CN209095576U - 一种机械臂搭载车主板及机械臂搭载车 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种机械臂搭载车主板及机械臂搭载车，涉及电子设备技术领域。所述机械臂搭载车主板应用于机械臂搭载车，所述机械臂搭载车主板包括板体和设置在所述板体上的单片机、工控板、网络交换机及电池，所述单片机通过IO端口与所述工控板连接，所述工控板通过网络接口与所述网络交换机连，所述工控板用于与所述机械臂电连接，所述网络交换机用于与所述影像盒电连接。该机械臂搭载车主板采用工控板+单片机的处理方式，提高了系统运行的稳定性，通过网络交换机实现与其他车体之间的数据交互，提高了数据传输的效率，简化了系统结构。

Description

一种机械臂搭载车主板及机械臂搭载车

技术领域

本实用新型涉及电子设备技术领域，具体而言，涉及一种机械臂搭载车主板及机械臂搭载车。

背景技术

目前，城市大量建设管廊，管廊是指在城市地下用于集中敷设电力、通信、广播电视、给水、排水、热力、燃气等市政管线的公共隧道，是一种现代化、科学化、集约化的城市基础设施，由于管道集合了多种管线，一旦管廊内部管线出现了问题，会给居民带来很大的影响，因此对管线的运行状态的监测尤为重要，当前已有的的管廊维护措施中通过沿管线的方向铺设轨道，通过悬挂在该轨道上的检修车来检测各管线的运行状况。本申请发明人在发明本申请的过程中发现：现有的检修车大都是一个整体式的集成车，使得车体过大，适用性不好，适用场景有限，且现有的检修车摄像头不能灵活移动，监测范围小，管廊中的一些死角监测不到。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种机械臂搭载车主板及机械臂搭载车，以改善上述问题。

本实用新型是这样实现的：

第一方面，本实用新型提供一种机械臂搭载车主板，应用于机械臂搭载车，所述机械臂搭载车包括可伸缩的机械臂和设置在所述机械臂上用于图像采集的影像盒，所述机械臂搭载车主板包括：板体和设置在所述板体上的单片机、工控板、网络交换机及电池，所述单片机通过IO端口与所述工控板连接。所述工控板通过网络接口与所述网络交换机连接。所述工控板用于与所述机械臂电连接。所述网络交换机用于与所述影像盒电连接。所述电池用于为所述单片机、所述工控板、所述网络交换机、所述影像盒及所述机械臂电供电。所述单片机用于控制所述工控板的启动或停止。

可选地，所述板体上还集成有温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述单片机连接。

可选地，所述机械臂搭载车主板还包括：飞控传感器模块，所述飞控传感器模块通过I2C总线与所述单片机连接。

可选地，所述飞控传感器模块为GY－86－10DOF模块。

可选地，所述机械臂搭载车主板还包括驱动芯片和LED灯源，所述驱动芯片用于驱动所述LED灯源。

可选地，安装在车体前后的两个光电开关，每个所述光电开关均与所述单片机连接；每个所述光电开关在接触到障碍物时，向所述单片机发送信号，以使所述单片机基于该信号控制电力通讯车停止。

可选地，所述机械臂搭载车主板还包括多个电源模块，所述电源模块与所述电池连接，所述电源模块用于将48V电源电压转换为12V电压。

可选地，所述板体上还设置有TPS5430降压电路和LM1117降压电路，所述TPS5430降压电路分别与所述电源模块和所述LM1117降压电路连接，所述TPS5430降压电路用于将12V电压转化为5V电压输出，所述LM1117 降压电路用于将5V电压转换为3.3V电压输出。

第二方面，本实用新型提供一种机械臂搭载车，包括：车体、设置在车体上的机械臂、设置在机械臂上的影像盒及设置在车体内部的如上述第一方面所述的机械臂搭载车主板。

可选地，所述影像盒包括摄像机和红外热成像仪。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供的机械臂搭载车主板，应用于机械臂搭载车，所述机械臂搭载车主板，包括：板体和设置在所述板体上的单片机、工控板、网络交换机及电池，所述单片机通过IO端口与所述工控板连接。所述工控板通过网络接口与所述网络交换机连接。所述网络交换机用于与所述影像盒电连接，通过交换机实现了与其他车体之间的数据交互。该机械臂搭载车主板采用工控板+单片机的处理方式，提高了系统运行的稳定性，通过网络交换机实现与其他车体之间的数据交互，提高了数据传输的效率，简化了系统结构。其中，该机械臂搭载车在与其他车体搭接时，通过网络交换机实现与其他车体之间的数据交互，再以该工控板作为控制中枢，进而控制搭载在车体上的机械臂来检测各管线的运行状况。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型实施例而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种机械臂搭载车的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种分离式搭架车的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的又一种分离式搭架车的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种机械臂搭载车主板的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

