CN104135602B - 矿用隔爆移动摄像系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种矿用隔爆移动摄像系统，包括轨道、悬挂件、驱动组件、移动小车、坦克链、吊臂、摄像仪、隔爆行程开关和控制器；驱动组件包括电机、减速机、传动轴、主动链轮、从动链轮、传动链条、收紧螺杆、链条托轴和链条托；悬挂件与轨道固定连接并用于轨道1的安装；坦克链和吊臂分别与移动小车固定连接；控制器通过控制驱动组件带动移动小车实现左右向的直线运动从而相应带动摄像仪左右向运动实现移动摄像功能，隔爆行程开关用于对移动小车的左右向的移动位置进行限位。本发明能够有效适用于煤矿的特殊防爆使用环境，可在煤矿无人值守环境中实现视频监控，有效提高煤矿的安全生产水平且结构简单，成本不高，易于实现和安装。

Description

矿用隔爆移动摄像系统

技术领域

本发明涉及摄像系统技术领域，具体涉及一种能够适用于煤矿应用环境的矿用隔爆移动摄像系统。

背景技术

日常生产生活中，移动摄像系统已经较为常见。目前常用的移动摄像系统有车载移动摄像系统、轨道式移动摄像系统等。常见的轨道式移动摄像系统，其一般采用在线带电的驱动方式，不能防爆，而煤矿的应用环境下，对防爆隔爆的要求十分严格，因而现有的轨道式移动摄像系统完全不能满足煤矿井下的应用要求。随着生产管理水平和安全要求的不断提高，煤矿的很多地方特别是无人值守的场合大量需要移动摄像系统，而目前市面上尚未见到能够有效适用于煤矿使用环境的移动摄像系统。

发明内容

本发明的目的是：适应市场需求，提供一种能够安全、有效地应用于煤矿使用环境中的矿用隔爆移动摄像系统。

本发明的技术方案是：本发明的矿用隔爆移动摄像系统，包括摄像仪，其结构特点是：还包括轨道、驱动组件、移动小车、坦克链、吊臂、隔爆行程开关和控制器；

上述的轨道包括主体部、封口板和挡板；主体部为长方体的中空管体件；主体部的底板的中间处左右向设有长方形的缺口；主体部的后侧板的左右向的中部位置设有导线通过孔；封口板为长方形的板体件，封口板在主体部的左端口和右端口分别各设1块且与主体部焊接；挡板为长方形的板体件，挡板设有2块，该2块挡板垂直设置在主体部的底板上且位于缺口的前后两侧；

驱动组件包括电机、减速机、传动轴、主动链轮、从动链轮和传动链条；电机和减速机设置在轨道的左侧；电机和减速机传动连接；主动链轮固定设置在轨道的主体部内的右侧，主动链轮与传动轴的一端固定连接；传动轴的另一端与减速机传动连接，从而使得主动链轮可与传动轴同步转动；从动链轮固定设置在轨道的主体部内的左侧前端；传动链条的可传动地套接在主动链轮和从动链轮；

移动小车设置在轨道的主体部；移动小车的前侧与传动链条焊接，从而使得移动小车可随传动链条在轨道的主体部内左右向移动；

坦克链设置在轨道的主体部内的后侧；坦克链与移动小车固定连接；从而使得坦克链可随动于移动小车；

吊臂为杆体件，吊臂的上端与移动小车固定连接；吊臂的下端与摄像仪固定连接；上述的摄像仪的电源线和信号线经坦克链和轨道的主体部的后侧板上的导线通过孔引出；隔爆行程开关设有2个，该2个隔爆行程开关在轨道的左侧和右侧分别各设置1个；

控制器包括电机保护器、变压器、第一电源模块、第二电源模块、单片机、RS485通信模块、红外收发模块、第一继电器控制模块、第二继电器控制模块、继电器J1、继电器J2、交流接触器KM1和交流接触器KM2；

