本實用新型屬于污水、雨水、石油、燃氣等管道檢測領(lǐng)域，具體涉及一種管道機器人及管道視頻信號采集傳輸裝置。

背景技術(shù)：

為對市政排水地下排水管道，農(nóng)業(yè)用水地下排水管道，工業(yè)用水地下排水管道，自來水地下排水管道等地下管線進行疏通及修復(fù)時，需要了解排水管道內(nèi)部的狀況，諸如排水管道管線錯位、井口埋沒、漏損等情況。

目前在地下管道檢測領(lǐng)域的管道機器人檢測系統(tǒng)，設(shè)備較笨重，結(jié)構(gòu)組成復(fù)雜，包含爬行器、鏡頭、電纜盤、5m連接線、采集控制主機。鏡頭采用的低分辨率的模擬攝像頭，采集控制主機采集的圖像為模擬圖像，質(zhì)量較差，不能實現(xiàn)管道的精細化判讀檢測以及數(shù)字化的傳輸。通訊控制方式采用傳統(tǒng)的485或CAN總線方式通訊，電纜線包含了電源線、視頻傳輸線、通訊線，芯線較多，電纜線較粗較重?，F(xiàn)場組裝系統(tǒng)，需要通過5m連接線連接采集控制主機，同時5m電纜線連接電纜盤，電纜盤的出線端與爬行器連接，鏡頭安裝在爬行器上。整套設(shè)備現(xiàn)場組裝繁瑣，電纜線粗重，采集控制系統(tǒng)比較笨重，移動操作不方便，現(xiàn)場工作效率較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型要解決的技術(shù)問題是：提供一種管道機器人及管道視頻信號采集傳輸裝置，能夠節(jié)約電纜線的數(shù)量，并且提高傳輸距離。

本實用新型為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為：一種管道機器人，包括攝像頭模塊和爬行器，其特征在于：

所述的攝像頭模塊包括前視數(shù)字?jǐn)z像頭、第一微處理器、旋轉(zhuǎn)馬達和第一接口，前視數(shù)字?jǐn)z像頭和第一微處理器分別與第一接口連接，第一微處理器的輸出端與旋轉(zhuǎn)馬達連接；

所述的爬行器包括架體、架體兩側(cè)的輪子、用于驅(qū)動輪子的驅(qū)動馬達、用于獲取狀態(tài)參數(shù)的傳感器組、第二微處理器、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、第一電力載波模塊、與第一接口匹配的第二接口和與第一電力載波模塊連接的電力線接口；所述的傳感器組的輸出端與第二微處理器連接，第二微處理器的輸出端與驅(qū)動馬達連接，第二微處理器與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊連接；網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊與第一電力載波模塊連接，電力線接口通過電力線輸入輸出數(shù)據(jù)；

第一微處理器通過第一接口、第二接口與第二微處理器連接，前視數(shù)字?jǐn)z像頭通過第一接口、第二接口與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊連接。

按上述方案，本管道機器人還包括抬升裝置，抬升裝置包括抬升架體和硬件模塊；抬升架體由抬升架、抬升臂和抬升座依次連接構(gòu)成，抬升座與爬行器的架體機械連接；所述的硬件模塊包括相互連接的第三微處理器和用于驅(qū)動抬升臂的抬升馬達；抬升架上設(shè)有與第一接口匹配的第三接口，且抬升座上設(shè)有與第二接口匹配的第四接口，第三微處理器通過第一接口、第三接口、第四接口和第二接口連接在第一微處理器和第二微處理器之間。

按上述方案，所述的攝像頭模塊還包括與第一微處理器連接的氣壓傳感器。

按上述方案，所述的旋轉(zhuǎn)馬達包括水平旋轉(zhuǎn)馬達和垂直旋轉(zhuǎn)馬達。

按上述方案，所述的抬升臂設(shè)有抬升極限位置，抬升極限位置設(shè)有與第三微處理器連接的限位電位器。

按上述方案，所述的爬行器設(shè)有通過第四接口、第二接口與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊連接的后視數(shù)字?jǐn)z像頭。

按上述方案，所述的攝像頭模塊設(shè)有通過第一接口、第二接口與第二微處理器連接的光源。

一種管道視頻信號采集傳輸裝置，它包括所述的管道機器人，還包括電纜盤，電纜盤包括與所述的電力線接口連接的電力線、用于將電力載波信號解析為數(shù)字信號的第二電力載波模塊、第四微處理器和用于與監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)通訊模塊，其中第二電力載波模塊、第四微處理器和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊依次連接。

