一种管道检测设备的控制系统的制作方法

本实用新型涉及管道检测领域，尤其是涉及一种管道检测设备的控制系统。

背景技术：

城市的规模不断扩大，城市的用水量不断增多，排水量也越来越大，其管道清淤、管道修复、管道疏通的任务也越来越重，为此需要对城市内部的排水管网进行定期的疏通清洗及修复。在清洗、修复之前需要对管道内部的整体情况进行详细的检测，做出检测报告。

现有的管道检测设备控制系统部分或为基于单片机开发，通过实体按键加外接键盘辅助操作。操作方法僵硬，系统交互能力、硬件接口通用性、系统冗余性差且系统软件升级及后续功能扩展难度大。或为基于PC端开发，通过外接笔记本和平板电脑安装PC端控制程序，通过发出无线信号控制爬行系统。稳定性和抗干扰能力欠佳，对作业环境要求稍高，设备整体性差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种管道检测设备的控制系统，解决实际作业环境下设备稳定性、整体性、可拓展性差的问题，本实用新型操作简单、方便、稳定，信号传输过程中抗干扰能力强。

本实用新型解决上述技术问题采用的技术方案是：一种管道检测设备的控制系统，包括用于采集管道内部信息的爬行器、与爬行器连接并用于计算爬行器爬行距离的数据线盘、与数据线盘连接并用于控制爬行器的控制终端；爬行器包括用于爬行器在管道内移动的行走模块、用于调节摄像头的摄像头模块，控制终端包括用于输入控制信号进行控制爬行器的控制模块、与控制模块连接并为控制模块供电的电源模块，数据线盘包括与爬行器连接的数据线缆、用于统计爬行器爬行距离的计米器；控制模块分别与行走模块、摄像头模块、计米器连接。控制终端控制爬行器前进时，数据线缆随爬行器前进移动触动计米器转动，产生实时爬行距离数据，该数据通过线缆回传到控制终端，实时显示并录制到视频和图片上。摄像头一端与控制模块连接，摄像头另一端与电源模块连接，摄像头直接将采集到的视频或图像信息通过线缆传到控制终端。控制终端控制爬行器前进后退和转向，同时控制摄像头的抬升、降低、旋转。上述技术方案，操作简单、方便、稳定，通过线缆传输信号稳定，抗干扰能力强、故障率低。

作为优选，摄像头模块包括用于调节摄像头支架高度的支架升降模块、用于调节摄像头拍摄角度的摄像头转动模块，支架升降模块、摄像头转动模块均与控制模块连接。通过控制支架升降模块上升和下降进行摄像头高度调节、控制摄像头转动模块上下左右转动，对管道内不同地点、不同高度、不同角度的管道缺陷进行信息采集，能够对管道内各个位置进行精准检测。

作为优选，控制模块包括用于远程控制支架升降模块和行走模块的第一控制模块、用于远程控制摄像头转动模块的第二控制模块，第一控制模块分别与支架升降模块、行走模块连接，第二控制模块与摄像头转动模块连接，第一控制模块、第二控制模块均与电源模块连接。将支架和摄像头的区分控制，使得在设备发生损坏时，便于对设备、电路的检修。

作为优选，第一控制模块包括行走控制模块，行走控制模块包括控制设在行走模块中的第三电机转动带动爬行器前后左右移动的行走开关、对移动速度进行调速的第一电子调速器，第一电子调速器一端与电源模块连接，第一电子调速器另一端与行走开关一端连接，行走开关另一端与行走模块连接。行走控制模块还设有用于保护行走控制模块的第二熔断器、用于判断第二电机是否转动的第二电机指示灯，第二熔断器一端与第一电子调速器串联连接，第二熔断器另一端与电源模块连接，第二电机指示灯与第一电子调速器并联连接，第二电机指示灯分别与第二熔断器、行走开关连接。第一电子调速器能够实现对爬行器移动速度进行无级调速，使得小车移动更加顺畅，便于对小车速度的控制；第二熔断器能够在行走控制模块电流过大时，进行断路，保护行走控制模块与行走模块上的电子元器件；第二电机指示灯能够帮助操控者便于判断电路的通断、电机是否转动，便于后期的检修。