第一实施例

请参阅图1，本实施例提供的一种机械臂搭载车，包括可伸缩的机械臂和设置在所述机械臂上用于图像采集的影像盒，以及设置于车体内的机械臂搭载车主板。所述机械臂搭载车主板包括：板体和设置在所述板体上的单片机、工控板、网络交换机及电池。所述单片机通过IO端口与所述工控板连接；所述工控板通过网络接口与所述网络交换机连接；所述工控板用于与所述机械臂电连接；所述网络交换机用于与所述影像盒电连接。

该机械臂搭载车主板采用工控板+单片机的处理方式，提高了系统运行的稳定性，通过网络交换机实现与其他车体之间的数据交互，提高了数据传输的效率，简化了系统结构。其中，该机械臂搭载车在与其他车体搭接时，通过网络交换机实现与其他车体之间的数据交互，再以该工控板作为控制中枢，进而控制搭载在车体上的机械臂来检测各管线的运行状况。

请参照图2，该机械臂搭载车需要与其他车体搭接使用，如与电力通讯车搭接，该机械臂搭载车与电力通讯车搭接形成一种分离式搭架车，该机械臂搭载车的单片机与电力通讯车的ARM核心板通过485总线进行数据通信，该机械臂搭载车通过网络交换机和电力通讯车的网络交换机进行数据交互。

请参照图3，该电力通讯车又与动力车搭接，电力通讯车分别搭接动力车和机械臂搭载车，该机械臂搭载车的单片机与其他车体之间通过485总线进行数据通信，该机械臂搭载车通过网络交换机和其他车体的网络交换机进行数据交互。动力车为整个搭接而成的车体提供动力，该动力车主要负责前进，后推，加减速等等，电力通讯车主要用于数据的传输，并且给动力车供电。动力车在管道内部沿轨道运行时，带动电力通讯车和机械臂搭载车一起运动，机械臂用于检测管线的运行状况。

所述机械臂搭载车包括可伸缩的机械臂和设置在所述机械臂上用于图像采集的影像盒。

机械臂搭载车在运行中，通过调节机械臂使得影像盒采集到不同位置下的管线的图像信息。当管线距离车体较远时，可伸长机械臂到达指定位置，以使所述影像盒检测管线的图像信息，相应的，当管线距离车体较近时，可缩短机械臂的长度，以使所述影像盒检测管线的图像信息，可以理解的是，所述机械臂可以调整形状以适应不同种类的管线。通过在机械臂上设置影像盒，使机械臂在伸缩运动过程中带动影像盒运动，使得机械臂搭载车的监测范围大，能够监测到管廊中的一些死角。

作为一种可选地实施方式，所述影像盒还可读取仪表上的数据信息。

作为一种可选地实施方式，所述影像盒包括摄像机和红外热成像仪。所述摄像机用于采集图像信息，所述红外热成像仪用于检测管线的热量信息，温度信息。

所述工控板与所述机械臂电连接，用于驱动所述机械臂，作为一种可选地实施方式，所述工控板为ECM－BYT的嵌入式主板。

所述网络交换机和所述影响盒连接，所述影像盒采集到的图像信息可传输到网络交换机。

该机械臂搭载车工作时需与其他车体连接，通过网络交换机实现与其他车体之间的数据交互，进一步地，该网络交换机通过网络总线与其他车体之间的网络交换机进行数据交互。作为一种可选的实施方式，该网路交换机的型号可以是IEMC615－2D－2C。此外，该网络交换机还可以搭接无线 AP，以实现无线连接。

可以理解的是，机械臂搭载车的机械臂上还可以装配其他设备，比如温度检测装置，气体检测装置等等。所述温度检测装置可以是温度检测仪，用于检测管廊中的温度。所述气体检测装置也可以是气体传感器，用于检测管廊中气体的成份、浓度等信息。在此，本申请不作限定。

其中，所述电池用于为该机械臂搭载车的电子元器件供电，例如为所述单片机、所述工控板、所述网络交换机、所述影像盒及所述机械臂电供电。

所述单片机用于控制所述工控板的启动或停止。作为一种可选的实施方式，该单片机可以是STM32系列的单片机，例如，STM32F103C8T6。

所述单片机还用于检测所述电池的工况信息以及负责管理电池，所述单片机内集成有检测电路。其中，当检测到电压或电流异常时，发出报警，提醒该机械臂搭载车出现异常情况。当检测到电池的电量不足时，发出报警并返回充电站充电。

