本發(fā)明涉及地下管線探測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)電一體化管線探測器。

背景技術(shù)：

地下管線的探查主要針對(duì)明顯的線點(diǎn)(主要有接線箱、變壓器、消防栓、入孔井、窨井等附屬設(shè)施)進(jìn)行。作業(yè)時(shí)將所有窨井逐一打開，然后測量管徑、走向、管道位置、深度等直接數(shù)據(jù)，并對(duì)走向判斷不清的管線進(jìn)行查證。

但是在實(shí)際的管線測量工作中，由于針對(duì)性的便攜類管測設(shè)備較少，或者應(yīng)用局限性等問題，在極大多數(shù)情況下，都需要人員實(shí)際進(jìn)入地下管道進(jìn)行人為測量，管道內(nèi)部由于積水、積塵以及管道井長時(shí)間承壓，使得管道內(nèi)部結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不確定，人員進(jìn)入后存在一定的安全隱患。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實(shí)施了提供了一種機(jī)電一體化管線探測器。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種機(jī)電一體化管線探測器，包括：

信息采集終端，其包括成像模塊、激光測距模塊、照明模塊、信息疊加模塊以及采集控制模塊；

顯示控制終端，其包括顯示模塊、按鍵面板以及顯示控制模塊；

連接導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，其下端用于連接所述信息采集終端，其上端用于連接所述顯示控制終端，其中：

所述成像模塊配置為采集管線內(nèi)的圖像信息，并將所采集的圖像信息由光信號(hào)轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)，且發(fā)送至所述采集控制模塊；

所述激光測距模塊配置為對(duì)一定距離目標(biāo)物進(jìn)行距離測量，并將所測得的距離信息發(fā)送至所述采集控制模塊；

所述采集控制模塊配置為解析所述成像模塊所發(fā)送的圖像信息數(shù)據(jù)以及所述激光測距模塊所發(fā)送的距離信息數(shù)據(jù)，并將經(jīng)解析后的圖像信息及距離信息發(fā)送至所述信息疊加模塊；

所述信息疊加模塊配置為接收經(jīng)所述采集控制模塊解析后的圖像信息和距離信息，并將距離信息疊加至圖像信息中；

所述顯示模塊配置為顯示疊加有距離信息的圖像信息；

所述按鍵面板用于輸入控制指令，并將控制指令通過所述顯示控制模塊發(fā)送給所述采集控制模塊，所述采集控制模塊根據(jù)控制指令控制所述成像模塊、激光測距模塊以及照明模塊以獲得圖像信息和距離信息；

所述按鍵面板為聲波屏，包括聲波發(fā)生模塊，所述聲波發(fā)生模塊的輸出端通過聲波信號(hào)與聲波接收模塊的輸入端連接，所述聲波接收模塊的輸出端與換能器模塊的輸入端電性連接，其特征在于：所述換能器模塊包括聲波輸入模塊，所述聲波輸入模塊的輸出端與聲波振蕩模塊的輸入端電性連接，所述聲波振蕩模塊的輸出端與整形濾波模塊的輸入端電性連接，所述整形濾波模塊的輸出端與第二檢測模塊的輸入端電性連接，所述第二檢測模塊的輸出端分別與第二反饋模塊和聲波輸出模塊的輸入端電性連接，所述第二反饋模塊的輸出端與整形濾波模塊的輸入端電性連接，所述換能器模塊的輸出端與控制器的輸入端電性連接，所述控制器的輸出端分別與顯示模塊和聲波發(fā)生模塊的輸入端電性連接，且控制器的輸出端還與移動(dòng)終端無線連接，所述控制器的輸入端分別與電源模塊和觸摸屏的輸出端電性連接，所述控制器的輸出端與音頻放大模塊的輸入端電性連接，所述音頻放大模塊的輸出端與外設(shè)的揚(yáng)聲器的輸入端電性連接，所述整形濾波模塊包括濾波模塊、A/D轉(zhuǎn)換模塊模塊和差動(dòng)放大器，所述濾波模塊的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換模塊模塊的輸入端電性連接，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊模塊的輸出端與差動(dòng)放大器的輸入端電性連接，所述A/D轉(zhuǎn)換模塊模塊的輸入端與第二反饋模塊的輸出端電性連接，所述電源模塊包括電源輸入模塊，所述電源輸入模塊的輸出端與變壓模塊的輸入端電性連接，所述變壓模塊的輸出端與第一檢測模塊的輸入端電性連接，所述第一檢測模塊的輸出端分別與第一反饋模塊和電源輸出模塊的輸入端電性連接，所述第一反饋模塊的輸出端與變壓模塊的輸入端電性連接，所述控制器與存儲(chǔ)模塊雙向電性連接，所述存儲(chǔ)模塊包括內(nèi)存儲(chǔ)和外存儲(chǔ)，且外存儲(chǔ)設(shè)置為存儲(chǔ)卡，所述移動(dòng)終端設(shè)置為計(jì)算機(jī)或手機(jī)。