电机保护器、变压器、第一电源模块和第二电源模块分别具有电源输入端和电源输出端；单片机设有第一控制输出端、第二控制输出端、第一通信端和第二通信端；RS485通信模块设有对内通信端和对外通信端；红外收发模块设有对内通信端和红外无线通信端；第一继电器控制模块和第二继电器控制模块分别设有控制信号输入端和控制信号输出端；

上述的电机保护器的电源输入端使用时外接三相交流电；变压器的电源输入端使用时接三相交流电中的任意两相；电机保护器的电源输出端通过并联的交流接触器KM1和交流接触器KM2与驱动组件的电机电连接；第一电源模块和第二电源模块的电源输入端均与变压器的电源输出端电连接；第一电源模块为控制器的单片机、RS485通信模块、红外收发模块(97)、第一继电器控制模块(98)、第二继电器控制模块(99)、继电器J1以及继电器J2提供工作电源；第二电源模块的电源输出端为摄像仪提供工作电源；

单片机的第一通信端与RS485通信模块的对内通信端双向信号电连接；单片机的第二通信端与红外收发模块的对内通信端双向信号电连接；第一继电器控制模块的控制信号输入端与单片机的第一控制输出端电连接；第二继电器控制模块的控制信号输入端与单片机的第二控制输出端电连接；

继电器J1的线圈的一端与第一继电器控制模块的控制信号输出端电连接；继电器J1的线圈的另一端以及继电器J1的公共触点均与第一电源模块的电源输出端正极电连接；继电器J2的线圈的一端与第二继电器控制模块的控制信号输出端电连接；继电器J2的线圈的另一端与第一电源模块的电源输出端正极电连接；继电器J2的公共触点与继电器J1的常开触点电连接；继电器J2的常闭触点通过交流接触器KM2的常闭辅助触点与交流接触器KM1的线圈一端电连接；交流接触器KM1的线圈另一端串联1个隔爆行程开关后接第一电源模块的电源输出端负极；继电器J2的常开触点通过交流接触器KM1的常闭辅助触点与交流接触器KM2的线圈一端电连接；交流接触器KM2的线圈另一端串联另1个隔爆行程开关后接第一电源模块的电源输出端负极。

进一步的方案是：还包括悬挂件，上述的悬挂件设置2个以上；悬挂件与轨道的主体部固定连接。

进一步的方案是：上述的驱动组件还包括收紧螺杆、链条托轴和链条托；上述的驱动组件的从动链轮固定设置在轨道的主体部内的左侧前端的固定方式为通过收紧螺杆固定安装；链条托轴和链条托配套设置；链条托轴和链条托设有2套以上；链条托与链条托轴相连接并可绕链条托轴转动；链条托通过链条托轴设置在轨道的主体部内且位于主动链轮和从动链轮之间；上述的传动链条与链条托相咬合。

进一步的方案是：上述的继电器J1和继电器J2均为OMI-SS-112L型号的继电器；交流接触器KM1和交流接触器KM2均为施耐德电气有限公司的LC1D09BD型号的交流接触器。

进一步的方案还有：上述的第一继电器控制模块包括电阻R1、二极管D1和三极管Q1；电阻R1的一端即为上述的第一继电器的控制信号输入端；电阻R1的另一端与三极管Q1的基极电连接；三极管Q1的集电极与二极管D1的正极因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为上述的第一继电器控制模块的控制信号输出端；二极管D1的负极接第一电源模块的电源输出端正极；三极管Q1的发射极接第一电源模块的电源输出端负极；第二继电器控制模块和第一继电器控制模块的电路结构相同。

本发明具有积极的效果：（1）本发明的矿用隔爆移动摄像系统，能够有效适用于煤矿的特殊防爆使用环境，可任意安装在煤矿无人值守或不适合由人值守的环境中，实现视频监控，从而可有效提高煤矿的安全生产水平。（2）本发明的矿用隔爆移动摄像系统，结构简单，成本不高，易于实现和安装，市场需求迫切。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1省略了控制器并向前翻转90度后的结构示意图；