按上述裝置，所述的網(wǎng)絡(luò)通訊模塊為無線通訊模塊。

本實用新型的有益效果為：

1、本實用新型選用前視數(shù)字?jǐn)z像頭，攝像頭模塊和爬行器為可拆卸連接，并且連接方式簡單，便于攜帶和現(xiàn)場組裝；選用電力載波模塊，只需要雙線芯即可實現(xiàn)電源、視頻信號、控制信號的同步同線傳輸，節(jié)約了電纜線的數(shù)量，減輕了重量，提高了操作效率，同時基于本領(lǐng)域的特點，管道中對電力載波的影響較小，通過此方式傳輸能夠?qū)崿F(xiàn)超長距離傳輸(3km以上)，較傳統(tǒng)的總線方式通訊大大提高。

2、通過在可拆卸的攝像頭模塊和爬行器之間增加抬升裝置，并且之間的機械連接方式和電連接方式均簡單可行，拼裝方便，且適合不同管道對視頻采集高度的需要。

3、電纜盤將得到的電力載波信號解析為數(shù)字信號，然后通過無線傳輸?shù)姆绞桨l(fā)送給遠程終端，從遠程終端無線接收控制指令再由電力載波模塊發(fā)送給管道機器人，實現(xiàn)信號的無線傳輸，便于遠程操作。

4、在抬升裝置上增設(shè)后視數(shù)字?jǐn)z像頭，2路視頻信號均與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊連接，實現(xiàn)多路視頻信號的同步傳輸及顯示。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為爬行器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為抬升裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為攝像頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實用新型一實施例的使用狀態(tài)圖。

圖6為本實用新型一實施例的硬件原理框圖。

圖中：1-攝像頭模塊，2-抬升裝置，3-爬行器，11-第一接口， 21-抬升架，22-抬升臂，23-抬升座，24-第三接口，25-第四接口，31-架體，32-輪子，33-第二接口，34-電力線接口。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實例對本實用新型做進一步說明。

本實用新型提供一種管道機器人，如圖5和圖6所示，包括攝像頭模塊1和爬行器3，所述的攝像頭模塊1如圖4所示，包括依次連接的前視數(shù)字?jǐn)z像頭、第一微處理器、旋轉(zhuǎn)馬達和第一接口11，前視數(shù)字?jǐn)z像頭和第一微處理器分別與第一接口連接，第一微處理器的輸出端與旋轉(zhuǎn)馬達連接；所述的爬行器如圖2所示，包括架體31、架體兩側(cè)的輪子32、用于驅(qū)動輪子32的驅(qū)動馬達、用于獲取狀態(tài)參數(shù)的傳感器組、第二微處理器、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊、第一電力載波模塊、與第一接口匹配的第二接口33和與第一電力載波模塊連接的電力線接口34；所述的傳感器組的輸出端與第二微處理器連接，第二微處理器的輸出端與驅(qū)動馬達連接，第二微處理器與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊連接；網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊與第一電力載波模塊連接，電力線接口34通過電力線輸入輸出數(shù)據(jù)；第一微處理器通過第一接口11、第二接口33與第二微處理器連接，前視數(shù)字?jǐn)z像頭通過第一接口11、第二接口33與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊連接。

優(yōu)選的，本管道機器人還包括抬升裝置2，如圖3和圖1所示，抬升裝置2包括抬升架體和硬件模塊；抬升架體由抬升架21、抬升臂22和抬升座23依次連接構(gòu)成，抬升座23與爬行器3的架體31機械連接；所述的硬件模塊包括相互連接的第三微處理器和用于驅(qū)動抬升臂22的抬升馬達；抬升架21上設(shè)有與第一接口11匹配的第三接口24，且抬升座23上設(shè)有與第二接口33匹配的第四接口25，第三微處理器通過第一接口11、第三接口24、第四接口25和第二接口33連接在第一微處理器和第二微處理器之間。

網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊的作用在于：將第一至第三微處理器的信號、攝像頭的視頻信號，匯聚為一路信號，才能與第一電力載波模塊連接。本實施例中，網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊即為網(wǎng)絡(luò)交換機。

