[发明专利]一种深孔内壁成像系统

权利要求书

1.一种深孔内壁成像系统，其特征在于：该成像系统由机械结构域控制系统组成；

机械结构包括推车(1)、把手(2)、配重(3)、系统支撑板(4)、后端皮带轮(5)、拖链(7)、上滚轮(8)、水平上支撑板(9)、小锥齿轮(12)、大锥齿轮(13)、相机安装板(14)、相机(15)、拖链支撑板(16)、同步带(17)、工字钢a(18)、工字钢b(42)、前端皮带轮(19)、皮带支撑滚子(21)、水平下支撑板(23)、下滚轮(22)、螺栓、联轴器(27)、滚轮上轨道(28)、测头轴承(29)、内圈圆环(30)、滚轮下轨道(31)、激光反光板(32)、轴承盖板a(33)、皮带轮支撑板a(35)、轴承a(34)、皮带轮轴(36)、皮带轮支撑板b(35)、轴承b(38)、轴承盖板b(39)、销(40)、连接板(43)，螺栓包括同步带锁紧螺栓(11)、系统支撑板锁紧螺栓(24)、连接板螺栓(41)；

工字钢a(18)通过两对系统支撑板(4)支撑在推车(1)前端，系统支撑板(4)通过系统支撑板锁紧螺栓(24)与推车(1)固定，配重(3)放在推车(1)的后端；工字钢a(18)和工字钢b(42)通过连接板(43)、销(40)、连接板螺栓(41)连接在一起；工字钢a(18)的一端和工字钢b(42)的一端分别装有后端皮带轮(5)、前端皮带轮(19)；测头轴承(29)套在工字钢(18)上，测头轴承(29)外圈套装有大锥齿轮(13)，测头轴承(29)内圈装有内圈圆环(30)，圆环上下焊接有水平上支撑板(9)和水平下支撑板(23)，水平上支撑板(9)和水平下支撑板(23)上分别安装有一对上滚轮(8)和一对下滚轮(22)，滚轮可以在工字钢a(18)和工字钢b(42)外表面上的滚轮上轨道(28)、滚轮下轨道(31)滚动，滚轮两侧安装有导轨；水平上支撑板(9)上安装有齿轮驱动电机(10)，电机轴上安装有小锥齿轮(12)，小锥齿轮(12)与大锥齿轮(13)啮合，同步带(17)的两端通过同步带锁紧螺栓(11)安装的水平上支撑板(9)的下面；在内圈圆环(30)的一侧安装有激光反光板(32)，在内圈圆环(30)的前端安装有拖链支撑板(16)，拖链支撑板(16)与拖链(7)相连，相机(15)、齿轮伺服电机(10)的电线放在拖链(7)中，随拖链(7)一起运动；在大锥齿轮(13)的一端安装有相机安装板(14)，在相机安装板(14)上装有相机；

电气系统包括齿轮伺服电机(10)、同步带伺服电机(26)、前端限位开关(20)、后端限位开关(6)、激光测距仪(25)、计算机(45)、PCI卡(46)、齿轮伺服驱动器(47)、同步带伺服驱动器(48)、控制面板(44)，控制面板(44)上有手动/自动切换按钮(61)、急停按钮(62)、自动指示灯(60)、手动指示灯(59)、相机前进指示灯(58)、相机后退指示灯(57)、相机正转指示灯(50)、相机反转指示灯(49)、相机前进按钮(56)、相机后退按钮(55)、相机正转按钮(54)、相机反转按钮(52)、拍照按钮(51)、自动运行按钮(53)；

同步带伺服电机(26)可以通过同步带(17)驱动相机(15)沿工字钢a(18)、工字钢b(42)前进或后退，齿轮伺服电机(10)可以通过小锥齿轮(12)、大锥齿轮(13)驱动相机(15)做360度旋转，激光测距仪(25)安装在工字钢a(18)的一端，通过安装在内圈圆环(30)左侧的激光反光板(32)来测量相机(15)前进的距离；在工字钢a(18)和工字钢b(42)的一端分别安装有后端限位开关(6)和前端限位开关(20)，以防止相机(15)超程；伺服驱动器、各种按钮、限位开关、激光测距仪信号通过PCI板接入计算机，相机则通过串口直接与计算机相连；

同步带伺服电机(26)通过联轴器(27)与后端皮带轮(5)的主轴(36)相连，后端皮带轮(5)两侧分别安装有轴承a(34)、轴承b(38)，所述轴承a(34)、轴承b(38)上分别固定有皮带轮支撑板a(35)、皮带轮支撑板b(37)；所述轴承a(34)、轴承b(38)外侧分别安装有轴承盖板a(33)、轴承盖板b(39)。