作为优选，第三电机包括左侧行走电机和右侧行走电机，行走开关包括与左侧行走电机连接的右转开关、与右侧行走电机连接的左转开关、与左转开关和右转开关连接的前后转换开关，前后转换开关与第一电子调速器连接。前后转换开关包括用于控制爬行器前进的前进开关、用于控制爬行器后退的后退开关、用于控制爬行器暂停的停止开关，当左侧行走电机和右转行走电机同时工作时，爬行器前进，通过两个电机及精简的开关设置，降低了设备故障率，同时也便于后期的检修。

作为优选，还包括用于提供管道内部光源的照明模块，照明模块与第一控制模块上设有的照明控制模块连接，照明控制模块包括用于调节光照强度的第二电子调速器，第二电子调速器与照明模块连接。照明控制模块上还设有用于保护照明控制模块的第三熔断器、用于判断照明模块是否启动的照明模块指示灯，第三熔断器一端与第二电子调速器串联连接，第三熔断器另一端与电源模块连接，照明模块指示灯与第二电子调速器并联连接；照明模块包括两个并联连接的第一LED灯和第二LED灯。第二电子调速器能够实现对第一LED灯和第二LED灯亮度的无级调速，使得第一LED灯和第二LED灯亮度可以自由调节，第三熔断器能够在照明控制模块电流过大时使电路断路，保护照明控制模块及照明模块上的电子元器件。

作为优选，支架升降模块包括用于控制支架升降的第一电机、用于限制支架上升的第一限位开关、用于限制支架下降的第二限位开关，第一电机分别和第一限位开关、第二限位开关连接，第一限位开关和第二限位开关均与第一控制模块连接；第一控制模块还包括支架升降控制模块，支架升降控制模块包括与第一限位开关连接的上升开关、与第二限位开关连接的下降开关、用于使第一电机停止转动的停止开关，上升开关、下降开关、停止开关均与电源模块连接；第二控制模块包括用于控制摄像头上下左右转动的摇臂开关，摇臂开关与电源模块连接。当支架抬升到极限位置时，第一限位开关断开支架升降模块中的电路，使得第一电机停止转动，支架停止上升；当支架下降到极限位置时，第二限位开关断开支架升降模块中的电路，使得第一电机停止转动，支架停止下降。通过上述技术方案，防止支架和管道发生碰撞，从而导致支架和管道受损，同时防止第一电机因无法上升或下降导致的自转损坏。摄像头转动模块包括用于带动摄像头转动的第二电机，第二电机包括带动摄像头上下转动的上下电机、带动摄像头左右转动的左右电机，上下电机与左右电机均与第二控制模块连接。摄像头一端与用于传输信号的控制模块连接，摄像头另一端与电源模块连接；第二电机带动第二传动轴旋转，第二传动轴带动摄像头转动，第二控制模块能够通过控制第二电机的启动或关闭，从而控制摄像头的转动，摄像头通过上下电机和左右电机实现上下左右360°全方位转动，便于后期设备损坏时的检修。上、下两个摇臂开关控制上下电机，左、右两个摇臂开关控制左右电机，摇臂开关为十字形，通过一个连接杆进行连接上下左右四个开关，从而控制左右电机和上下电机。现有技术采用的是双层十字摇臂开关，通过8个微动开关控制摄像头的上下左右，本方案通过单层十字摇臂开关，通过4个微动开关控制摄像头的上下左右，合理利用常开常闭触点来实现，更为简洁明了。通过上述技术方案，克服了现有的摄像头转动方案复杂的问题，由以前的双层电路变为现在的单层电路，采用较为简单的技术，达到同样能够实现摄像头360°旋转的效果。

