一种超视距远程无线操控装置的制作方法

1.本实用新型涉及无线操控领域，具体涉及一种超视距远程无线操控装置。


背景技术：

2.面对越来越多的移动机械设备(例如泵车、起重机、矿用机械等)，可采用遥控器对其进行遥控操作，以增强控制的灵活性，同时也可避免发生事故时，对操作人员造成人身伤害。现在，遥控器一般都装配手柄、钮子开关、按钮、旋钮等操作元件，对机械设备运行状态进行控制，但是在作业现场，远程操作对车辆进行操作时的工作环境一般比较恶劣嘈杂，仅仅采用目视远程操作的方法，已大大不能满足要求。
3.目前，移动通信网络已经极其发达，能够支撑大规模的实时远程数据通信，在无人驾驶移动设备领域，急需一种基于大规模的实时远程数据通信的超视距远程无线操控系统及操控终端。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本实用新型提供了一种超视距远程无线操控装置。本实用新型通过采集远程图像、远程移动设备状态信息、利用操控端设备实现对远程移动设备的动作控制。并采用了视频拼接技术、无线透传技术、自动跳频技术，实现采集信息和控制信息的双向实时传输，保证传输信号的稳定性、时效性和有效性。解决了在恶劣环境下替代人工操作，将施工人员从危险或复杂的环境中分离出来，解决现场施工问题，保障现场人员的安全性并提高工作舒适度。
5.为实现所述技术目的，本实用新型的技术方案是：
6.一种超视距远程无线操控装置，包括安装于机械设备上的远程移动设备和操控终端设备；
7.所述远程移动设备上安装设置第一摄像头及第二摄像头至少两个摄像头，第一摄像头及第二摄像头连接第一交换机，用于获取机械现场环境视频；所述第一交换机连接第一无线传输模块，用于将现场环境视频无线传送出去；
8.还包括安装于操控终端设备上并电连接的第二无线传输模块和第二交换机、机载电脑、第二数据转换模块，所述第二无线传输模块通过第二交换机连接所述机载电脑，用于接收现场环境视频并在机载电脑上显示所述第一摄像头及第二摄像头的拼接视频；所述第二数据转换模块还通过第二控制器连接操作面板，用于远程控制机械设备。第一无线传输模块和第二无线传输模块可采用zigbee、lora、gprs、蓝牙、红外等无线传输协议。
9.进一步，所述移动设备还包括第一发动机状态采集装置、变速箱状态采集装置、液压系统状态采集装置、gps获取装置，及其电连接的第一控制器，用于获取机械设备的发动机状态、变速箱状态、液压系统状态、gps信息。
10.进一步，设置第一数据转换模块，所述第一控制器通过第一数据转换模块电连接所述第一交换机，用于将机械设备的发动机状态、变速箱状态、液压系统状态、gps信息发送
至操控终端设备。
11.进一步，所述第二控制器电连接设置警示单元，通过第二控制器，进行发动机状态、变速箱状态、液压系统状态、gps信息警示。
12.进一步，所述第二控制器电连接设置操控面板，用于控制机械设备的机构动作、运行状态。
13.本实用新型的有益效果在于：
14.本实用新型通过采集远程图像、远程移动设备状态信息、利用操控端设备实现对远程移动设备的动作控制。并采用了视频拼接技术、无线透传技术、自动跳频技术，实现采集信息和控制信息的双向实时传输，保证传输信号的稳定性、时效性和有效性。解决了在恶劣环境下替代人工操作，将施工人员从危险或复杂的环境中分离出来，解决现场施工问题，保障现场人员的安全性并提高工作舒适度。
附图说明
15.图1是本实用新型远程移动设备的电路模块化原理示意图；
16.图2是本实用新型操控终端设备的电路模块化原理示意图；
17.图3是本实用新型操控终端设备的电路接线图；
18.图4是本实用新型的第一控制器的电路接线示意图。
具体实施方式
19.下面将对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。
20.一种超视距远程无线机械设备操控装置，包括安装于机械设备上的远程移动设备和操控终端设备；
21.如图1所示，所述远程移动设备上安装设置第一摄像头及第二摄像头至少两个摄像头，第一摄像头及第二摄像头连接第一交换机，用于获取机械现场环境视频；所述第一交换机连接第一无线传输模块，用于将现场环境视频无线传送出去；本实用新型在移动设备端选用高清数字摄像头采集图像信息，通过网线接入到第一交换机，再由第一无线传输模块进行数据发送。
