一种应用于空调远程维保的背包指导系统及方法

技术领域

本发明涉及物联网技术领域，特别涉及一种应用于空调远程维保的背包指导系统及方法。

背景技术

目前空调具有较大的保有量，每年空调厂家、维保公司等均在空调的安装、售后维修方面投入巨大的人力物力。现场施工人员大多技术能力有限，无法解决空调的具体故障点，往往需具备一定技术能力的人员出差现场进行设备的调试及维护，不仅降低了效率且增加了空调维护的成本。

现有技术中，如公开号为CN211878458U中国实用新型专利公开了一种用于光伏电站巡检的可穿戴设备、公开号为CN113052561A的中国发明专利公开了一种基于可穿戴设备的流程控制系统及方法、公开号为CN113990117A的中国发明专利公开了一种现场AR输电现场作业用的视野共享远程指导装置，上述技术方案中，其中的观察组件不论是摄像头亦或者是AR眼镜均安装在穿戴式的头盔上，跟随头盔运动。由于空调维保属高空作业，为规避坠落风险，现场施工人员到达合适位置后应减少移动，受限于头部的活动范围，现有观察组件的视野局限在头部活动范围内，空调维保现场往往需要对距离较远的器件进行辨认，如安装在空调外机顶部的传感器型号，现有观察组件往往难以满足需求；针对一些大型空调维保现场，后方专家往往需要按照自己的意识进行现场观察，远程的专家无法对安装在头部的观察组件进行活动调节；基于AR眼镜的标注指示相对于采用激光灯直接指示位置的体验感较差，对于现场维保人员接受程度较低。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于空调远程维保的背包指导系统及方法，以解决现有观察组件由于受限于头部的活动范围所导致的观察视野具有局限的问题。为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来解决：

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种应用于空调远程维保的背包指导系统，包括：

现场操作端，设有观察组件以及作为其支撑基础的背包，且两者间设有可摆动的伸缩组件，所述观察组件通过所述伸缩组件支撑在所述背包上方，所述观察组件配置有三轴防抖云台；

远程专家端，通过云端数据传输与所述现场操作端进行交互。

作为进一步的技术方案，所述观察组件包括摄像头和照射单元，所述照射单元包括激光灯以及调节其照射角度的调节机构。

作为进一步的技术方案，所述调节机构具有水平和前后两个旋转自由度。

作为进一步的技术方案，所述调节机构包括用于承载所述激光灯的旋转载体，所述旋转载体内部设有驱动所述激光灯水平旋转的第一驱动，外部设有驱动其前后摆动的第二驱动。

作为进一步的技术方案，所述旋转载体前后摆动的旋转轴线位于其下部。

作为进一步的技术方案，所述背包具有收纳箱，具有收纳所述伸缩组件和所述观察组件的空间。

作为进一步的技术方案，所述背包还具有工具箱，设于所述收纳箱下方并与其可拆卸连接。

作为进一步的技术方案，所述伸缩组件配置有伸缩驱动和摆动驱动。

作为进一步的技术方案，所述观察组件包括喇叭、麦克风，用于所述现场操作端和所述远程专家端的语音交互。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种应用于空调远程维保的背包指导系统的工作方法，包括以下步骤：

远程专家端通过云端数据传输现场操作端进行交互，伸缩和摆动伸缩组件使观察组件至合适位置，三轴防抖云台为观察组件提供防抖作用的同时根据指令控制摄像头角度调节以切换至最佳观察视角，根据指令控制调节机构实现激光灯任意照射角度以配合摄像头工作。

上述本发明的有益效果如下：

（1）本发明以背包形式进行布置，可靠的解决观察组件与人体间的绑定关节，以背包作为支撑基础，观察组件通过与其连接的伸缩组件从人体背后向上伸出，在不影响操作人员胸前视野同时，通过伸缩组件的伸缩和摆动扩大了观察视野。具体可达到的视野范围包括胸前及其左右和头部周围，相比于头盔式视野范围较大，并且仅依靠伸缩组件的摆动和伸缩，解放了头部。

（2）本发明三轴防抖云台可检测观察组件的姿态，该信息反馈至控制系统，控制系统控制三轴防抖云台的电机角度，以实现防抖功能，保证视频图像的稳定性。此外，基于三轴防抖云台，后端人员可实现摄像头的上下左右移动，若远程专家端的专家需要调节摄像头视角，三轴防抖云台可根据指令控制摄像头的角度以实现视角切换，极大的提高了现场操作的视野。