作为优选，爬行器包括保护壳，保护壳表面设有排淤泥结构，排淤泥结构包括设在保护壳底部表面的倾斜面，倾斜面包括第一倾斜面、位于第一倾斜面上方的第二倾斜面、位于第二倾斜面上方的第三倾斜面。第一倾斜面与水平面形成小于90度的斜角，使得淤泥能够下滑，第二倾斜面呈垂直状态，能够正面阻挡淤泥，第三倾斜面与垂直面形成小于90度的斜角，能够防止淤泥向上。通过上述技术方案，解决爬行器遇到淤泥容易堵塞停止前进的问题。

作为优选，保护壳设有用于拍摄管道内部信息的摄像头、用于为摄像头提供光照的照明装置、用于控制摄像头和照明装置并为摄像头和照明装置供电的驱动装置，摄像头和照明装置均设在驱动装置上，驱动装置与数据线盘连接。驱动装置包括内部设有电缆的底座，轮胎设在底座上，通过上述技术方案，实现爬行装置自动化，可以检测更大的管道、零件易更换、降低检测成本，能够保护内部电路，防止内部电路损坏。

作为优选，保护壳还设有用于升降照明装置和摄像头的升降支架，升降支架设在驱动装置上；升降支架包括用于安装摄像头与照明装置的外壳、第一电机、与第一电机连接的第一传动轴，第一传动轴卡设在用于升降外壳的支撑杆上，支撑杆与外壳连接，外壳、第一电机、第一传动轴、支撑杆均设在驱动装置上；支撑杆设有支撑杆钩状部，第一传动轴卡设在支撑杆钩状部上；外壳内设有用于旋转摄像头的第二传动轴，摄像头可旋转的固定设在第二传动轴上；外壳内还设有带动第二传动轴旋转的第二电机，第二电机分别与第二传动轴、摇臂开关连接；外壳上设有用于固定外壳的固定杆，第一传动轴固定连接在安装座上，固定杆一端与外壳连接，固定杆另一端固定连接在安装座上，安装座设在驱动装置上。升降支架使得摄像头与照明装置能够进行全方位多角度的检测，支撑杆钩状部卡设第一传动轴后，支撑杆钩状部向外延伸处变小，以卡紧第一传动轴，使得当外壳上方有杂物抵挡时，第一传动轴与支撑杆钩状部发生打滑，保护第一电机不受损坏；第二传动轴的设置使得摄像头能够旋转，提高了拍摄的范围；用第二电机带动第二传动轴转动，使得摄像头转动自动化，能够通过外部控制终端控制第二电机的启动或关闭。

