CN102710897A

CN102710897A - 视频监控用的自动稳定装置

Info

Publication number: CN102710897A
Application number: CN2012101909506A
Authority: CN
Inventors: 张子方; 朱小华; 石譞; 曹俊灵; 卢希美
Original assignee: TIANJIN LIANDA COMMUNICATION DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: TIANJIN LIANDA COMMUNICATION DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2012-06-12
Filing date: 2012-06-12
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明涉及一种视频监控用的自动稳定装置，左端盖和连接板用螺钉固定在外筒的一端，右端盖和轴承盖用螺钉固定在外筒的另一端，右端盖上安装有由调节螺钉和薄壁调节孔板组成的节流孔开度调节机构，主轴装置由分别安装在左端盖、右端盖内的滚动轴承、滑动轴承支撑，主轴装置的一端从右端盖一侧穿出，并装有密封圈，筒叶片通过分别开在左、右端盖上的键槽一、键槽二固定，筒叶片上开有节流孔，主轴装置和筒叶片将外筒内腔分成两个独立的腔室，外筒壁上安装有由挡板隔开的两个独立的储气室一、储气室二。本发明采用单侧出轴、悬臂安装方式，体积小、重量轻、便于安装，为轮胎吊及各种起重设备上用于观察吊钩工况的摄像装置提供稳定的工作姿态。

Description

视频监控用的自动稳定装置

技术领域

本发明属于视频监控装置领域，涉及一种视频监控用的自动稳定装置，尤其适用于与视频监控摄像机配合使用时，可以实现在某一方向上跟踪垂直目标的同时，使摄像机在冲击、振动的情况下提供稳定清晰的图像。

背景技术

视频监控用摄像机安装在一个装置A上，摄像机垂直向下监控目标。当装置A发生俯仰变化时，摄像机同时发生俯仰变化，监控目标会偏离出摄像机的监控画面。如果监控摄像机与装置A之间用一个自由轴来连接，当装置A发生俯仰变化时，摄像机由于重力作用，保持垂直向下的姿态，使摄像机始终保持对目标的监控。当装置A发生振动或受到冲击时，摄像机的画面虽然能保持对目标的监控，但画面会发生严重的抖动，无法正常观察。现有的稳定装置有专利号为ZL01274799.8的专利，原有的技术是根据陀螺原理保持监控摄像机的姿态稳定。当摄像系统发生姿态改变时，支撑轴使摄像机能保持对目标的跟踪。当装置A发生振动或受到冲击时，由陀螺电机驱动的高速陀螺产生的进动运动，吸收了振动和冲击产生的能量，使监控摄像机能稳定工作，提供清晰的画面。陀螺原理自动稳定器的优点是：跟踪速度较快、稳定性好。缺点是对加工精度要求高，生产成本高，必须有电源保障。有些情况不能保证电源的供应，就不能应用该自动稳定器。现有稳定装置还有专利申请（专利）号ZL200520123961.8新型的无电源稳定器。该新型的无电源稳定器，采用液压原理设计，能够在没有外接电源的场合使用。缺点是仅能和特定摄像装置配合使用，应用范围小，局限性大。

发明内容

本发明所要解决的问题在于，克服现有技术的不足，提供一种视频监控用的自动稳定装置，当它配置视频监控摄像机后，能安装在俯仰经常发生变化，且有较强冲击、振动干扰的场合。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

依据本发明提供的一种视频监控用的自动稳定装置，包括外筒、左端盖、右端盖、轴承盖、连接板和主轴装置，所述左端盖和连接板用螺钉固定在外筒的一端，右端盖和轴承盖用螺钉固定在外筒的另一端，右端盖上安装有由调节螺钉和薄壁调节孔板组成的节流孔开度调节机构；主轴装置由分别安装在左端盖、右端盖中的滚动轴承、滑动轴承支撑，主轴装置的一端从右端盖一侧穿出，左端盖上分别装有密封圈二、密封圈三，右端盖上分别装有密封圈一、密封圈四，筒叶片通过两个分别开在左端盖上的键槽一、右端盖上的键槽二固定，筒叶片上开有节流孔，主轴装置和筒叶片将外筒内腔分成两个独立的腔室一、腔室二，外筒壁上焊接有两个独立的储气室一、储气室二。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案进一步实现：