该单片机与其他车体之间通过485总线进行数据通信，可选地，机械臂搭载车主板上还设置有至少两个485转换芯片，所述单片机的一UART串口与所述至少两个485转换芯片中一个485转换芯片连接，所述单片机的又一UART串口与所述至少两个485转换芯片中另一个485转换芯片连接。这两个485转换芯片用于使该单片机实现与其他车体之间通过485总线进行数据传输。其中，其中一个485转换芯片用于实现低速传输，用于传输内容较大或及时性需求不高的数据，另一个485转换芯片用于实现高度传输，用于传输内容较小或及时性需求高的数据，以保证数据传输的及时性。其中，这两个485转换芯片的型号可以是ADM2587E。

请参考图4，板体上还集成有温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述单片机连接。所述温湿度传感器用于检测机械臂搭载车内部的温度湿度，作为一种可选的实施方式，该温湿度传感器的型号可以是 SHT30。

所述机械臂搭载车主板还包括：飞控传感器模块，所述飞控传感器模块通过I2C总线与所述单片机连接。该飞控传感器模块，用于检测该电力通讯车的运行状态。其中，该飞控传感器模块集成有陀螺仪、气压传感器、加速度传感器等。可选地，所述飞控传感器模块为GY－86－10DOF模块。

所述机械臂搭载车主板还包括驱动芯片和LED灯源，所述LED灯源通过所述驱动芯片与所述单片机连接，所述驱动芯片用于驱动所述LED灯源发光。所述LED灯源用于照亮管道。

可选地，该主板的板体上还可以设置有与单片机连接的指示灯。

可选地，所述机械臂搭载车还包括安装在车体前后的两个光电开关，每个所述光电开关均与所述单片机连接；每个所述光电开关在接触到障碍物时，向所述单片机发送信号，以使所述单片机基于该信号控制机械臂搭载车停止。

所述板体上还设置有电源模块，所述电源模块与所述电池连接，所述电源模块用于将所述电池输出的电压转换为12V电压输出。

电池输出的电压为48V，所述电池与机械臂直接连接为机械臂提供48V 的工作电压。

所述电源模块分别与所述工控板，所述影像盒连接，为所述工控板和所述影像盒提供12V的工作电压。

所述板体上还设置有TPS5430降压电路和LM1117降压电路，所述 TPS5430降压电路分别与所述电源模块和所述LM1117降压电路连接，所述TPS5430降压电路用于将12V电压转化为5V电压输出，所述LM1117降压电路用于将5V电压转换为3.3V电压输出。所述LM1117降压电路与所述单片机连接，为所述单片机提供3.3V的工作电压。

可选地，该主板的板体上还设置有至少两个存储器，用于存储数据，其中，一个存储器用于与核心板连接，用于存储核心板接收的数据；另一个与单片机连接，用于存储单片机的数据。其中，该存储器可以是目前市面上常使用的具备存储功能的集成芯片，例如，EEPROM(Electrically Erasable Programmable read only memory)。

本实用新型提供的机械臂搭载车主板，应用于机械臂搭载车，所述机械臂搭载车主板，包括：板体和设置在所述板体上的单片机、工控板、网络交换机及电池，所述单片机通过IO端口与所述工控板连接。所述工控板通过网络接口与所述网络交换机连接。所述网络交换机用于与所述影像盒电连接，通过交换机实现了与其他车体之间的数据交互。该机械臂搭载车主板采用工控板+单片机的处理方式，提高了系统运行的稳定性，通过网络交换机实现与其他车体之间的数据交互，提高了数据传输的效率，简化了系统结构。其中，该机械臂搭载车在与其他车体搭接时，通过网络交换机实现与其他车体之间的数据交互，再以该工控板作为控制中枢，进而控制搭载在车体上的机械臂来检测各管线的运行状况。

第二实施例

本实施例提供一种机械臂搭载车，包括：车体、设置在所述车体上的机械臂、设置在机械臂上的影像盒及设置在所述车体内部的上述的机械臂搭载车主板，所述机械臂与所述机械臂搭载车主板中的工控板连接，所述影像盒与所述机械臂搭载车主板中的网络交换机俩连接。