（3）本发明的伸缩组件的摆动和伸缩可使观察组件移动至合适位置，属粗略调节；基于三轴防抖云台，后端人员可实现摄像头的上下左右移动，三轴防抖云台可根据指令控制摄像头的角度以实现视角切换，属精细调节。在伸缩组件500和三轴防抖云台的配合下，可获得最佳观察视野。

（4）本发明通过设置调节机构使激光灯具有水平和前后两个旋转自由度。在前后摆动和水平旋转两自由度的复合运动下，激光灯可以实现任意角度的照射，保证现场交互的真实性，后方专家可控制激光照射的具体位置，便于与现场人的具体沟通。

附图说明

构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的限定。还应当理解，这些附图是为了简化和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。现在将通过使用附图以附加的特征和细节来描述和解释本发明，其中：

图1示出了本发明实施例中背包指导系统的现场操作端结构示意图；

图2示出了本发明实施例中伸缩组件以及观察组件结构示意图；

图3示出了本发明实施例中观察组件轴测图；

图4示出了本发明实施例中观察组件主视图；

图5示出了本发明实施例中去掉壳体后的观察组件轴测图；

图6示出了本发明实施例中去掉壳体后的观察组件主视图；

图7示出了本发明实施例中观察组件轴测图。

图中：100、人体；200、收纳箱；300、工具箱；400、观察组件；410、壳体；420、耳机插孔；430、摄像头；440、麦克风；450、照射单元；451、激光灯；452、支架；453、第一驱动；454、旋转载体；455、第二驱动；456、主动齿轮；457、从动齿轮；458、支撑板；460、喇叭；500、伸缩组件；600、三轴防抖云台；700、背带。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明典型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

如图1-图7所示，本实施例提供了一种应用于空调远程维保的背包指导系统，包括远程专家端和现场操作端，远程专家端通过云端数据传输与现场操作端进行交互。

云端数据传输主要用于数据转发，并对来自不同终端的数据进行对接与管理，一个专家指挥多个现场进行操作。

如图1所示，现场操作端设有观察组件400以及作为其支撑基础的背包，且两者间设有可摆动的伸缩组件500，观察组件400通过伸缩组件500支撑在背包上方，观察组件400配置有三轴防抖云台600。

本申请以背包形式进行布置，可靠的解决观察组件400与人体100间的绑定关系，以背包作为支撑基础，观察组件400通过与其连接的伸缩组件500从人体100背后向上伸出，在不影响操作人员胸前视野同时，通过伸缩组件的伸缩和摆动扩大了观察视野。具体可达到的视野范围包括胸前及其左右和头部周围，相比于头盔式视野范围较大，并且依靠伸缩组件500的摆动和伸缩，解放了头部，用户可根据自身的需要对其角度和高度进行调节，以实现摄像头430视野最佳。

背包具有收纳箱200，具有收纳伸缩组件500和观察组件400的空间。收纳箱200顶部开口，伸缩组件500下端铰接在收纳箱一端部侧，本实施例设置在了右侧，不仅可以避开头部对视野的影响，同时收纳箱200也可以较短的长度收纳伸缩组件500。可以理解的是，也可以设置在左端部侧或者其他可以避开头部影响的其他位置。

背包还具有工具箱300，设于收纳箱200下方并与其可拆卸连接。工具箱300与顶部收纳箱200通过滑动连接，背带700位于收纳箱200上，用户可将现场使用的工具放置于工具箱300。用户背负时，可将可拆卸工具箱300卸下，以减轻背负重量；也可不卸下作为收纳箱200的配重，可以稳定作为基础的收纳箱200，减少观察组件400的抖动。

伸缩组件500的摆动和伸缩，可手动操作，也可设置为后台自动操控。可以理解的是，若为自动操控，伸缩组件500需配置有伸缩驱动和摆动驱动，在设置为自动操控下，也可通过手动进行伸缩或摆动。在设置为手动操作下，在维保前可预先进行大体的伸缩或摆动，工作过程中，也可通过手进行操作。

本实施例中，伸缩组件500采用伸缩杆的结构。如图2所示，在伸缩组件500的上端安装有三轴防抖云台600，可根据实际情况调节其位置，三轴防抖云台600由三个无刷电机组成，内部集成六轴陀螺仪，可检测观察组件400的姿态，该信息反馈至控制系统，控制系统控制三轴防抖云台600的电机角度，以实现防抖功能，保证视频图像的稳定性。此外，基于三轴防抖云台600，后端人员可实现摄像头430的上下左右移动，若远程专家端的专家需要调节摄像头视角，三轴防抖云台600可根据指令控制摄像头430的角度以实现视角切换，极大的提高了现场操作的视野。