图3为图1的左视图；

图4为图1的A-A向剖视图；

图5为图1的B-B向剖视图；

图6为图1的C-C向剖视图；

图7为图1的D-D向剖视图；

图8为图1中的控制器的结构框图，图中还显示了其与电机和2个隔爆行程开关的电连接关系；

图9为图8中的第一继电器控制模块的电原理图。

上述附图中的附图标记如下：

轨道1，主体部11，缺口11-1，封口板12，挡板13，

悬挂件2，

驱动组件3，电机31，减速机32，传动轴33，主动链轮34，从动链轮35，收紧螺杆36，传动链条37，链条托轴38，链条托39，

移动小车4，

坦克链5，

吊臂6，

摄像仪7，

隔爆行程开关8，

控制器9，电机保护器91，变压器92，第一电源模块93，第二电源模块94，单片机95，RS485通信模块96，红外收发模块97，第一继电器控制模块98，第二继电器控制模块99。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

（实施例1）

见图1至图7，本实施例的矿用隔爆移动摄像系统，主要由轨道1、悬挂件2、驱动组件3、移动小车4、坦克链5、吊臂6、摄像仪7、隔爆行程开关8和控制器9组成。

轨道1的材质为钣金，表面喷漆防腐处理。轨道1由主体部11、封口板12和挡板13组成。主体部11为长方体的中空管体件，主体部11的底板的中间处左右向设有长方形的缺口11-1；主体部11的后侧板的左右向的中部位置设有导线通过孔；封口板12为长方形的板体件，封口板12设有2块，在主体部11的左端口和右端口分别各设1块且与主体部11焊接。挡板13为长方形的板体件，挡板13设有2块，该2块挡板13垂直设置在主体部11的底板上且位于缺口11-1的前后两侧。设置挡板13的目的在于防止移动小车4在移动运行时从缺口11-1滑落。

悬挂件2设置2个以上。悬挂件2与轨道1的主体部11固定连接。悬挂件2用于轨道1在使用时的悬挂安装。

驱动组件3包括电机31、减速机32、传动轴33、主动链轮34、从动链轮35、收紧螺杆36、传动链条37、链条托轴38和链条托39。本实施例中，电机31优选采用550W功率的三相异步电机。

电机31和减速机32设置在轨道1的左侧；电机31和减速机32传动连接。主动链轮34固定设置在轨道1的主体部11内的右侧，主动链轮34与传动轴33的一端固定连接；传动轴33的另一端与减速机32传动连接，从而使得主动链轮34可与传动轴33同步转动。从动链轮35通过收紧螺杆36固定设置在轨道1的主体部11内的左侧前端；收紧螺杆36可手动地将传动链条37进行收紧。传动链条37可传动地套接在主动链轮34和从动链轮35上。链条托轴38和链条托39配套设置，链条托轴38和链条托39设有2套以上，链条托39与链条托轴38相连接并可绕链条托轴38转动；链条托39通过链条托轴38设置在轨道1的主体部11内且位于主动链轮34和从动链轮35之间。传动链条37与链条托39相咬合。设置链条托轴38和链条托39的目的在于，因传动链条37较长，为减轻主动链轮34和从动链轮35上传动链条37的重力，同时为保证传动链条37有效传动。

移动小车4设有一台。移动小车4设置在轨道1的主体部11内。移动小车4的前侧通过一块连接钢板与传动链条37焊接，从而使得移动小车可随传动链条37在轨道1的主体部11内左右向移动。

坦克链5设置在轨道1的主体部11内的后侧，坦克链5通过连接钢板与移动小车4的上端固定连接，从而使得坦克链5可随动于移动小车4。坦克链5用于电源线和信号线随动于移动小车4的移动而走线。

