CN103894373A - 一种基于双向科恩达效应的镜头除尘防护装置 - Google Patents

Abstract

本发明的目的在于提供一种基于双向科恩达效应的镜头除尘防护装置，主要由进气嘴、镜头固定装置、空气导风装置和检尘保护镜片组成。其中高压气体从进气嘴注入由镜头固定装置和空气导风装置二者构成的内缩阶梯式环形腔，完成气体二次压缩后进入科恩达剖面产生科恩达效应，激发来自两侧导风口的空气产生延镜头表面的高速定向流动，进而实现气体除尘和保洁镜头目的；检尘保护镜片不但可以保护镜头而且设计有能检测灰尘密度的方形标尺，尤其适合具有视觉分析功能的镜头自主除尘。本发明弧形出气口构成科恩达剖面能够激发气体的科恩达效应，起到空气放大器作用，最高能达到25倍；可以大幅节省压缩空气，最高可达90%。

Description

一种基于双向科恩达效应的镜头除尘防护装置

技术领域

本发明涉及的是一种清洁装置，具体地说是镜头清洁防护装置。

背景技术

近年来，随着视觉监测的快速发展，各种功能相机镜头已经广泛应用于社会的各个领域，例如交通预警监测领域、安防领域和航空航天领域、机器人智能等等。由于其工作环境复杂，尤其在交通监测和移动机器人的视觉系统应用方面，会使摄像头直接暴露在恶劣户外条件下，需要长期经受沙尘、雾气侵扰。这就造成了镜头表面易易于附着灰尘和潮湿水汽，这些都严重干扰了摄像头的正常工作，同时鉴于其工作条件无法实现人为定期维护清洁。因此，如何能够自动检测镜头污染并快速清洁的方法就成了亟待解决的一个问题。

目前镜头除尘防护措施主要是为在镜头外安装透明防护装置，将沙尘、水汽等隔绝在外；但防护装置依然会遭受外界污染，附着灰尘，同样影响镜头影响，所以仍需要除尘清洁。

综上所述，传统的镜头清洁防护装置有以下缺点：

1、透明防护装置性能不完善，虽然在镜头和外界直接添加一层防护层，但其罩体自身仍然会受到污染，造成镜头视野模糊，影响正常使用。

2、目前镜头清洁措施多采用将受污染镜头取下，再进行清洗，其手段多为水洗、超声波清洗、高压气体冲洗等，无法在线工作清洁，并且多为人工操作，效率低，影响镜头正常工作。

3、通过查阅相关专利，基于科恩达效应的镜头清洁装置存在单孔供气方式差，气体利用率低的问题，科恩达效应激发结构未合理设计空气引入方式和无导向功能，这就造成科恩达气体放大效应不理想，除尘效率低，影响清洁效果。

4、自主清洁性能差，多为人工清洁，少数基于视觉传感器的专利，并没有有自动检测灰尘密度，反馈污染程度的功能，自主清洁能力差。

发明内容

本发明的目的在于提供可实现良好除尘效果的一种基于双向科恩达效应的镜头除尘防护装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明一种基于双向科恩达效应的镜头除尘防护装置，其特征是：包括进气嘴、镜头固定装置、空气导风装置、检尘保护镜片，镜头固定装置安装在空气导风装置里，进气嘴安装在镜头固定装置上，检尘保护镜片安装在镜头固定装置里，进气嘴为中空结构，进气嘴的上部设置成楔形环结构，进气嘴的下部功有外螺纹，镜头固定装置里设置内螺纹，进气嘴通过其外螺纹与镜头固定装置的内螺纹相配合，镜头固定装置为空心结构，空心结构的下端壁为向内阶梯环形，向内阶梯环形采用45度倒角，检尘保护镜片安装在向内阶梯环形的结构上面，镜头固定装置的上端外壁为二级直角阶梯结构，空气导风装置的上部内壁为与镜头固定装置的上部外壁相配合的二级直角阶梯结构，空气导风装置的中部为外凸环形回转面，外凸环形回转面与镜头固定装置中部的135度阶梯面构成锥形气室，空气导风装置的下部与镜头固定装置的下部之间形成科恩达结构，进气嘴的中空结构、锥形气室、科恩达结构相互连通，检尘保护镜片位于科恩达结构上方。

本发明还可以包括：

1、空气导风装置下部开有圆周角度均为60度的对称双向梯形进气口，对称双向梯形进气口与科恩达结构相连通。

2、进气嘴有两个，两个进气嘴相对于镜头固定装置180度对称分布，楔形环结构有三组，按照上下布置的方式依次排列。

本发明的优势在于：

1、三层锥形进气嘴，可以快捷的与压缩空气进气软管连接，结合紧密、气密性好，通过软管可实现远距离供气，减少占用空间。

2、镜头固定装置、空气导风装置二者连接构成的内缩阶梯式环形腔，可以实现空气二次压缩，进一步提高气体压力；弧形出气口构成科恩达剖面能够激发气体的科恩达效应，起到空气放大器作用，最高能达到25倍；可以大幅节省压缩空气，最高可达90%。