在本申请中，伸缩组件500的摆动和伸缩可使观察组件400移动至合适位置，属粗略调节；基于三轴防抖云台600，后端人员可实现摄像头430的上下左右移动，三轴防抖云台600可根据指令控制摄像头430的角度以实现视角切换，属精细调节。在伸缩组件500和三轴防抖云台600的配合下，可获得最佳观察视野。

如图3所示，观察组件400包括摄像头430和照射单元450，照射单元450包括激光灯451以及调节其照射角度的调节机构，更加直接的实现了现场与后端之间的交互，激光灯451以及调节其照射角度的调节机构位于三轴防抖云台600之上，保证了激光指示的稳定性。摄像头430采用可变焦摄像头进行视频采集，也能进一步解决远端微小文字物品的辨认问题。

激光灯451及其驱动位于观察组件400内，三轴防抖云台600同样可为激光灯451提供防抖作用。

如图3、图4和图7所示，观察组件400具有壳体410，摄像头430和照射单元450设置在壳体410上，观察组件400设有喇叭460、耳机插孔420、麦克风440，用于现场操作端和远程专家端的语音交互。

本实施例中，调节机构具有水平和前后两个旋转自由度。具体的，如图5和图6所示，调节机构包括用于承载激光灯451的旋转载体454，旋转载体454内部设有驱动激光灯451水平旋转的第一驱动453，外部设有驱动其前后摆动的第二驱动455。第一驱动453和第二驱动455均为电机驱动，且配置有减速器及编码器。

与摄像头430同侧面的壳体410上设有开口，旋转载体454可在开口前后摆动，开口的前后以及旋转载体454的前后摆动均以人体的前进方向为基准。

旋转载体454具有容纳空间，第一驱动453及其减速器安装在旋转载体454的容纳空间内，激光灯451安装在支架452上，支架452与第一驱动453转轴连接，从而实现第一驱动453驱动激光灯451在水平范围内旋转。

第二驱动455及其减速器安装在旋转载体454下方，旋转载体454前后摆动的旋转轴线位于其下部，如图7所示，旋转载体454转轴设置在支撑板458上，同时，第一驱动453依靠主动齿轮456和从动齿轮457将动力传递至旋转载体454，进而驱动旋转载体454以及内部设置的第一驱动453、激光灯451一起发生前后摆动。在前后摆动和水平旋转两自由度的复合运动下，激光灯451可以实现任意角度的照射，保证现场交互的真实性，后方专家可控制激光照射的具体位置，便于与现场人的具体沟通。

观察组件400整体尺寸较小，本实施例设置旋转载体454，将水平旋转的驱动以及激光灯451设置其内，在旋转载体454下部设置的前后摆动驱动可整体驱动旋转载体454及激光灯451发生前后摆动，并在壳体410上开口供其前后摆动使用，在旋转载体454的作用下将水平和前后旋转进行复合可获得任意角度的切换，旋转载体454的使用降低了调节机构所占用体积，满足观察组件400小尺寸的需要。

现场操作端还具有控制系统，用于三轴防抖云台600的以及激光灯451的驱动的控制，同时麦克风440和喇叭460实现语音交互，其内置的H.265编码单元可实现视频数据的编码压缩，以节省云端通信数据流量费用，控制系统内部集成4G模块，可通过4G模块向云端发送数据。

远程专家端主要用于与技术专家的人机交互，远程专家端的硬件载体为电脑，控制伸缩组件500伸缩和摆动，采用上下左右键控制现场操作端三轴防抖云台600的运动角度，进而控制摄像头430的视角，通过鼠标控制现场操作端激光灯451的指示位置，通过显示器显示现场操作端摄像头430的图像，通过麦克风440和喇叭460实现与现场操作端的语音交互。所有控制数据经由云平台发送至现场操作端。

实施例2

本实施例提供了如实施例一中所述应用于空调远程维保的背包指导系统的工作方法，包括以下步骤：

远程专家端通过云端数据传输现场操作端进行交互，伸缩和摆动伸缩组件500使观察组件400至合适位置，三轴防抖云台600为观察组件400提供防抖作用的同时根据指令控制摄像头430角度调节以切换至最佳观察视角，根据指令控制调节机构实现激光灯451任意照射角度以配合摄像头430工作。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。