22.作为本实用新型的一种实施例，远程移动设备端通过摄像头采集外部图像信息，其中摄像头的选择根据系统所需要达到采集图像的清晰度和可视角度等特性而定。第一摄像头及第二摄像分别安装在移动设备端的前端和后端，采集移动设备的周边场景，前后分别安装两个摄像头，采用视频拼接技术通过无线网络传输到操控终端设备的机载电脑，保证操控人员在超视距的工作环境中依然可清晰的观察到移动设备周边环境，做出准确的判断和对设备进行远程控制。
23.如图2所示，本实用新型还包括，安装于操控终端设备上并电连接的第二无线传输模块和第二交换机、机载电脑、第二数据转换模块，所述第二无线传输模块通过第二交换机连接所述机载电脑，用于接收现场环境视频并在机载电脑上显示所述第一摄像头及第二摄像头的拼接视频；机载电脑对接收到的多路数字视频图像进行实时视频拼接，以便得到一个整体的、视角范围更宽的视频图像；机载电脑上还设置功能按键，按下机载电脑上的功能切换键可对多路图像进行单一或循环显示。本实用新型采用了视频拼接技术、无线透传技
术、自动跳频技术，实现采集信息和控制信息的双向实时传输，保证传输信号的稳定性、时效性和有效性。
24.所述第二数据转换模块还通过第二控制器连接操作面板，用于远程控制机械。操控终端设备的第二无线传输模块接收到远程移动设备发送的数据后，将接收到移动设备端发送的数据通过交换机将信息分配传输，经第二交换机按设定的地址将数据传输到机载电脑和第二控制器，机载电脑对设备端采集到的视频图像进行实时视频拼接显示以便得到更宽范围的图像视角。远程移动设备状态数据首先传输到第二数据转换模块，此处的数据转换模块将tcp/ip网络协议的数转换为 can总线协议的数据，通过can总线发送到第二控制器，第二控制器进行数据运算，将远程移动设备状态由显示器进行显示。通过机载电脑也可查询移动设备端运行状态并对其进行数据的设定和参数的调整。
25.进一步，所述移动设备还包括第一发动机状态采集装置、变速箱状态采集装置、液压系统状态采集装置、gps获取装置，及其电连接的第一控制器，用于获取机械设备的发动机状态、变速箱状态、液压系统状态、gps信息。远程移动设备端通过第一控制器采集设备状态如，发动机状态、变速箱状态、液压系统状态、gps状态等信息。
26.进一步，设置第一数据转换模块，所述第一控制器通过第一数据转换模块电连接所述第一交换机，用于将机械设备的发动机状态、变速箱状态、液压系统状态、gps信息发送至操控终端设备。如图4所示，第一控制器包括采用plc控制器的vcu1、ecu、tcu控制器，其中vcu1用于采集移动设备液压系统状态信息，ecu用于采集发动机状态信息，tcu用于采集变速箱状态信息。
27.第一数据转换模块采用can转以太网模式，将以can总线协议接收的数据转化为tcp/ip网络协议的数据通过网线传输到第一交换机。如图3所示,第数据转换模块采用型号为usr-cannet的can-以太模块、第二无线传输模块采用wr-01的ap，其和机载电脑pc及第二交换机的端子连接关系如图3所示。
28.进一步，所述第二控制器电连接设置警示单元，通过第二控制器，进行发动机状态、变速箱状态、液压系统状态、gps信息警示。若远程移动设备状态出现故障或需要提示报警时，将会触发相应的警示元件，如报警器、蜂鸣器、指示灯。优选的，第二控制器接收到数据后进行比较与处理，也可以将特定数据以指针动画、数显方式、报警灯、指示灯、蜂鸣器的形式体现在显示器上。
29.进一步，所述第二控制器电连接设置操控面板，用于控制机械设备的机构动作、运行状态。因此本实用新型的第一和第二无线传输模块、交换机、数据转换模块、控制器之间的数据为实时双向传输模式，因此可通过操控面板上的模式开关、操控手柄等方式对移动设备进行远程操控，控制机械设备的机构动作、运行状态。操控终端设备实时采集操控面板上操控手柄、模式开关等器件的状态信息，通过第二无线传输发送到远程移动设备，进一步控制如图4的vcu1、ecu、tcu 控制器，并对机械设备的机构动作和运行状态进行控制。
30.进一步，还包括电源模块，由电源模块即远程移动设备端的24v 直流电瓶给本实用新型中远程移动设备端的外围电气设备供电。远程操控端电源模块为ac220转24v直流电源，为第二无线传输模块、第二交换机、第二数据转换模块、机载电脑、第二控制器、操控面板中的元器件进行供电。
31.对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可
以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。