前述的主轴装置包括主轴、轴叶片，轴叶片通过螺钉固定在主轴上；

前述的储气室一、储气室二的气腔内充有空气或惰性气体。

本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果：

由于本发明结构简单，对加工精度要求不高、工作时无需电力供给，使其可工作在许多特殊的场合。可调节开度的节流孔，实现了阻尼系数的连续变化，可满足不同负载对阻尼系数的不同要求。储气气室为稳定装置提供缓冲，在环境温度变化时，自动调整进入储气气室内阻尼硅油的量，从而使得内腔中的阻尼硅油时刻保持充满状态。轴承的作用是进一步减少主轴与左、右端盖的摩擦阻力，加大稳定装置的动态范围。密封的作用是阻止稳定装置中的阻尼油渗漏。节流孔的大小、数量、位置，阻尼油的粘度与稳定装置的跟踪速度与稳定性及动态范围有关，应根据具体设计要求决定。本发明配置视频监视摄像机后，能使摄像机安装在一个经常发生姿态变化的设备上，快速保持对目标的监控，同时克服冲击、振动等干扰，使监控图像稳定、清晰。

本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的主轴装置的结构示意图；

图3本发明的工作原理示意图；

图4本发明的使用状态示意图；

图5本发明的安装使用示意图。

其中：1、主轴装置，2、左端盖，3、右端盖，4、筒叶片，5、外筒，6、轴承盖，7、连接板，8、储气室一，8＇、储气室二，9、调节螺钉，10、薄壁调节孔板， 11、滚动轴承，12、滑动轴承，13、密封圈一，14、密封圈二，15、密封圈三，16、密封圈四，17、主轴，18、轴叶片19、键槽一，20、键槽二，21、装置A，22、视频监控用的自动稳定装置，23、摄像机，24、目标，25、节流孔, 26、视频监控用的自动稳定摄像系统27、腔室一，28、腔室二。

具体实施方式

以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提供的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如图1～5所示的一种视频监控用的自动稳定装置，包括外筒、左端盖、右端盖、轴承盖、连接板和主轴装置，所述左端盖2和连接板7用螺钉固定在外筒5的一端，右端盖3和轴承盖6用螺钉固定在外筒的另一端，右端盖上安装有由调节螺钉9和薄壁调节孔板10组成的节流孔开度调节机构；主轴装置由分别安装在左端盖、右端盖内的滚动轴承11、滑动轴承12支撑，主轴装置的一端从右端盖一侧穿出，左端盖上分别装有密封圈二14、密封圈三15，右端盖上分别装有密封圈一13、密封圈四16，筒叶片4通过两个分别开在左端盖上的键槽一19、右端盖上的键槽二20固定，筒叶片上开有节流孔25，主轴装置和筒叶片将外筒内腔分成两个独立的腔室一27、腔室二28，外筒壁上安装有两个独立的储气室一8、储气室二8＇, 储气室一、储气室二的气腔内充有空气或惰性气体。主轴装置包括主轴、轴叶片，轴叶片18通过螺钉固定在主轴17上。主轴装置通过外筒两端的左端盖、右端盖，保持与外筒同心。储气室一、储气室二的气腔内充有空气或惰性气体。连接板连接负载，或作为法兰压紧左端盖上的密封圈。

工作原理：

本发明工作时，主轴17固定在装置A 21上，摄像机24固定在连接板7上，连接板与外筒5相连接。

当装置A发生俯仰变化时，摄像机根据摆的原理产生向垂直方向变化的趋势。这时在主轴装置上的轴叶片和筒叶片之间产生高压腔室和低压腔室。高压腔室中的阻尼油会通过节流孔流向低压腔室。从装置A停止俯仰变化到高压腔室与低压腔室的压力相同，本发明完成了一个目标保持跟踪的过程。由于俯仰变化的连续性，冲击较小，高压腔室与低压腔室的压力差也较小。摄像机对目标的跟踪是平稳的。

当冲击与振动产生时，由于摄像机的惯性作用，会产生高压腔室和低压腔室。由于冲击与振动产生的加速度较大，高压腔室与低压腔室压力差较大。因为节流孔，两室压力不能迅速消失，对阻止摄像机发生变化的阻尼力也很大。从而实现了对有用的转矩（对目标的跟踪）有较小的阻力。对有害的转矩（冲击、振动）有较大的阻力。理想的稳定装置应该对有用转矩的阻力为零，对有害转矩的阻力为无穷大。而现实中的稳定装置只能在两者之中折衷选择。主要考虑一方指标，而适当兼顾另一方的指标。

