一种基于绳索的移动式巡检摄像装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于绳索的移动式巡检摄像装置，包括绳索系统，从动轮系统，框架系统，驱动系统，控制系统，摄像系统。其中绳索系统由绳索及绳索两端固定装置组成，为整个装置提供运动空间和导轨；框架系统为整个装置搭建架构和提供部件安装位置；驱动系统与从动轮系统通过直流电机和主从动槽轮实现整个机构在绳索上的移动运动；控制系统可以实现整个装置运动控制功能；摄像系统用于完成巡检摄像任务；充电系统为整个装置的自充电提供接口。本发明专利技术通过绳索和轮式移动机构带动摄像云台实现在空间中的定位和移动，低成本地实现大范围、可移动的拍摄任务。

【技术实现步骤摘要】
一种基于绳索的移动式巡检摄像装置
本专利技术涉及机器人与自动化领域，特别涉及一种基于绳索的移动式巡检摄像装置。
技术介绍
在电力、仓库、街道等领域和场景中，巡检和监控是保证环境正常、及时发现问题，消除隐患的必要措施。另外在各种商业活动(商业路演、开业庆典、产品发布、会议论坛等)、体育赛事、文化演出以及影视拍摄越来越频繁，大范围移动式摄像的需求不断增长。目前现有技术中，实现巡检、监控和移动摄像功能的设备主要有无人机、固定摄像头、摇臂摄像以及专业摄像车等。其中，无人机主要应用于室外的大空间的移动场景，在室内难以应用，且无人机的续航能力不足，无法进行长时间不间断拍摄监控作业。固定摄像头只能静态拍摄，无法跟随目标移动，而且镜头角度有限决定了拍摄范围较小，因此适用范围受限。摇臂摄像、摄像车等成本高，对环境要求高，便携性差，同时拍摄效果对人的依赖性较高。因此，针对大范围移动式摄像和巡检需求，目前缺乏一种可以室内室外兼顾、重构性好、能高效稳定地工作，满足在空间的快速准确定位和移动等要求的移动式摄像装置。
技术实现思路
为了克服现有巡检摄像中存在的拍摄范围受限、对拍摄环境要求高以及成本高等缺点，本专利技术的目的在于提供一种新型的巡检摄像装置，该装置不仅能实现大范围的运动拍摄，降低对拍摄环境的要求，而且制造成本低、携带方便安装简单、重构性好，可以实现多种工况速度下的稳定拍摄。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于绳索的移动式巡检摄像装置，包括绳索系统1，从动轮系统2，框架系统3，驱动系统4，控制系统5，摄像系统6和充电系统7。所述绳索系统1包括绳索11、绳索连接装置12、锚点13和立柱14，为整个装置提供运动空间和导轨。所述从动轮系统2包括从动轮转轴21、从动槽轮22、测速盘23和双耳螺母24组成，用于辅助运动。所述框架系统3包括前安装板31、后安装板33以及连接二者的支撑柱32，为整个装置搭建架构和提供部件安装位置。所述驱动系统4由直流电机41、风扇42、主动槽轮43、主动带轮转轴44、主动带轮45、从动带轮46和同步带47构成，驱动系统4与从动轮系统2共同配合实现整个机构的移动运动功能。所述控制系统5由控制面板51、电池52、电池固定扣53、控制器54、测速传感器55和遥控器56组成，实现整个装置的运动控制功能。所述摄像系统6由三轴云台61和相机62组成，用于完成巡检摄像任务。所述供电摄像系统7由充电头72和供电座74组成，为巡检装置提供自充电接口。优选地，所述绳索系统1的绳索11两端通过锚点13连接在立柱14上的绳索连接装置12上，立柱14和绳索连接装置12的选取可随工作要求发生改变，满足不同工作场景要求。优选地，所述的从动轮系统2在每个装置上有两组，对称地分布在主动槽轮43的两侧。优选地，所述从动轮系统2的从动槽轮22和主动槽轮43之间存在安装高度差，在安装时保证从动槽轮正下方水平切线低于主动槽轮正上方水平切线1-5厘米，使得绳索11在二者之间形成折线形，便于利用压力产生牵引的摩擦力；从动槽轮22的安装位置可上下调节，从而产生不同大小的绳索包角，能满足于不同工作环境对摩擦力的需求。