優(yōu)選的，可以分別在攝像頭模塊、爬行器上設(shè)置一些用于獲取狀態(tài)參數(shù)的傳感器。例如，攝像頭模塊還可以包括與第一微處理器連接的氣壓傳感器、用于在光線不足時提高視頻效果的光源等；在抬升裝置上設(shè)置與網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊連接的后視數(shù)字?jǐn)z像頭，給后視數(shù)字?jǐn)z像頭配備與第二微處理器連接的光源等。

所述的輪子可以理解為傳統(tǒng)的輪子，也可以為履帶式輪子，僅用于爬行器前進和后退的工具，并不是創(chuàng)新點，其數(shù)量也可以根據(jù)架體的長短和輪子的大小來設(shè)置。應(yīng)當(dāng)理解為，只要是能夠讓爬行器前進和后退的與輪子功能相同的結(jié)構(gòu)，都屬于本實用新型的保護范圍。

另外，為了實現(xiàn)更好的效果，數(shù)字?jǐn)z像頭可以水平旋轉(zhuǎn)和垂直旋轉(zhuǎn)，那么旋轉(zhuǎn)馬達就包括水平旋轉(zhuǎn)馬達和垂直旋轉(zhuǎn)馬達；為了避免抬升臂抬升過度，抬升臂設(shè)有抬升極限位置，抬升極限位置設(shè)有與第三微處理器連接的限位電位器。

在本實施例中，第一至第三微處理器均選用單片機；第一至第四接口均為防水航空插頭；數(shù)字?jǐn)z像頭為200萬像素及以上的數(shù)字?jǐn)z像傳感器，具備光學(xué)10倍及以上、數(shù)字12倍及以上的變倍功能。

本實施例中，所有接口處均設(shè)有密封圈，并在所有設(shè)備（攝像頭模塊1、抬升裝置2、爬行器3）上分別設(shè)有打氣孔，向設(shè)備內(nèi)進行打氣增壓，通過氣壓傳感器監(jiān)測氣壓，放置一段時間氣壓不變的話，說明防水性能好。本實施例的攝像頭模塊1、抬升裝置2、爬行器3防水等級均為IP68。

在具體應(yīng)用時，攝像頭模塊1可以直接與爬行器3通過第一接口11和第二接口33連接；在一些較粗的管道中，需要對拍攝視頻的高度有要求時，攝像頭模塊1通過抬升裝置2與爬行器3連接。抬升裝置中內(nèi)置硬件模塊，并且巧妙的設(shè)置第三接口24和第四接口25，從而實現(xiàn)與攝像頭模塊1和爬行器3的電連接，無需在外部另外設(shè)置攝像頭模塊1和爬行器3之間的連線，避免線路過多造成自動爬行時造成的纏繞雜物或其它問題，同時也利于現(xiàn)場組裝和拆卸，極大程度的保護了設(shè)備的安全性，延長設(shè)備的使用壽命。

一種管道視頻信號采集傳輸裝置，它包括所述的管道機器人，還包括電纜盤，電纜盤包括與所述的電力線接口連接的電力線、用于將電力載波信號解析為數(shù)字信號的第二電力載波模塊、第四微處理器和用于與監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)通訊模塊，其中第二電力載波模塊、第四微處理器和網(wǎng)絡(luò)通訊模塊依次連接，如圖6所示。優(yōu)選的，網(wǎng)絡(luò)通訊模塊為無線通訊模塊。電纜盤從電力線獲取電力載波信號，利用第二電力載波模塊對電力載波信號進行解析，獲得視頻信號，將視頻信號通過有線或無線的方式（例如wifi、4G等）發(fā)送給遠程終端，遠程終端發(fā)送的控制信號通過有線或無線的方式由電纜盤接收，電纜盤利用第二電力載波模塊將控制信號以電力載波的方式從電力線傳輸?shù)轿挥谂佬衅鞯牡谝浑娏d波模塊，第一電力載波模塊將控制信號解析出來，再發(fā)送給各微處理器。

本實施例中，電纜盤還包括電纜架、自動排線裝置、驅(qū)動部件和電源系統(tǒng)。電力線為兩芯的同軸電纜或雙絞線或平行線，兩芯的電力線同步傳輸電源、視頻信號、控制信號，因此比傳統(tǒng)的8芯電纜線更細更輕，并且更牢固。