手段，文中不加以具体的阐述。

如图5所示，导流管3021的一端固定连接有斜置弯管8，斜置弯管8和导流管3021的内部均设置有封堵机构6，其中一组封堵机构6用于封堵散热管3022的进液端，其中另一组封堵机构6用于封堵一级回流管3031和导流管3021的连接处，封堵机构6包括密封挡板601、导向杆602和挤压板603，密封挡板601滑动设置在导流管3021的内部，导流管3021的内部还固定有限位块，以此限制密封挡板601的行程导向杆602固定连接在密封挡板601的一侧，挤压板603固定连接在导向杆602的一端，挤压板603设置为活塞块，外表面套接一层具有弹性的橡胶软垫，以此可增加其与导流管3021之间的密封性能，且挤压板603也与导流管3021的内壁滑动连接，导流管3021斜置弯管8的内部还固定安装有两个弹性连接件7，弹性连接件7优选为弹簧，因为其具有外表面积大，形变范围大和散热快的特性，两个弹性连接件7分别与两个密封挡板601固定连接。

需要说明的是，弹性连接件7的弹性始终小于冷却液的液体压力，进而在冷却液进入到导流管3021的内部之后，弹性连接件7将相应的受力收缩。

进一步的，两组封堵机构6之间填充有冷却液作为介质或者加工为真空结构，从而使得其中一组封堵机构6运行的同时，另一组封堵机构6也能够相应的同步运行。

根据上述结构，驱动模组301运行的同时，冷却液将逐渐的进入到导流管3021的内部，由于弹性连接件7的弹性小于冷却液的液体压力，故而密封挡板601将逐渐的从散热管3022的前端移开，进而冷却液将会逐渐的进入到散热管3022的内部，待冷却液与温度传感器相接触之后，温度传感器接收到低温信号，进而使得驱动模组301与供电单元之间的电路断开，此时在弹性连接件7的作用下，密封挡板601复位至散热管3022端口的一侧，避免散热管3022内部的冷却液因晃动而产生回流。

如图5所示，位于导流管3021内部的密封挡板601的一侧设置有联动滚珠9，联动滚珠9的外径与散热管3022的内径相适配，用于隔绝受热的冷却液和低温冷却液，位于斜置弯管8内部的密封挡板601的上表面固定连接于空心密封珠10，空心密封珠10的外侧开设有两个导流孔，导流孔与回流模组303相对应。

进一步的，一级回流管3031还与斜置弯管8的内部相连通，二级回流管3032与一级回流管3031的连接处固定嵌设有对接头11，对接头11呈梯台状设计，对接头11与其中一个导流孔相互配合，对接头11与该导流孔之间为过盈配合，进而可增加两者之间的密封性。

在此基础上，在驱动模组301运行并且向散热管3022内部输送冷却液之初会先行挤压联动滚珠9，联动滚珠9在到达散热管3022的进液端时，其会在自身的重力作用下而进入到散热管3022的内部，随着后续冷却液的持续进入，联动滚珠9将沿着散热管3022内部的轨迹滑动，在冷却液接触到温度传感器之时，联动滚珠9刚好到达散热管3022与一级回流管3031的连接处，即使此时驱动模组301断电，但是冷却液惯性仍然存在，进而会有小部分冷却液继续向散热管3022的内部流动，相应的联动滚珠9也将进入到一级回流管3031的内部，又因为一级回流管3031的斜置，联动滚珠9最终从一级回流管3031与导流管3021的连接处落下，并且落点设置在密封挡板601面向冷却腔的一侧；

在散热管3022内部的冷却液受热升温到额定值之后，温度传感器第一时间向驱动模组301发送电信号，驱动模组301将向散热管3022的内部再次输送低温的冷却液，而此时联动滚珠9便能够有效的将低温冷却液和受热后的冷却液分隔开，从而使得两者之间不会发生热交换，保证二次输送的低温冷却液能够维持长时间的吸热状态。

需要进一步说明的是，在向散热管3022的内部输送冷却液时，密封挡板601受力带动导向杆602移动，导向杆602带动挤压板603移动，进而另一个挤压板603带动另一个导向杆602向斜置弯管8的端口处移动，此过程中，空心密封珠10将逐渐从斜置弯管8的内部滑出并且进入到一级回流管3031的内部，且此时空心密封珠10带动其中一个导流孔卡合在对接头11的外表面，进而受热的冷却液将逐渐经过空心密封珠10的内部逐渐的流入到二级回流管3032的内部，直至最终经过二级回流管3032回收到下空腔的内部。

一种适用于地下管网清淤的清淤机器人，应用于上述的摄像模组，包括行走车，摄像模组安装在行走车的顶部。

需要说明的是，本申请中的行走车可以选用目前主流的清淤用行走车，在此并不做具体限定，图示也仅仅是表述出其中一种。

本发明的工作原理为：当固定外壳101内部的温度升高时，此时温度传感器将会向散热组件3发送电信号，进而散热组件3接通与供电单元之间的电性连接，从而使得散热组件3能够自主运行并且对成像单元2进行散热，保证其内部的用电元件不会在过高的温度下进行工作，也相应的减缓了其老化程度，相较于常规的散热方式，不需要繁杂的结构设计，且具备较好的散热效果。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (6)