本实用新型具有的有益效果是：

1、本实用新型能够对摄像头高度、摄像头转动角度进行调节，能够实现对管道内部的全方位检测。

2、本实用新型能够对爬行器的行走与照明进行无级调速，使得爬行器的移动和照明调节更加自由与方便。

3、本实用新型将原有对人体有伤害的高电压改为对人体无害的低电压，使得使用更安全，省掉了笨重的变压器、整流桥及滤波电容。

4、本实用新型能够解决爬行器遇到淤泥容易堵塞停止前进的问题、能够使得保护壳的拼接部分密封防水。

5、本实用新型实现爬行装置高度的自动化，可以检测更大的管道、零件易更换、降低检测成本。

6、解决了现有爬行装置外部结构体积庞大，拆卸困难的问题，将摄像头支架的体积大大减小，便于拆卸和进入管道。

7、当外壳上方有杂物抵挡时，第一传动轴与支撑杆钩状部会发生打滑，保护第一电机不受损坏。

附图说明

图1是本实用新型的示意图。

图2是本实用新型的系统原理图。

图3是本实用新型的行走模块、支架升降模块、照明模块和摄像头转动模块模块原理图。

图4是本实用新型的第一控制模块原理图。

图5是本实用新型的第二控制模块原理图。

图6是本实用新型的电源模块原理图。

图7是本实用新型装有摄像头的总体结构示意图。

图8是本实用新型拆除摄像头的支架结构示意图。

图9是本实用新型数据线盘的结构示意图。

图10是图7或图8中未安装的轮胎结构示意图。

图中：1、电源模块，2、第一控制模块，3、第二控制模块，4、支架升降模块，5、摄像头转动模块，6、第一电源，7、第二电源，8、上升开关，9、停止开关，10、下降开关，11、摇臂开关，12、第一散热风扇，13、第二散热风扇，14、第一限位开关，15、第一电机，16、第二限位开关，17、第二电机，18、上下电机，19、左右电机，20、第一熔断器，21、总电源开关，22、摄像头，23、行走模块，24、照明模块，25、行走控制模块，26、照明控制模块，27、支架升降控制模块，28、第二熔断器，29、第一电子调速器，30、第二电机指示灯，31、前后转换开关，32、右转开关，33、左转开关，34、第三熔断器，35、第二电子调速器，36、照明模块指示灯，37、第三电机，38、左侧行走电机，39、右侧行走电机，40、第一LED灯，41、第二LED灯，42、外壳，43、第一传动轴，44、支撑杆，45、第二传动轴，46、固定杆，47、安装座，48、支撑杆钩状部，49、凸起部，50、镂空部，51、照明装置，52、安装槽，53、安装孔，54、驱动装置，55、防水密封胶条，56、第一倾斜面，57、第二倾斜面，58、第三倾斜面，59、数据线盘，60、数据线缆，61、计米器，62、线盘，63、往复轴，64、传动箱，65、控制终端，66、第一车轴孔，67、胎体，68、第一金属夹块，69、第一柱体，70、盖体，71、第二金属夹块，72、第二柱体，73、内圈，74、固定圆环，75、第一通孔，76、螺纹孔，77、第一台阶孔，78、第二通孔，79、第二台阶孔，80、弧面深槽纹，81、车轴

具体实施方式

以下结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的说明。

如图1-10所示，本实用新型一种管道检测设备的控制系统，其特征在于：包括用于采集管道内部信息的爬行器、与爬行器连接并用于计算爬行器爬行距离的数据线盘59、与数据线盘59连接并用于控制爬行器的控制终端65；爬行器包括用于爬行器在管道内移动的行走模块23、用于调节摄像头22的摄像头模块，控制终端65包括用于输入控制信号进行控制爬行器的控制模块、与控制模块连接并为控制模块供电的电源模块1，数据线盘59包括与爬行器连接的数据线缆60、用于统计爬行器爬行距离的计米器61；控制模块分别与行走模块23、摄像头模块、计米器61连接。

摄像头模块包括用于调节摄像头22支架高度的支架升降模块4、用于调节摄像头22拍摄角度的摄像头转动模块5，支架升降模块4、摄像头转动模块5均与控制模块连接。

控制模块包括用于远程控制支架升降模块4和行走模块23的第一控制模块2、用于远程控制摄像头转动模块5的第二控制模块3，第一控制模块2分别与支架升降模块4、行走模块23连接，第二控制模块3与摄像头转动模块5连接，第一控制模块2、第二控制模块3均与电源模块1连接。

第一控制模块2包括行走控制模块25，行走控制模块25包括控制设在行走模块23中的第三电机37转动带动爬行器前后左右移动的行走开关、对移动速度进行调速的第一电子调速器29，第一电子调速器29一端与电源模块1连接，第一电子调速器29另一端与行走开关一端连接，行走开关另一端与行走模块23连接。行走控制模块25还设有用于保护行走控制模块的第二熔断器28、用于判断第二电机17是否转动的第二电机指示灯30，第二熔断器28一端与第一电子调速器29串联连接，第二熔断器28另一端与电源模块1连接，第二电机指示灯30与第一电子调速器29并联连接，第二电机指示灯30分别与第二熔断器28、行走开关连接。

第三电机37包括左侧行走电机38和右侧行走电机39，行走开关包括与左侧行走电机38连接的右转开关32、与右侧行走电机39连接的左转开关33、与左转开关33和右转开关32连接的前后转换开关31，前后转换开关31与第一电子调速器29连接。