優(yōu)選地，所述顯示控制終端還包括刻錄模塊，所述刻錄模塊用于存儲(chǔ)疊加有距離信息的圖像信息。

優(yōu)選地，所述顯示控制終端還包括無線傳輸模塊，所述無線傳輸模塊用于將疊加有距離信息的圖像信息傳輸至移動(dòng)設(shè)備，所述移動(dòng)設(shè)備通過所述無線傳輸模塊獲取所述顯示控制模塊的控制指令以將控制指令發(fā)送給所述采集控制模塊。

優(yōu)選地，所述顯示控制終端還包括電源轉(zhuǎn)換模塊，所述電源轉(zhuǎn)換模塊用于將高壓電源轉(zhuǎn)換成適配于所述顯示控制終端的低壓電源。

優(yōu)選地，所述連接導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括第一伸縮組件、第二伸縮組件、第三伸縮組件、連接套、壓簧；

所述第一伸縮組件包括第一套管、第一伸縮管、第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第一絲桿、第一螺母；所述第一套管的第一端裝設(shè)所述顯示控制終端，所述第一伸縮管的第一端從所述第一套管的第二端伸入，所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置在所述第一套管中，所述第一螺母設(shè)置在所述第一伸縮管中，所述第一絲桿裝設(shè)在所述第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)上并穿設(shè)所述第一螺母以與所述第一螺母螺紋傳動(dòng)；

所述第二伸縮組件包括第二套管、第二伸縮管、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第二絲桿、第二螺母；所述第二套管的第一端與所述第一伸縮管的第二端樞接，所述第二伸縮管的第一端從所述第二套管的第二端伸入，所述第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置在所述第二套管中，所述第二螺母設(shè)置在所述第二伸縮管中，所述第二絲桿裝設(shè)在所述第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)上并穿設(shè)所述第二螺母以與所述第二螺母螺紋傳動(dòng)，所述第二伸縮管的第二端裝設(shè)所述信息采集終端；

所述第三伸縮組件包括第三套管、第三伸縮管、第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)、第三絲桿、第三螺母；所述第三套管的第一端樞接在所述第一伸縮管上，所述第一伸縮管上開設(shè)有用于引導(dǎo)所述第三套管的引導(dǎo)槽，所述第三伸縮管的第一端從所述第三套管的第二端伸入，所述第三伸縮管的第二端樞接在所述第二套管上，所述第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置在所述第三套管中，所述第三螺母設(shè)置在所述第三伸縮管中，所述第三絲桿裝設(shè)在所述第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)上并穿設(shè)所述第三螺母以與所述第三螺母螺紋傳動(dòng)；其中：

所述連接管設(shè)置在所述第一伸縮管與第二套管的樞接處；所述第二套管上設(shè)置有環(huán)形槽，所述連接套的一端卡設(shè)在所述環(huán)形槽上，并能夠在軸向方向上沿所述環(huán)形槽滑動(dòng)，所述壓簧設(shè)置在所述環(huán)形槽的環(huán)形臺(tái)階與所述連接套之間以使所述連接套具有遠(yuǎn)離所述第一伸縮組件的趨勢(shì)；所述第一套管上設(shè)置有環(huán)形凹陷，所述環(huán)形凹陷的截面為弧形，所述連接套的第二端的內(nèi)壁形成有環(huán)形凸起，所述環(huán)形凸起為與所述環(huán)形凹陷匹配的弧形，以使所述連接套套設(shè)在所述第一套管時(shí)，所述環(huán)形凸起嵌設(shè)于所述環(huán)形凹陷，并當(dāng)所述連接套受到預(yù)定拉力時(shí)，所述環(huán)形凸起從所述環(huán)形凹陷脫出；所述預(yù)定拉力大于所述壓簧的彈力。