需要说明的是，该机械臂搭载车需要与其他车体搭接使用，如与动力车、电力通讯车搭接，电力通讯车连接动力车和机械臂搭载车，动力车为整个搭接而成的车体提供动力，该动力车主要负责前进，后推，加减速等等，电力通讯车主要用于数据的传输，并且给动力车供电。动力车在管道内部沿轨道运行时，带动电力通讯车和机械臂搭载车一起运动，机械臂用于检测管线的运行状况。

可选地，所述影像盒包括摄像机和红外热成像仪。所述摄像机用于采集图像信息，所述红外热成像仪用于检测管线的热量信息，温度信息。

该机械臂搭载车工作时需与其他车体连接，所述影像盒采集到的图像信息，管线热量信息，温度值信息通过网络交换机实现与其他车体之间的数据交互，进一步地，该网络交换机通过网络总线与其他车体之间的网络交换机进行数据交互。

可选地，所述机械臂搭载车还包括网络摄像机，网络摄像机设置在车体的前端，该网络摄像机可作为所述机械臂搭载车的行车摄像机，用于监测所述机械臂搭载车的行驶路径，该网络摄像机也可用作视频监测。

所述机械臂与所述机械臂搭载车主板中的工控板连接，所述工控板用于驱动所述机械臂，以使机械臂检测到各个位置的管线的运行状况。

该机械臂搭载车在与其他车体搭接时，通过网络交换机实现与其他车体之间的数据交互，再以该工控板作为控制中枢，进而控制搭载在车体上的机械臂来检测各管线的运行状况。在机械臂搭载车工作过程中可以检测到各个位置的管线的运行状况。

通过在机械臂上设置影像盒，使机械臂在伸缩运动过程中带动影像盒运动，使得机械臂搭载车的监测范围大，能够监测到管廊中的一些死角。

本实施例的其余结构与第一实施例相同，相同部分可参考第一实施例，在此不再赘述。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种机械臂搭载车主板，其特征在于，应用于机械臂搭载车，所述机械臂搭载车包括可伸缩的机械臂和设置在所述机械臂上用于图像采集的影像盒，所述机械臂搭载车主板包括：板体和设置在所述板体上的单片机、工控板、网络交换机及电池，所述单片机通过IO端口与所述工控板连接；所述工控板通过网络接口与所述网络交换机连接；所述工控板用于与所述机械臂电连接；所述网络交换机用于与所述影像盒电连接；

所述电池用于为所述单片机、所述工控板、所述网络交换机、所述影像盒及所述机械臂电供电；

所述单片机用于控制所述工控板的启动或停止。

2.根据权利要求1所述的机械臂搭载车主板，其特征在于，所述板体上还集成有温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述单片机连接。

3.根据权利要求1所述的机械臂搭载车主板，其特征在于，所述机械臂搭载车主板还包括：飞控传感器模块，所述飞控传感器模块通过I2C总线与所述单片机连接。

4.根据权利要求3所述的机械臂搭载车主板，其特征在于，所述飞控传感器模块为GY－86－10DOF模块。

5.根据权利要求3所述的机械臂搭载车主板，其特征在于，所述机械臂搭载车主板还包括驱动芯片和LED灯源，所述LED灯源通过所述驱动芯片与所述单片机连接，所述驱动芯片用于驱动所述LED灯源发光。

6.根据权利要求1所述的机械臂搭载车主板，其特征在于，安装在车体前后的两个光电开关，每个所述光电开关均与所述单片机连接；每个所述光电开关在接触到障碍物时，向所述单片机发送信号，以使所述单片机基于该信号控制机械臂搭载车停止。

7.根据权利要求1所述的机械臂搭载车主板，其特征在于，所述板体上还设置有电源模块，所述电源模块与所述电池连接，所述电源模块用于将所述电池输出的电压转换为12V电压输出。

8.根据权利要求7所述的机械臂搭载车主板，其特征在于，所述板体上还设置有TPS5430降压电路和LM1117降压电路，所述TPS5430降压电路分别与所述电源模块和所述LM1117降压电路连接，所述TPS5430降压电路用于将12V电压转化为5V电压输出，所述LM1117降压电路用于将5V电压转换为3.3V电压输出。

9.一种机械臂搭载车，其特征在于，包括：车体、设置在所述车体上的机械臂、设置在机械臂上的影像盒及设置在所述车体内部的如权利要求1所述的机械臂搭载车主板，所述机械臂与所述机械臂搭载车主板中的工控板连接，所述影像盒与所述机械臂搭载车主板中的网络交换机连接。

10.根据权利要求9所述的机械臂搭载车，其特征在于，所述影像盒包括摄像机和红外热成像仪。