还包括用于提供管道内部光源的照明模块24，照明模块24与第一控制模块2上设有的照明控制模块26连接，照明控制模块26包括用于调节光照强度的第二电子调速器35，第二电子调速器35与照明模块24连接。照明控制模块26上还设有用于保护照明控制模块26的第三熔断器34、用于判断照明模块24是否启动的照明模块指示灯36，第三熔断器34一端与第二电子调速器35串联连接，第三熔断器34另一端与电源模块1连接，照明模块指示灯36与第二电子调速器35并联连接；照明模块24包括两个并联连接的第一LED灯40和第二LED灯41。

支架升降模块4包括用于控制支架升降的第一电机15、用于限制支架上升的第一限位开关14、用于限制支架下降的第二限位开关16，第一电机15分别和第一限位开关14、第二限位开关16连接，第一限位开关14和第二限位开关16均与第一控制模块2连接；第一控制模块2还包括支架升降控制模块27，支架升降控制模块27包括与第一限位开关14连接的上升开关8、与第二限位开关16连接的下降开关10、用于使第一电机15停止转动的停止开关9，上升开关8、下降开关10、停止开关9均与电源模块1连接；第二控制模块3包括用于控制摄像头22上下左右转动的摇臂开关11，摇臂开关11与电源模块1连接。摄像头转动模块5包括用于带动摄像头22转动的第二电机17，第二电机17包括带动摄像头22上下转动的上下电机18、带动摄像头22左右转动的左右电机19，上下电机18与左右电机19均与第二控制模块3连接。摄像头22一端与用于传输信号的控制连接，摄像头22另一端与电源模块1连接。第二控制模块3还包括用于降低温度的散热模块，散热模块包括第一散热风扇12和第二散热风扇13，第一散热风扇12和第二散热风扇13并联，第一散热风扇12和第二散热风扇13一端均与电源模块1输出端连接，第一散热风扇12和第二散热风扇13另一端接地。

电源模块1包括保护模块的第一熔断器20、用于开启或闭合总电源的总电源开关21、用于为第一电机15供电的第一电源6、用于为第二电机17供电的第二电源7，第一熔断器20一端连接外部电源，第一熔断器20另一端与总电源开关21连接，总电源开关21分别与第一电源6、第二电源7连接，第一电源6分别与上升开关8、下降开关10、停止开关9、第一电子调速器29、第二电子调速器35连接，第二电源7分别与摇臂开关11、第一散热风扇12、第二散热风扇13连接。当设有第二熔断器28与第三熔断器34时，第一电源1分别与第二熔断器28与第三熔断器34连接。将现有技术通过变压器输出对人体有伤害的68V电压，由整流桥整流并由电容进行滤波后输出的方案，改进为本方案的通过开关电源输出对人体无伤害的36V电压，经第一电子调速后输出到第三电机37，由多电路供电线路减少至2路供电，省掉了笨重的变压器、整流桥及滤波电容。当电流过大时，熔断器的设置能够保护系统不受损坏，只需更换熔断器即可；总电源开关21的设置能够便于对系统的控制，便于停止系统的运行；第一电源6和第二电源7的设置，能够将市电转换成不同的直流电源，通过不同的电压设置，从而使得第一电机15和第二电机17能够更高效的使用。

爬行器包括保护壳，保护壳表面设有排淤泥结构，排淤泥结构包括设在保护壳底部表面的倾斜面，倾斜面包括第一倾斜面56、位于第一倾斜面56上方的第二倾斜面57、位于第二倾斜面57上方的第三倾斜面58。

保护壳设有用于拍摄管道内部信息的摄像头22、用于为摄像头22提供光照的照明装置51、用于控制摄像头22和照明装置51并为摄像头22和照明装置51供电的驱动装置54，摄像头22和照明装置51均设在驱动装置54上，驱动装置54与数据线盘59连接。