吊臂6为杆体件，吊臂6的上端与移动小车4固定连接；吊臂6的下端与摄像仪7固定连接。从而使得摄像仪7通过吊臂6随动于移动小车4。

摄像仪7的工作电源由控制器9提供；摄像仪7的电源线和信号线经坦克链5和轨道1的主体部11的后侧板上的导线通过孔引出。

隔爆行程开关8设有2个，该2个隔爆行程开关8在轨道1的左侧和右侧分别各设置1个。隔爆行程开关8用于移动小车4移动到位时停止电机驱动从而停止移动小车的移动，也即对移动小车4在轨道1的主体部11内的移动进行限位。

参见图8，控制器9主要由电机保护器91、变压器92、第一电源模块93、第二电源模块94、单片机95、RS485通信模块96、红外收发模块97、第一继电器控制模块98、第二继电器控制模块99、继电器J1、继电器J2、交流接触器KM1和交流接触器KM2组成。本实施例中，继电器J1和继电器J2均优选采用OMI-SS-112L型号的继电器。交流接触器KM1和交流接触器KM2均优选采用施耐德电气有限公司的LC1D09BD型号的交流接触器。

电机保护器91用于实现对电机32的过载、短路和缺相保护。电机保护器91、变压器92、第一电源模块93和第二电源模块94分别具有电源输入端和电源输出端；单片机95设有第一控制输出端、第二控制输出端、第一通信端和第二通信端；RS485通信模块96设有对内通信端和对外通信端；红外收发模块97设有对内通信端和红外无线通信端；第一继电器控制模块98和第二继电器控制模块99分别设有控制信号输入端和控制信号输出端。

电机保护器91的电源输入端使用时外接660V三相交流电；变压器92的电源输入端使用时接660V三相电中的任意两相；电机保护器91的电源输出端通过并联的交流接触器KM1和交流接触器KM2与驱动组件3的电机31电连接；第一电源模块93和第二电源模块94的电源输入端均与变压器92的电源输出端电连接；第二电源模块94的电源输出端输出18V本安直流电源，为摄像仪7提供工作电源；第一电源模块93为控制器9的单片机95、RS485通信模块96、红外收发模块97、第一继电器控制模块98、第二继电器控制模块99、继电器J1以及继电器J2提供工作电源。单片机95的第一通信端与RS485通信模块96的对内通信端双向信号电连接；单片机95的第二通信端与红外收发模块97的对内通信端双向信号电连接；第一继电器控制模块98的控制信号输入端与单片机95的第一控制输出端电连接；第二继电器控制模块99的控制信号输入端与单片机95的第二控制输出端电连接；

继电器J1的线圈的一端与第一继电器控制模块98的控制信号输出端电连接；继电器J1的线圈的另一端以及继电器J1的公共触点均与第一电源模块93的电源输出端正极电连接；继电器J2的线圈的一端与第二继电器控制模块99的控制信号输出端电连接；继电器J2的线圈的另一端与第一电源模块93的电源输出端正极电连接；继电器J2的公共触点与继电器J1的常开触点电连接；继电器J2的常闭触点通过交流接触器KM2的常闭辅助触点与交流接触器KM1的线圈一端电连接；交流接触器KM1的线圈另一端串联1个隔爆行程开关8后接第一电源模块93的电源输出端负极；继电器J2的常开触点通过交流接触器KM1的常闭辅助触点与交流接触器KM2的线圈一端电连接；交流接触器KM2的线圈另一端串联另1个隔爆行程开关8后接第一电源模块93的电源输出端负极；

使用时RS485通信模块96的对外通信端与煤矿的上位机通信连接；红外收发模块97的红外无线通信端与煤矿现场的红外遥控装置通信。

见图9，第一继电器控制模块98由电阻R1、二极管D1和三极管Q1组成。电阻R1的一端即为前述的第一继电器98的控制信号输入端；电阻R1的另一端与三极管Q1的基极电连接；三极管Q1的集电极与二极管D1的正极因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为前述的第一继电器控制模块98的控制信号输出端；二极管D1的负极接第一电源模块93的电源输出端正极；三极管Q1的发射极接第一电源模块93的电源输出端负极。