優(yōu)選地，還包括支撐組件，所述支撐組件包括套設(shè)在所述第一套管上的移動(dòng)套、沿所述移動(dòng)套的周向樞接在所述移動(dòng)套上的多個(gè)支腿以及驅(qū)動(dòng)所述支腿轉(zhuǎn)動(dòng)以改變支撐角度的致動(dòng)器。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的機(jī)電一體化管線探測器的有益效果是：本發(fā)明的機(jī)電一體化管線探測器，通過信息采集終端和顯示控制終端實(shí)現(xiàn)了對(duì)管線內(nèi)部環(huán)境的監(jiān)測以及對(duì)目標(biāo)物的距離的測量，并使測量數(shù)據(jù)疊加在視頻圖像中，從而使工作人員更加快捷方便的了解管線內(nèi)部情況以更加有利于對(duì)目標(biāo)物的測距。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的機(jī)電一體化管線探測器的信息采集終端的控制流程圖。

圖2為本發(fā)明的機(jī)電一體化管線探測器的顯示控制終端的控制流程圖。

圖3為本發(fā)明的機(jī)電一體化管線探測器的連接導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的第一種狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3的局部A的放大視圖。

圖5為本發(fā)明的機(jī)電一體化管線探測器的連接導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的第二種狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖5的局部B的放大視圖。

圖7為本發(fā)明的機(jī)電一體化管線探測器的連接導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的第三種狀態(tài)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為聲波屏結(jié)構(gòu)原理框圖

具體實(shí)施方式

為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好的理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說明。

如圖1和圖2所示，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例公開了一種機(jī)電一體化管線探測器，該機(jī)電一體化管線探測器包括信息采集終端10、顯示控制終端20以及用于連接信息采集終端10和顯示控制終端20的連接導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。信息采集終端10具體包括成像模塊、激光測距模塊、照明模塊、信息疊加模塊以及采集控制模塊；顯示控制終端20具體包括顯示模塊、按鍵面板以及顯示控制模塊。成像模塊用于采集管線內(nèi)的圖像信息，并將所采集的圖像信息由光信號(hào)轉(zhuǎn)換為視頻信號(hào)，且發(fā)送至采集控制模塊；激光測距模塊用于對(duì)一定距離目標(biāo)物進(jìn)行距離測量，并將所測得的距離信息發(fā)送至采集控制模塊；采集控制模塊配置用于解析成像模塊所發(fā)送的圖像信息數(shù)據(jù)以及激光測距模塊所發(fā)送的距離信息數(shù)據(jù)，并將經(jīng)解析后的圖像信息及距離信息發(fā)送至信息疊加模塊；信息疊加模塊用于接收經(jīng)采集控制模塊解析后的圖像信息和距離信息，并將距離信息疊加至圖像信息中；顯示模塊用于顯示疊加有距離信息的圖像信息；按鍵面板用于輸入控制指令，并將控制指令通過顯示控制模塊發(fā)送給采集控制模塊，采集控制模塊根據(jù)控制指令控制成像模塊、激光測距模塊以及照明模塊以獲得圖像信息和距離信息。其中，成像模塊可以為多種類型的攝像機(jī)，該攝像機(jī)用于攝錄管線內(nèi)的環(huán)境以便工作人員了解管線內(nèi)的大致情況；照明模塊可以為輔助照明燈或防霧燈；顯示模塊可以為液晶顯示器或電子管顯示器或其他具有視頻顯示功能的顯示設(shè)備；信息疊加模塊的作用在于：將圖像信息(或稱視頻信號(hào))與距離信息(距離數(shù)據(jù))進(jìn)行疊加以便在顯示模塊上顯示帶有距離數(shù)據(jù)的視頻圖像；按鍵面板上的按鍵可發(fā)出控制成像模塊、激光測距模塊以及照明模塊的控制指令以能夠獲得符合工作人員要求的視頻圖像以及距離信息。