优选地，所述驱动系统4能实现机械层面的速度调节。直流电机41产生的转动经过主动带轮45、同步带47和从动带轮46组成的一级带传动减速机构之后，将运动传递给主动槽轮43，由于绳索11与主动槽轮43之间的摩擦力和绳索的不动性，最终表现为主动槽轮43带动整个装置沿绳索移动，其中，一级带传动减速机构的主动带轮45尺寸可调节，实现机构传动比的变化和机械式速度调整能力。优选地，所述控制系统5的控制器54可根据事先设定的程序或者接收来自遥控器56的信号，控制直流电机41转动，实现对整个装置的运动控制功能。优选地，所述控制系统5的测速传感器55配合从轮槽轮22上的测速盘23可获得装置当前运动速度，并反馈给控制器54，构成了闭环速度控制系统。优选地，所述控制系统5具有中断功能。当控制系统5检测到电池52电量不足时，可中断当前巡检任务，控制装个装置自动向充电位置移动，使装置回到最右端充电，充电完成后继续巡检任务。优选地，所述的摄像系统6的相机62通过与三轴云台61相连，能实现全方位角度的稳定拍摄，三轴云台61通过云台连接装置34固定在巡检装置的正下方，使整个装置的重心不产生偏移，保证稳定性。优选地，所述的充电系统7的充电头72安装在巡检机构的一侧，固定在后安装板33上，绳索11一端的支柱14上安装有供电座74，当装置运动到最右端充电位置时，充电头72与供电座74相接合，可实现巡检装置的自动充电。优选地，所述充电头的头部被设计为椭圆形，同时供电座上设计有矩形槽，矩形槽开口设有向外侧过渡的圆角，椭圆形插头和圆弧引导凹槽的设计保证了充电头可以顺利地被引导进入供电座凹槽内，保证二者的电极片接触以顺利充电。与现有技术相比，本专利技术的特点是将沿绳索移动的巡检机构作为一级机构，接有云台的相机作为二级机构，从而实现线性维度上的全方位稳定拍摄。采用长度可调的绳索作为运动引导件，实现了拍摄范围的可调节性，满足了大范围的拍摄要求。在高度方向上改变从动槽轮与主动槽轮的距离，可以使装置满足不同斜度工作状态下对摩擦力的需求，降低了对环境的要求。巡检装置的速度调节存在机械和控制两种方式，可以实现多级巡检摄像速度的要求，自动控制的稳定性提高了拍摄质量。自动往复巡检功能和自充电模式提高了工作效率，减少了人力、物力的使用，节约大量的成本，该装置的专利技术具有一定的意义。附图说明图1是本专利技术一种基于绳索的移动式巡检摄像装置的整体示意图。描述了多个子系统之间的安装关系，以及整体的布局效果。图2是本专利技术一种基于绳索的移动式巡检摄像装置轮式运动系统的正视图。描述了装置运动的原理图，主要说明运动的实现方式及结构调整能力。图3是本专利技术一种基于绳索的移动式巡检摄像装置轮式运动系统的后视图。主要用于说明运动的传递过程。图4是本专利技术一种基于绳索的移动式巡检摄像装置的测速机构示意图。图5是本专利技术一种基于绳索的移动式巡检摄像装置的应用场景示意图。图6是本专利技术一种基于绳索的移动式巡检摄像装置充电系统示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。如图1所示是基于绳索的移动式巡检摄像装置示意图。基于绳索的移动式巡检摄像装置由绳索系统1、框架系统3、从动槽轮系统2、驱动系统4、控制系统5、摄像系统6和充电系统7组成。其中绳索系统1起导轨作用，整个装置挂装于绳索11上，可沿绳索11在直线方向上运动。运动系统由框架系统3、从动槽轮系统2、驱动系统4和控制系统5组成。从动槽轮系统2、驱动系统4、控制系统5和摄像系统6均安装于框架系统3。框架系统3由前安装板31、后安装板33和二者之间的支撑柱32组成。通过支撑柱32和螺栓螺母将前安装板31和后安装板33安装固定在一起，并在二者之间形成空隙用以安装从动槽轮系统2和主动槽轮43。主动槽轮43安装在框架系统3正中间，每个装置配备有两个从动槽轮系统2，分别安装在框架系统3两端，关于主动轮槽轮43对称。