第二继电器控制模块99和第一继电器控制模块98的电路结构相同。

本实施例的矿用隔爆移动摄像系统，其在使用时，控制器9通过控制电机31的正转、反转和停止，并经由减速机32、传动轴33、主动链轮34、从动链轮35和传动链条37使得移动小车4相应地在轨道1的主体部11内进行直线的左向运动、右向运动和停止动作；2个隔爆行程开关8对移动小车4的活动区间进行限制；移动小车4的运动带动与其固定连接的摄像仪7同步左右向运动，摄像仪7同步工作，从而完成摄像仪7对煤矿无人值守需要监控的区域的移动摄像工作。

以上实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变换和变化而得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应该归入本发明的专利保护范围。

Claims (3)

1.一种矿用隔爆移动摄像系统，包括摄像仪（7），其特征在于：还包括轨道（1）、悬挂件（2）、驱动组件（3）、移动小车（4）、坦克链（5）、吊臂（6）、隔爆行程开关（8）和控制器（9）；

所述的轨道（1）包括主体部（11）、封口板（12）和挡板（13）；主体部（11）为长方体的中空管体件；主体部（11）的底板的中间处左右向设有长方形的缺口（11-1）；主体部（11）的后侧板的左右向的中部位置设有导线通过孔；封口板（12）为长方形的板体件，封口板（12）在主体部（11）的左端口和右端口分别各设1块且与主体部（11）焊接；挡板（13）为长方形的板体件，挡板（13）设有2块，该2块挡板（13）垂直设置在主体部（11）的底板上且位于缺口（11-1）的前后两侧；

所述的悬挂件（2）设置2个以上；悬挂件（2）与轨道（1）的主体部（11）固定连接；驱动组件（3）包括电机（31）、减速机（32）、传动轴（33）、主动链轮（34）、从动链轮（35）、传动链条（37）、收紧螺杆（36）、链条托轴（38）和链条托（39）；电机（31）和减速机（32）设置在轨道（1）的左侧；电机（31）和减速机（32）传动连接；主动链轮（34）固定设置在轨道（1）的主体部（11）内的右侧，主动链轮（34）与传动轴（33）的一端固定连接；传动轴（33）的另一端与减速机（32）传动连接，从而使得主动链轮（34）可与传动轴（33）同步转动；从动链轮（35）固定设置在轨道（1）的主体部（11）内的左侧前端；传动链条（37）可传动地套接在主动链轮（34）和从动链轮（35）；从动链轮（35）固定设置在轨道（1）的主体部（11）内的左侧前端的固定方式为通过收紧螺杆（36）固定安装；链条托轴（38）和链条托（39）配套设置；链条托轴（38）和链条托（39）设有2套以上；链条托（39）与链条托轴（38）相连接并可绕链条托轴（38）转动；链条托（39）通过链条托轴（38）设置在轨道（1）的主体部（11）内且位于主动链轮（34）和从动链轮（35）之间；所述的传动链条（37）与链条托（39）相咬合；

移动小车（4）设置在轨道（1）的主体部（11）；移动小车（4）的前侧与传动链条（37）焊接，从而使得移动小车（4）可随传动链条（37）在轨道（1）的主体部（11）内左右向移动；

坦克链（5）设置在轨道（1）的主体部（11）内的后侧；坦克链（5）与移动小车（4）固定连接；从而使得坦克链（5）可随动于移动小车（4）；

吊臂（6）为杆体件，吊臂（6）的上端与移动小车（4）固定连接；吊臂（6）的下端与摄像仪（7）固定连接；所述的摄像仪（7）的电源线和信号线经坦克链（5）和轨道（1）的主体部（11）的后侧板上的导线通过孔引出；隔爆行程开关（8）设有2个，该2个隔爆行程开关（8）在轨道（1）的左侧和右侧分别各设置1个；