上述的“激光測距模塊配置用于對(duì)一定距離目標(biāo)物進(jìn)行距離測量”中的“一定距離”指的是激光測距模塊對(duì)目標(biāo)物測量的有效距離。

由上述可知，本發(fā)明的機(jī)電一體化管線探測器，通過信息采集終端10和顯示控制終端20實(shí)現(xiàn)了對(duì)管線內(nèi)部環(huán)境的監(jiān)測以及對(duì)目標(biāo)物的距離的測量，并使測量數(shù)據(jù)疊加在視頻圖像中，從而使工作人員更加快捷方便的了解管線內(nèi)部情況以更加有利于對(duì)目標(biāo)物的測距。

為使疊加有距離數(shù)據(jù)的視頻圖像保存下來，顯示控制終端20還包括刻錄模塊與顯示模塊串接以刻錄視頻圖像。

為能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)管線內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控以及對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行遠(yuǎn)程測量，顯示控制終端20還包括無線傳輸模塊，無線傳輸模塊用于將疊加有距離信息的圖像信息傳輸至移動(dòng)設(shè)備，移動(dòng)設(shè)備通過無線傳輸模塊獲取顯示控制模塊的控制指令以將控制指令發(fā)送給采集控制模塊。上述移動(dòng)設(shè)備可以為智能手機(jī)，該手機(jī)內(nèi)裝設(shè)有與顯示控制終端20通訊客戶端，通過手機(jī)可觀看疊加有距離數(shù)據(jù)的視頻圖像，且將按鍵面板的控制程序集成于手機(jī)中，通過操控手機(jī)來控制信息采集模塊中的成像模塊、激光測距模塊以及照明模塊。

為了便于充電，顯示控制終端20還包括電源轉(zhuǎn)換模塊，電源轉(zhuǎn)換模塊用于將高壓電源轉(zhuǎn)換成適配于顯示控制終端20的低壓電源。

根據(jù)上述可知，本發(fā)明的機(jī)電一體化管線探測器具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明的信息采集終端10，體積小巧，防護(hù)能力強(qiáng)，可應(yīng)用到人員不易接近的環(huán)境，方便測量與觀察。

(2)本發(fā)明具備輔助照明功能，在全黑的環(huán)境中，依然可以正常應(yīng)用。

(3)本發(fā)明的信息采集終端10，內(nèi)置激光測距模塊，可實(shí)現(xiàn)管道井內(nèi)部距離的精確測量，配備的疊加模塊，實(shí)現(xiàn)測距狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)疊加集成到圖像中，極大方便了操作人員的工作。

(4)本發(fā)明顯控終端集成WIFI無線圖傳功能，可方便與手機(jī)客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)互連，實(shí)現(xiàn)信息交互，操作方便，實(shí)時(shí)迅速，適合在一定范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)圖像及數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享。

為使信息采集終端10能夠探測各種走向的管線，如直線管線、倒“丁”字管線，如圖3至7所示，連接導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括第一伸縮組件30、第二伸縮組件40、第三伸縮組件50、連接套60、壓簧70；

第一伸縮組件30包括第一套管31、第一伸縮管32、第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)33、第一絲桿35、第一螺母34；第一套管31的第一端裝設(shè)顯示控制終端20，第一伸縮管32的第一端從第一套管31的第二端伸入，第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)33設(shè)置在第一套管31中，第一螺母34設(shè)置在第一伸縮管32中，第一絲桿35裝設(shè)在第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)33上并穿設(shè)第一螺母34以與第一螺母34螺紋傳動(dòng)；

第二伸縮組件40包括第二套管41、第二伸縮管42、第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)43、第二絲桿45、第二螺母44；第二套管41的第一端與第一伸縮管32的第二端樞接，第二伸縮管42的第一端從第二套管41的第二端伸入，第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)43設(shè)置在第二套管41中，第二螺母44設(shè)置在第二伸縮管42中，第二絲桿45裝設(shè)在第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)43上并穿設(shè)第二螺母44以與第二螺母44螺紋傳動(dòng)，第二伸縮管42的第二端裝設(shè)信息采集終端10；