为保证工作压力稳定，节流孔的形式以薄壁小孔较为理想。本发明的筒叶片上开有直径和孔长之比大于6:1的薄壁小孔。这种结构的优点是：外界温度变化时，阻尼硅油的温度也随之变化，进而阻尼硅油的粘度也随之变化。对于薄壁小孔，粘度对流量影响较小，故阻尼硅油温度变化时，通过节流孔的流量基本不变，确保了工作压力的稳定。

本发明内设有节流孔开度调节机构,调节机构由薄壁调节孔板和与其连接的调节螺钉组成。操作人员通过旋转调节螺钉带动薄壁调节孔板移动，遮挡筒叶片上的节流孔，改变其开口面积大小，进而实现了阻尼力的连续变化。为了使节流孔调节机构兼有温度补偿作用，调节机构中的薄壁调节孔板和筒叶片采用温度膨胀系数不同的材料制造。其中制造薄壁调节孔板所用材料的温度膨胀系数远大于用来制造筒叶片的材料的温度膨胀系数。这种设计的优点是温度升高时，薄壁调节孔板伸长使节流孔变小；当温度降低时，薄壁调节孔板缩短使节流孔变大，从而补偿了阻尼硅油温度对阻尼的影响。

在外筒上部固定安装两个储气室一、储气室二，气腔内充有空气或惰性气体。当本发明受到冲击时，储气室内填充的气体被压缩，冲击结束后气体膨胀回弹，这样的工作方式相当于在本发明内部加装了起缓冲作用的弹簧。

本发明的工作温度在-30℃至60℃，工作温差达到90℃。在如此大的工作温差下稳定装置中起阻尼作用的硅油的体积会有9%的变化。在常温下注油封装的现有稳定装置，在高温时其内部的阻尼硅油膨胀，导致内部压力增大，带来更大的阻尼硅油向外泄漏的可能；在低温时阻尼硅油收缩，使稳定装置内部出现空腔，导致稳定器的阻尼效果下降。本发明的稳定装置，常温注油封装时注入的阻尼硅油体积约为稳定装置内腔体积的1.1倍，多余的阻尼硅油会流入储气室内，但又不充满储气室。当外界温度升高时，阻尼硅油体积膨胀，膨胀的部分流入储气室，减小了内压增加量; 当温度下降时，阻尼硅油体积收缩，在重力的作用下，原本停留在储气室内多余的阻尼硅油回流到稳定装置内腔中，弥补了稳定装置内腔中原有的阻尼硅油因体积收缩而腾出的空间。这样稳定装置内腔的阻尼硅油就会在整个工作温度范围内保持即充满，又不造成内压的较大变化，使其在良好状态条件下工作。

图5是本发明与摄像装置共同组成自动稳定摄像系统。自动稳定摄像系统安装在门座式起重机吊臂的前端，向下监视吊具和货物。当吊臂伸缩工作时，吊臂前端固定的自动稳定摄像机安装基座会发生俯仰变化。自动稳定摄像系统克服这种变化，保持对吊具和货物的监视。在发生冲击和振动时，自动稳定摄像系统能保证画面的清晰、稳定。

Claims

1.一种视频监控用的自动稳定装置，包括外筒、左端盖、右端盖、轴承盖、连接板和主轴装置，其特征在于：所述左端盖和连接板用螺钉固定在外筒的一端，右端盖和轴承盖用螺钉固定在外筒的另一端，右端盖上安装有由调节螺钉和薄壁调节孔板组成的节流孔开度调节机构；主轴装置由分别安装在左端盖、右端盖中的滚动轴承、滑动轴承支撑，主轴装置的一端从右端盖一侧穿出，左端盖上分别装有密封圈二、密封圈三，右端盖上分别装有密封圈一、密封圈四，筒叶片通过两个分别开在左端盖上的键槽一、右端盖上的键槽二固定，筒叶片上开有节流孔，主轴装置和筒叶片将外筒内腔分成两个独立的腔室一、腔室二，外筒壁上焊接有两个独立的储气室一、储气室二。

2.根据权利要求1所述的视频监控用的自动稳定装置，其特征在于：所述的主轴装置包括主轴和轴叶片，轴叶片通过螺钉固定在主轴上。

3.根据权利要求1所述的视频监控用的自动稳定装置，其特征在于：所述的储气室一、储气室二的气腔内充有空气或惰性气体。