3、检尘保护镜片材质强度高可以保护镜头减少损伤，同时其外表面中心贴有能检测灰尘密度的方形检尘薄片，可以为视觉检测功能的镜头反馈污染情况，自主判断是否清洁除尘。

4、整体结构简洁方便，造价低廉；无运动部件，免维护；气动除尘，起停快速，且无电气干扰。

附图说明

图1a为本发明的剖视图，图1b为三维剖视图；

图2为本发明各部件间的关系图；

图3为本发明的装配分解示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～3，本发明一种镜头清洁防护装置，包括进气嘴1、镜头固定装置2、空气导风装置3，三者通过螺纹连接并加以垫圈密封，产生的密闭空间形成了科恩达效应的气体除尘结构；同时检尘保护镜片4安装在镜头固定装置2构成镜头防护结构。

进气嘴外部采用三组楔形环结构，可与橡胶气管紧密连接，用来注入压缩空气；下部攻有外螺纹与镜头固定装置2顶部连接，180度对称分部，进气简单可靠。

镜头保护装置2内部为圆筒空间和与底部向内阶梯环采用45度倒角设计，用来定位和安装检尘保护镜片4；外部上端采用二级直角阶梯结构用于与空气导风装置3内侧上部进行螺纹连接构成密闭空间；外部下端设计为外凸环形回转面与空气导风装置3内侧135度阶梯面构成锥形气室，进行空气二次压缩；最后两者的弧形底部结构，构成间距约为1mm的科恩达剖面，用来实现压缩气体附壁导向快速流动，起到激发科恩达效应的作用。

空气导风装置3环形外侧开有圆周角度60度的对称双向梯形进气口，用于流入周围空气，满足快速大量进气要求，其梯形剖面结构用来来引导空气与经过科恩达剖面流出的压缩气体汇合，产生科恩达效应，进而实现空气放大，共同作用于检尘保护镜片4达到除尘清洁作用；内侧底部的环形圆筒，整体厚度小，可以很好的保证镜头视野。

检尘保护镜片4采用阶梯圆柱结构可以很好的安装在镜头固定装置2内侧底部，不但材质坚硬，而且透明度好，能够起到二次保护镜头作用；其底部中心外表面设计有用于尘埃密度检测的方形标尺，能够检测镜片附着物密度和分布情况，反馈给具有视觉检测功能的镜头，自主判断清洁除尘。

本发明一种基于双向科恩达效应的镜头除尘防护装置主要由进气嘴、镜头固定装置、空气导风装置和检尘保护镜片组成。其中高压气体从进气嘴注入由镜头固定装置和空气导风装置二者构成的内缩阶梯式环形腔，完成气体二次压缩后进入科恩达剖面产生科恩达效应，激发来自两侧导风口的空气产生延镜头表面的高速定向流动，进而实现气体除尘和保洁镜头目的；检尘保护镜片不但可以保护镜头而且设计有能检测灰尘密度的方形标尺，尤其适合具有视觉分析功能的镜头自主除尘。

结合图1，压缩气体由两个进气孔1共同注入由镜头固定装置2和空气导风装置3二者构成的内缩阶梯式环形腔，三者通过螺纹配合加以密封垫圈实现密封。从图1剖视图中，可以发现该环形气室具有阶梯结构和弧形科恩达剖面，前者实现气体的二次压缩，进一步增强气压；后者引导气体延科恩达剖面产生高速射流，即发生气体附壁作用。除尘装置的外围空气从空气导风装置3两侧对称进入时，在受到内部高速气流流动时产生的负压作用，产生快速流动与来自达科恩达剖面出口压缩气体结合时，会激发科恩达效应，产生延镜头表面即检尘保护镜片外表面的高速定向流动，进而实现吹除表面附着灰尘，起到保洁镜头目的。检尘保护镜片4与镜头固定装置2内侧孔过渡配合，然后有镜头压紧。检尘保护镜片4材质强度高、透明度好，不但可以保护镜头免于沙尘等直接冲击产生磨损而且其外表面中心设计有方形检尘标尺，能够检测反馈表面附着物密度和分布情况，尤其适合具有视觉传感器检测功能的机器人或监控摄像机自动根据视野效果，自主判断除尘。

Claims (3)

1.一种基于双向科恩达效应的镜头除尘防护装置，其特征是：包括进气嘴、镜头固定装置、空气导风装置、检尘保护镜片，镜头固定装置安装在空气导风装置里，进气嘴安装在镜头固定装置上，检尘保护镜片安装在镜头固定装置里，进气嘴为中空结构，进气嘴的上部设置成楔形环结构，进气嘴的下部功有外螺纹，镜头固定装置里设置内螺纹，进气嘴通过其外螺纹与镜头固定装置的内螺纹相配合，镜头固定装置为空心结构，空心结构的下端壁为向内阶梯环形，向内阶梯环形采用45度倒角，检尘保护镜片安装在向内阶梯环形的结构上面，镜头固定装置的上端外壁为二级直角阶梯结构，空气导风装置的上部内壁为与镜头固定装置的上部外壁相配合的二级直角阶梯结构，空气导风装置的中部为外凸环形回转面，外凸环形回转面与镜头固定装置中部的135度阶梯面构成锥形气室，空气导风装置的下部与镜头固定装置的下部之间形成科恩达结构，进气嘴的中空结构、锥形气室、科恩达结构相互连通，检尘保护镜片位于科恩达结构上方。

2.根据权利要求1所述的一种基于双向科恩达效应的镜头除尘防护装置，其特征是：空气导风装置下部开有圆周角度均为60度的对称双向梯形进气口，对称双向梯形进气口与科恩达结构相连通。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于双向科恩达效应的镜头除尘防护装置，其特征是：进气嘴有两个，两个进气嘴相对于镜头固定装置180度对称分布，楔形环结构有三组，按照上下布置的方式依次排列。

Images