控制器（9）包括电机保护器（91）、变压器（92）、第一电源模块（93）、第二电源模块（94）、单片机（95）、RS485通信模块（96）、红外收发模块（97）、第一继电器控制模块（98）、第二继电器控制模块（99）、继电器J1、继电器J2、交流接触器KM1和交流接触器KM2；

电机保护器（91）、变压器（92）、第一电源模块（93）和第二电源模块（94）分别具有电源输入端和电源输出端；单片机（95）设有第一控制输出端、第二控制输出端、第一通信端和第二通信端；RS485通信模块（96）设有对内通信端和对外通信端；红外收发模块（97）设有对内通信端和红外无线通信端；第一继电器控制模块（98）和第二继电器控制模块（99）分别设有控制信号输入端和控制信号输出端；

所述的电机保护器（91）的电源输入端使用时外接三相交流电；变压器（92）的电源输入端使用时外接三相交流电中的两相；电机保护器（91）的电源输出端通过并联的交流接触器KM1和交流接触器KM2与驱动组件（3）的电机（31）电连接；第一电源模块（93）和第二电源模块（94）的电源输入端均与变压器（92）的电源输出端电连接；第一电源模块（93）为控制器（9）的单片机（95）、RS485通信模块（96）、红外收发模块(97)、第一继电器控制模块(98)、第二继电器控制模块(99)、继电器J1以及继电器J2提供工作电源；第二电源模块（94）的电源输出端为摄像仪（7）提供工作电源；

单片机（95）的第一通信端与RS485通信模块（96）的对内通信端双向信号电连接；单片机（95）的第二通信端与红外收发模块（97）的对内通信端双向信号电连接；第一继电器控制模块（98）的控制信号输入端与单片机（95）的第一控制输出端电连接；第二继电器控制模块（99）的控制信号输入端与单片机（95）的第二控制输出端电连接；

继电器J1的线圈的一端与第一继电器控制模块（98）的控制信号输出端电连接；继电器J1的线圈的另一端以及继电器J1的公共触点均与第一电源模块（93）的电源输出端正极电连接；继电器J2的线圈的一端与第二继电器控制模块（99）的控制信号输出端电连接；继电器J2的线圈的另一端与第一电源模块（93）的电源输出端正极电连接；继电器J2的公共触点与继电器J1的常开触点电连接；继电器J2的常闭触点通过交流接触器KM2的常闭辅助触点与交流接触器KM1的线圈一端电连接；交流接触器KM1的线圈另一端串联1个隔爆行程开关（8）后接第一电源模块（93）的电源输出端负极；继电器J2的常开触点通过交流接触器KM1的常闭辅助触点与交流接触器KM2的线圈一端电连接；交流接触器KM2的线圈另一端串联另1个隔爆行程开关（8）后接第一电源模块（93）的电源输出端负极。

2.根据权利要求1所述的矿用隔爆移动摄像系统，其特征在于：所述的继电器J1和继电器J2均为OMI-SS-112L型号的继电器；交流接触器KM1和交流接触器KM2均为施耐德电气有限公司的LC1D09BD型号的交流接触器。

3.根据权利要求1所述的矿用隔爆移动摄像系统，其特征在于：所述的第一继电器控制模块（98）包括电阻R1、二极管D1和三极管Q1；电阻R1的一端即为所述的第一继电器控制模块（98）的控制信号输入端；电阻R1的另一端与三极管Q1的基极电连接；三极管Q1的集电极与二极管D1的正极因共线而形成一个公共接点，该公共接点即为所述的第一继电器控制模块（98）的控制信号输出端；二极管D1的负极接第一电源模块（93）的电源输出端正极；三极管Q1的发射极接第一电源模块（93）的电源输出端负极；第二继电器控制模块（99）和第一继电器控制模块（98）的电路结构相同。