1.一种适用于地下管网清淤的摄像模组，其特征在于：包括：

镜头组件（1），所述镜头组件（1）的外侧固定套接有固定外壳（101）；

成像单元（2），所述成像单元（2）设置在固定外壳（101）的内部，且所述成像单元（2）至少包括成像芯片和电路板，所述成像单元（2）与镜头组件（1）设置在同一轴线上；

供电单元，所述供电单元设置于固定外壳（101）的内部，所述供电单元与所述电路板电性连接；

无线通信模块，所述无线通信模块集成在所述电路板上，所述无线通信模块通过无线数据连接有一远程遥控设备；

还包括散热组件（3），所述散热组件（3）设置在固定外壳（101）的内部，用于驱散所述成像单元（2）工作时产生的热量，所述散热组件（3）还与供电单元电性连接，所述散热组件（3）包括驱动模组（301）、导流模组（302）和回流模组（303），所述驱动模组（301）与供电单元电性连接，所述导流模组（302）包括导流管（3021）和散热管（3022），所述导流模组（302）和回流模组（303）均设置于散热腔的内部；

所述导流管（3021）的一端固定连接有斜置弯管（8），所述斜置弯管（8）和导流管（3021）的内部均设置有封堵机构（6），所述封堵机构（6）包括密封挡板（601）、导向杆（602）和挤压板（603），所述密封挡板（601）滑动设置在导流管（3021）的内部，所述导向杆（602）固定连接在密封挡板（601）的一侧，所述挤压板（603）固定连接在导向杆（602）的一端，且所述挤压板（603）也与导流管（3021）的内壁滑动连接；

所述导流管（3021）斜置弯管（8）的内部还固定安装有两个弹性连接件（7），两个所述弹性连接件（7）分别与两个密封挡板（601）固定连接；

位于所述导流管（3021）内部的密封挡板（601）的一侧设置有联动滚珠（9），所述联动滚珠（9）的外径与散热管（3022）的内径相适配，位于所述斜置弯管（8）内部的密封挡板（601）的上表面固定连接于空心密封珠（10），所述空心密封珠（10）的外侧开设有两个导流孔，所述导流孔与回流模组（303）相对应；

所述回流模组（303）包括一级回流管（3031）和二级回流管（3032），所述一级回流管（3031）固定连接在导流管（3021）和散热管（3022）之间，所述一级回流管（3031）还与斜置弯管（8）的内部相连通，所述二级回流管（3032）固定连接在一级回流管（3031）和冷却腔之间，所述二级回流管（3032）与一级回流管（3031）的连接处固定嵌设有对接头（11），所述对接头（11）与其中一个导流孔相互配合；

温度传感器，所述温度传感器固定安装在固定外壳（101）的内部，所述温度传感器与散热组件（3）相连接；

其中，当所述温度传感器感应到固定外壳（101）内部的温度上升至额定值时，所述散热组件（3）接通与供电单元之间的电路。

2.根据权利要求1所述的一种适用于地下管网清淤的摄像模组，其特征在于：所述成像单元（2）的外侧固定套接有安装壳（4），所述安装壳（4）的一端固定连接有嵌设在固定外壳（101）内部的隔板（5），所述隔板（5）将固定外壳（101）分隔为散热腔和冷却腔。

3.根据权利要求1所述的一种适用于地下管网清淤的摄像模组，其特征在于：所述驱动模组（301）包括电磁铁（3011）、联动磁板（3012）、联动杆（3013）和联动推板（3014），所述电磁铁（3011）固定安装在冷却腔内壁的一侧，所述联动磁板（3012）设置在电磁铁（3011）的一侧，所述联动杆（3013）固定连接在联动磁板（3012）的一侧，所述联动推板（3014）滑动连接在冷却腔的内部。

4.根据权利要求2所述的一种适用于地下管网清淤的摄像模组，其特征在于：所述导流管（3021）贯穿隔板（5），用于连通所述散热腔和冷却腔，所述散热管（3022）与导流管（3021）固定连接，所述散热管（3022）固定环绕在安装壳（4）的外表面。

5.根据权利要求1所述的一种适用于地下管网清淤的摄像模组，其特征在于：所述冷却腔的内部固定连接有支撑板（1011），所述支撑板（1011）将冷却腔分隔为上空腔和下空腔，所述上空腔位于驱动模组（301）的外侧，所述下空腔与二级回流管（3032）相连通。

6.一种适用于地下管网清淤的清淤机器人，应用于权利要求1-5所述的摄像模组，其特征在于：包括行走车，所述摄像模组安装在所述行走车的顶部。

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