第三伸縮組件50包括第三套管51、第三伸縮管52、第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)53、第三絲桿55、第三螺母54；第三套管51的第一端樞接在第一伸縮管32上，第一套管31開設(shè)有為第三套管51提供導(dǎo)向的引導(dǎo)槽，第三伸縮管52的第一端從第三套管51的第二端伸入，第三伸縮管52的第二端樞接在第二套管41上，第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)53設(shè)置在第三套管51中，第三螺母54設(shè)置在第三伸縮管52中，第三絲桿55裝設(shè)在第三驅(qū)動(dòng)電機(jī)53上并穿設(shè)第三螺母54以與第三螺母54螺紋傳動(dòng)；其中：

連接管設(shè)置在第一伸縮管32與第二套管41的樞接處；第二套管41上設(shè)置有環(huán)形槽411，連接套60的一端卡設(shè)在環(huán)形槽411上，并能夠在軸向方向上沿環(huán)形槽411滑動(dòng)，壓簧70設(shè)置在環(huán)形槽411的環(huán)形臺(tái)階與連接套60之間以使連接套60具有遠(yuǎn)離第一伸縮組件30的趨勢(shì)；第一套管31上設(shè)置有環(huán)形凹陷311，環(huán)形凹陷311的截面為弧形，連接套60的第二端的內(nèi)壁形成有環(huán)形凸起61，環(huán)形凸起61為與環(huán)形凹陷311匹配的弧形，以使連接套60套設(shè)在第一套管31時(shí)，環(huán)形凸起61嵌設(shè)于環(huán)形凹陷311，并當(dāng)連接套60受到預(yù)定拉力時(shí)，環(huán)形凸起61從環(huán)形凹陷311脫出；預(yù)定拉力大于壓簧70的彈力。

由上述可知，當(dāng)管線為垂直的直線管線時(shí)，如圖3和圖4所示，連接套60被環(huán)形槽411卡設(shè)，此時(shí)，連接套60套設(shè)在樞接處以方式第一伸縮組件30與第二伸縮組件40樞轉(zhuǎn)，此時(shí)，只需控制第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)43，使第二伸縮管42伸出第二套管41即可實(shí)現(xiàn)信息采集終端10的向下移動(dòng)以探測管線底部。當(dāng)管線為倒“丁”字管線，即豎直管線底部還連通有水平管線，若信息采集終端10需要探測水平管線內(nèi)的情況，如圖5和圖6所示，控制第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)33，第一伸縮管32帶動(dòng)第二套管41向下移動(dòng)，第一套管31帶動(dòng)連接套60向下移動(dòng)，連接套60從環(huán)形槽411中脫落，在壓簧70的作用下，使連接套60相對(duì)于第一套管31向下移動(dòng)，從而使第一伸縮管32與第二套管41的樞接位置裸露，從而第一伸縮管32與第二套管41之間可以樞轉(zhuǎn)，然后通過調(diào)整第三伸縮組件50的伸縮量調(diào)整第一伸縮管32與第二套管41之間樞轉(zhuǎn)角度，最終使第二伸縮組件40能夠深入水平管線中，從而利用信息采集終端10對(duì)水平管線進(jìn)行探測。

為使信息采集終端10能夠穩(wěn)定探測，在第一伸縮組件30上還設(shè)置有支撐組件，支撐組件包括套設(shè)在第一套管31上的移動(dòng)套201、沿移動(dòng)套201的周向樞接在移動(dòng)套201上的多個(gè)支腿202以及驅(qū)動(dòng)支腿202轉(zhuǎn)動(dòng)以改變支撐角度的致動(dòng)器。其中致動(dòng)器可以為電機(jī)、馬達(dá)以及電機(jī)與齒輪組合的致動(dòng)組件，還可設(shè)置用于防止支腿自由轉(zhuǎn)動(dòng)的棘輪。

以上實(shí)施例僅為本發(fā)明的示例性實(shí)施例，不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和保護(hù)范圍內(nèi)，對(duì)本發(fā)明做出各種修改或等同替換，這種修改或等同替換也應(yīng)視為落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。