2.根据权利要求1所述的一种深孔内壁成像系统，其特征在于：所述深孔内壁成像系统分为手动工作和自动工作；

手动工作时，将手动/自动切换按钮(61)打在手动位置，此时手动指示灯(59)亮；按下相机前进按钮(56)，信号经过PCI板(46)传给计算机(45)，计算机(45)通过PCI板(46)发送信号给同步带伺服驱动器(48)，驱动同步带伺服电机(26)正转，同步带伺服电机(26)通过联轴器(27)驱动后端皮带轮(5)正转，皮带轮(5)通过同步带(17)带动、上滚轮(8)、水平上支撑板(9)带动相机(15)前进，相机前进指示灯(58)亮；松开相机前进按钮(56)，相机前进指示灯(58)灭，相机(15)停止前进；

按下相机后退按钮(55)，信号经过PCI板(46)传给计算机(45)，计算机(45)通过PCI板(46)发送信号给同步带伺服驱动器(48)，驱动同步带伺服电机(26)反转，同步带伺服电机(26)通过联轴器(27)驱动后端皮带轮(5)反转，皮带轮(5)通过同步带(17)带动上滚轮(8)、水平上支撑板(9)带动相机(15)后退，相机后退指示灯(57)亮；松开相机后退按钮(55)，相机后退指示灯(57)灭，相机(15)停止后退；按下相机正转按钮(54)，信号经过PCI板(46)传给计算机(45)，计算机(45)通过PCI板(46)发送信号给同步带伺服驱动器(47)，驱动齿轮伺服电机(10)正转，齿轮伺服电机(10)通过小锥齿轮(12)、大锥齿轮(13)驱动相机(15)正转，相机正转指示灯(50)亮；松开相机正转按钮(54)，相机正转指示灯(50)灭，相机(15)停止正转；按下相机反转按钮(52)，信号经过PCI板(46)传给计算机(45)，计算机(45)通过PCI板(46)发送信号给同步带伺服驱动器(47)，驱动齿轮伺服电机(10)正转，齿轮伺服电机(10)通过小锥齿轮(12)、大锥齿轮(13)驱动相机(15)反转，相机反转指示灯(49)亮；松开相机反转按钮(52)，相机反转指示灯(49)灭，相机(15)停止反转；按下拍照按钮(51)，信号经过PCI板(46)传给计算机(45)，计算机(45)通过串口发送信号控制相机(15)进行拍照，拍照完毕后计算机(45)通过串口读取相机(15)的照片并保存在计算机45的硬盘上；

自动工作时，将手动/自动切换按钮(61)打在自动位置，此时自动指示灯(60)亮；按下自动运行按钮(53)，系统首先自动复位，即相机(15)回到工字钢(18)的最后端，并旋转到最上端；复位完成后，计算机(45)通过串口发送信号控制相机(15)进行拍照，拍照完毕后计算机(45)通过串口读取相机(15)的照片并保存在计算机(45)的硬盘上，拍完一张照片后，计算机(45)通过PCI板(46)发送信号给同步带伺服驱动器(47)，驱动齿轮伺服电机(10)正转，齿轮伺服电机(10)通过小锥齿轮(12)、大锥齿轮(13)驱动相机(15)正转，相机正转指示灯(50)亮，相机(15)正转一个设定的角度后，计算机(45)通过串口发送信号控制相机(15)进行拍照，拍照完毕后计算机(45)通过串口读取相机(15)的照片并保存在计算机(45)的硬盘上，如此循环；当相机(15)旋转到360度时，计算机(45)通过PCI板(46)发送信号给同步带伺服驱动器(47)，驱动齿轮伺服电机(10)反转，齿轮伺服电机(10)通过小锥齿轮(12)、大锥齿轮(13)驱动相机(15)反转，当相机(15)反转到最上端时停止，此时计算机(45)通过PCI板(46)发送信号给同步带伺服驱动器(48)，驱动同步带伺服电机(26)正转，同步带伺服电机(26)通过联轴器(27)驱动后端皮带轮(5)正转，皮带轮(5)通过同步带(17)带动、上滚轮(8)、水平上支撑板(9)带动相机(15)前进，相机(15)前进到设定的距离后停止，计算机(45)通过串口发送信号控制相机(15)进行拍照，拍照完毕后计算机(45)通过串口读取相机(15)的照片并保存在计算机(45)的硬盘上，拍完一张照片后，计算机(45)通过PCI板(46)发送信号给同步带伺服驱动器(47)，驱动齿轮伺服电机(10)正转，齿轮伺服电机(10)通过小锥齿轮(12)、大锥齿轮(13)驱动相机(15)正转，相机正转指示灯(50)亮，相机(15)正转一个设定的角度后，计算机(45)通过串口发送信号控制相机(15)进行拍照，拍照完毕后计算机(45)通过串口读取相机(15)的照片并保存在计算机(45)的硬盘上；如此循环，直到将整个内壁成像完毕后，计算机(45)通过PCI板(46)发送信号给同步带伺服驱动器(48)，驱动同步带伺服电机(26)反转，同步带伺服电机(26)通过联轴器(27)驱动后端皮带轮(5)反转，皮带轮(5)通过同步带(17)带动上滚轮(8)、水平上支撑板(9)带动相机(15)后退，当后退到极限位置时，相机(15)停止运动，整个自动成像过程结束。