保护壳还设有用于升降照明装置51和摄像头22的升降支架，升降支架设在驱动装置54上；升降支架包括用于安装摄像头22与照明装置51的外壳42、第一电机15、与第一电机15连接的第一传动轴43，第一传动轴43卡设在用于升降外壳42的支撑杆44上，支撑杆44与外壳42连接，外壳42、第一电机15、第一传动轴43、支撑杆44均设在驱动装置54上；支撑杆44设有支撑杆钩状部48，第一传动轴43卡设在支撑杆钩状部48上；外壳42内设有用于旋转摄像头22的第二传动轴45，摄像头22可旋转的固定设在第二传动轴45上；外壳42内还设有带动第二传动轴45旋转的第二电机17，第二电机17分别与第二传动轴45、摇臂开关11连接；外壳42上设有用于固定外壳42的固定杆46，第一传动轴43固定连接在安装座47上，固定杆46一端与外壳42连接，固定杆46另一端固定连接在安装座47上，安装座47设在驱动装置54上。外壳42上设有用于安装照明装置51的安装槽52，安装槽52设有安装孔53，安装槽52的槽面为弧形。固定杆46的设置使得外壳42不会由于重力的原因侧翻，固定杆46可以安装在支撑杆44上方或下方，支撑杆44与固定杆46形成平行四边形，第一电机15启动通过平行四边形将动力平行传递给外壳42，使外壳42水平上升，从而使得整个支架上升更为稳定；照明装置51用于为摄像头22在黑暗环境中提供光源，使得拍摄更加清晰。安装孔53设在弧形中部，安装孔53的设计使得照明装置51更易固定在安装槽52上，不容易掉落，弧形的设计使得照明装置51的安装更加稳定。支撑杆44上设有增加支撑杆44强度的凸起部49，凸起部49下方设有镂空部50。凸起部49设在支撑杆44中部，支撑杆44容易发生断裂，且断裂经常发生在中部位置，凸起部49的设置使得支撑杆44不容易发生断裂现象，提高支撑杆44的强度，同时也使得了摄像头22支架更加美观；镂空部50一方面减轻了摄像头22支架的重量，节省材料，另一方面镂空部50使得摄像头22支架更加美观。

管道爬行器的轮胎包括胎体67、可拆卸地固定设在胎体67中的轮毂装置，轮毂装置包括可拆卸地固定设在胎体中的第一金属夹块68、可拆卸地固定设在第一金属夹块68中的第二金属夹块71，胎67体设在第一金属夹块68和第二金属夹块71之间，从而第二金属夹块71将第一金属夹块68可拆卸地固定设在胎体67中。第一金属夹块68包括可拆卸地固定套设在第二金属夹块71中的第一柱体69、与第一柱体69连为一体的盖体70，第一柱体69的直径小于盖体70的直径，通过第一柱体69将盖体70可拆卸地固定套设在胎体67中。胎体67中心设有与盖体70相对应的内圈73，内圈73壁上设有内径与第一柱体69相对应的固定圆环74，第一柱体69穿过固定圆环74之后可拆卸地固定套设在第二金属夹块71中，盖体70嵌入内圈73，盖体70与固定圆环74的一侧面相配合，从而第一金属夹块68可拆卸地固定套设在胎体67中。第二金属夹块71包括与内圈73相对应的第二柱体72，第二柱体72中心设有与第一柱体69相对应的第一通孔75，第二柱体72嵌入内圈73，第二柱体与固定圆环74的另一侧面相配合，第一柱体69穿过固定圆环74后可拆卸地固定套设在第一通孔75中，从而第一金属夹块68和第二金属夹块71可拆卸地固定套设在胎体67中。第二柱体72设有螺纹孔76，盖体70设有与螺纹孔76相应的第一台阶孔77，固定圆环74设有与螺纹孔76相应的第二通孔78；通过螺丝连接，第二柱体72和盖体70可拆卸地固定安装固定在圆环74两侧。盖体70设有第二台阶孔79，通过螺丝穿过第二台阶孔79将车轴81与盖体70可拆卸地固定连接。胎体67外表面设有防止胎体打滑的弧面深槽纹80。胎体67外形为弧形面。第一柱体69设有与车轴81配合相连的第二车轴孔，第一柱体69上的第二车轴孔与爬行器上的第一车轴孔66相对齐，车轴81通过第二车轴孔后进入第一车轴孔66。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。