[发明专利]一种基于3D成像的封闭空间清理装置及操作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工机械制造产品及核电反应堆压力容器，具体地说是一种基于3D成像的封闭空间清理装置及操作方法。

背景技术

现有的大型换热器、核电反应堆压力容器、蒸汽发生器及特殊化工容器因其复杂的内部结构，易形成查看及操作死角，死角内的异物无法用常规手段查看清理，通常会使用潜望镜或光纤窥镜协助操作进行清理，但是使用上述器件则存在如成像不清晰，缺乏立体感，难以判断操作工具及异物件的空间位置关系，造成操作困难等问题；同时现有的清理装置其可操作性也不佳。

发明内容

鉴于已有技术存在的缺陷，本发明的目的是要提供一种基于3D成像的封闭空间清理装置及操作方法，其具有成像清晰、无观察死角、摄像头为可折叠伸缩结构，可操作性高等优点。

为了实现上述目的，本发明的技术方案：

一种基于3D成像的封闭空间清理装置，其特征在于：

包括视频系统以及操作装置；

所述视频系统包括前端光源、操作杆、摄像装置以及成像装置；其中所述前端光源设置于所述操作杆前端端头处；所述摄像装置设置于所述操作杆前端侧壁上，并能够以所述操作杆前端侧壁为固定端，进行延伸或者压缩的往复运动；所述成像装置用于与接收摄像装置采集的摄像数据进行3D成像显示；

所述操作装置包括取物杆以及机械手，其中所述机械手设置于所述取物杆前端。

作为优选，所述摄像装置包括：通过弹簧夹设置于所述操作杆前端侧壁上，用于采集摄像数据的摄像头。

进一步的，所述摄像装置至少需要两组相互平行弹簧夹；且所述弹簧夹能够使得所述摄像装置在完全压缩状态时，能够贴附于所述操作杆前端侧壁上；同时使得所述摄像装置在完全延伸状态时，能够延伸至所述前端光源的最大外径的外围。

作为优选，所述视频系统还包括操作线以及设置于操作杆后端，并能够相对于所述操作杆后端端面进行旋转的操作手柄，其中所述操作线一端设置于所述摄像装置上，另一端设置于所述操作手柄上，使得操作手柄在旋转时能够带动所述操作线进行拉紧或者松开运动，进而使得所述摄像装置在所述操作线进行拉紧或者松开过程调整所述摄像装置张开程度即实现所述摄像装置延伸或者压缩的往复运动。

作为优选，所述操作杆包括操作杆前端以及操作杆后端；所述操作杆前端直径小于操作杆后端直径。

作为优选，所述操作装置还包括销轴、取物手柄以及控制线；所述销轴设置于所述取物杆前端，并使得所述机械手能够通过该销轴进行旋转运动；所述取物手柄设置于所述取物杆后端，并能够相对于所述取物杆后端端面进行旋转；所述控制线一端设置于所述机械手上，另一端设置于所述取物手柄上，使得取物手柄在旋转时能够带动所述控制线进行拉紧或者松开运动，进而使得所述机械手在所述控制线进行拉紧或者松开过程中进行夹持或者松开的操作。

进一步的，所述机械手为两个通过所述销轴相对于设置于所述取物杆前端的夹持臂结构。

所述夹持臂结构包括前端夹持杆以及后端动力杆；其中所述后端动力杆之间设置张口弹簧，并将所述控制线一端设置于所述张口弹簧上，另一端设置于所述取物手柄上，使得取物手柄在旋转时带动所述控制线进行拉紧或者松开运动，进而使得所述后端动力杆在所述控制线的拉紧或者松开过程中进行压合或者松开操作；同时所述前端夹持杆随着所述后端动力杆压合或者松开操作进行物体夹持或者松开的操作。

作为优选，所述前端光源前端为圆球状或圆锥状。

本发明还提供一种基于上述3D成像的封闭空间清理装置的操作方法，其包括：

A、伸入所述视频系统：首先通过旋转操作手柄，将操作线拉紧，使得摄像装置紧贴于操作杆前端侧壁上；随后将所述视频系统伸入到待清理的封闭空间内后，反向旋转操作手柄使得操作线松开，进而使得摄像装置延伸后，摄像头能延伸到前端光源最大外径的外侧，调整前端光源亮度便于成像装置将拍摄的空间内的异物进行3D图像呈现显示；

B、伸入操作装置：将操作装置伸入封闭空间内，通过成像装置3D显示图像，调整操作装置角度及伸入位置，使得机械手接触到异物，并旋转取物手柄，使得取物手柄在旋转时带动控制线进行拉紧运动，进而使得机械手夹持住该异物；

C、将异物从封闭空间取出；

D、完成一个异物清理工作后，再次将取出清理装置伸入封闭空间，重复上述步骤，进行其它异物清理工作，直至全部异物清理完成。

与现有技术相比，本发明特别适用于化工容器制造异物清理作业等领域使用，具体包括如下优点：