驱动系统4和控制系统5安装于框架系统3前安装板31和后安装板33。框架系统3底部有云台连接装置34，用于连接摄像系统6。充电系统7安装在框架系统3的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于绳索的移动式巡检摄像装置，包括绳索系统(1)、从动轮系统(2)、框架系统(3)、驱动系统(4)、控制系统(5)和摄像系统(6)，其特征在于：所述绳索系统(1)包括绳索(11)、绳索连接装置(12)、锚点(13)和立柱(14)，为整个装置提供运动空间和导轨；所述从动轮系统(2)包括从动轮转轴(21)从动槽轮(22)、测速盘(23)和双耳螺母(24)组成，用于辅助运动；所述框架系统(3)包括前安装板(31)、后安装板(33)、连接二者的支撑柱(32)和云台连接装置(34)，为整个装置搭建架构和提供部件安装位置；所述驱动系统(4)包括直流电机(41)、风扇(42)、主动槽轮(43)、主动带轮转轴(44)、主动带轮(45)、从动带轮(46)和同步带(47)构成，驱动系统(4)与从动轮系统(2)共同配合实现整个机构的移动运动功能；所述控制系统(5)包括控制面板(51)、电池(52)、电池固定扣(53)、控制器(54)、测速传感器(55)和遥控器(56)组成，实现整个装置的运动控制功能；所述摄像系统(6)由三轴云台(61)和相机(62)组成，用于完成巡检摄像任务。

【技术特征摘要】
1.一种基于绳索的移动式巡检摄像装置，包括绳索系统(1)、从动轮系统(2)、框架系统(3)、驱动系统(4)、控制系统(5)和摄像系统(6)，其特征在于：所述绳索系统(1)包括绳索(11)、绳索连接装置(12)、锚点(13)和立柱(14)，为整个装置提供运动空间和导轨；所述从动轮系统(2)包括从动轮转轴(21)从动槽轮(22)、测速盘(23)和双耳螺母(24)组成，用于辅助运动；所述框架系统(3)包括前安装板(31)、后安装板(33)、连接二者的支撑柱(32)和云台连接装置(34)，为整个装置搭建架构和提供部件安装位置；所述驱动系统(4)包括直流电机(41)、风扇(42)、主动槽轮(43)、主动带轮转轴(44)、主动带轮(45)、从动带轮(46)和同步带(47)构成，驱动系统(4)与从动轮系统(2)共同配合实现整个机构的移动运动功能；所述控制系统(5)包括控制面板(51)、电池(52)、电池固定扣(53)、控制器(54)、测速传感器(55)和遥控器(56)组成，实现整个装置的运动控制功能；所述摄像系统(6)由三轴云台(61)和相机(62)组成，用于完成巡检摄像任务。2.根据权利要求1所述的一种基于绳索的移动式巡检摄像装置，其特征在于，还包括充电系统(7)，所述充电系统(7)包括充电头(72)和供电座(74)，充电系统(7)为巡检装置提供自充电接口；充电头(72)安装在巡检机构的一侧，固定在后安装板(33)上，绳索(11)一端的支柱(14)上安装有供电座(74)，当装置运动到最右端充电位置时，充电头(72)与供电座(74)相接合，可实现巡检装置的自动充电。3.根据权利要求1或2所述的一种基于绳索的移动式巡检摄像装置，其特征在于：所述的绳索系统(1)中，绳索(11)两端通过锚点(13)连接在立柱(14)上的绳索连接装置(12)上，立柱(14)和绳索连接装置(12)的选取可随工作要求发生改变，满足不同工作场景要求。4.根据权利要求1或2所述的一种基于绳索的移动式巡检摄像装置，其特征在于：从动轮系统(2)设置有两组，对称地分布在主动槽轮(43)的两侧。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵珠峰，张兆坤，王立平，邓豪，彭发忠，李海圣，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11