CN104750122B - 一种游弋式浑浊水下视频监控系统用的精准升降控制装置 - Google Patents
一种游弋式浑浊水下视频监控系统用的精准升降控制装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种游弋式浑浊水下视频监控系统用的精准升降控制装置，包括直流电源、直流电机、绞线盘、耐拉线缆、过线限位机构、伸缩杆、深度传感器、主控器，伸缩杆的一端连接在过线限位机构上，其另一端往下与水下视频采集装置连接；耐拉线缆自带有通讯功能，其一端缠绕在绞线盘上，其另一端依次穿过过线限位机构的线轮和伸缩杆后与水下视频采集装置连接；直流电源分别与直流电机和耐拉线缆的电源线相连；绞线盘由直流电机驱动转动来收紧或松开耐拉线缆；深度传感器安装在伸缩杆与水下视频采集装置的连接处；过线限位机构上设有到顶限位开关和到底限位开关。本发明能够快速、精准地将浑浊水下视频采集装置伸缩到指定位置。
Description
技术领域
本发明涉及游弋式浑浊水下视频监控系统的技术领域，尤其是指一种游弋式浑浊水下视频监控系统用的精准升降控制装置。
背景技术
业内习知，游弋式浑浊水下视频监控系统可广泛应用于水产疾病控制、水产养殖、江河湖泊及海洋水体环境监测、打捞、桥梁水下桥墩监测、休闲渔业等领域，但由于游弋式浑浊水下视频监控系统的水下视频采集装置需要按照实际应用要求伸缩到指定深度，采集目标位置的视频影像，而水面游弋载体又不能下潜到指定位置，所以水面游弋载体不能与水下视频采集装置制作成一个整体，中间必须设计一款连接于水面游弋载体和水下视频采集装置的机构，它需要同时实现以下几个功能：①水面游弋载体与水下视频采集装置的连接；②能带动水下视频采集装置快速、准确定位；③水下视频采集装置的电子元器件的电力供给；④采集到的视频信号的上传至按装在水面游弋载体中视频数据处理模块中进行数据处理。
水下摄像头和陆地摄像不同，有其特殊性及制约性，而在高浑浊水域进行水下摄像、视频监控有许多技术难题亟需解决，其中水面游弋载体在游动时带动水下视频采集装置进行水下摄像过程中，水下视频采集装置必须在平稳中运行，才能从监视器上看到稳定的视频图像。如果水下摄像机前后左右飘动，在监视器上看到的视频图像将是瞬息万变、晃动不定的，从而无法确定水下景物真实状况。当水下视频采集装置上下浮动时，由于在高浑浊水域环境中摄像，水下视频采集装置监控视距小，在监视器上看到的视频图像就会显现时清楚、时模糊。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种游弋式浑浊水下视频监控系统用的精准升降控制装置，能够快速、精准地将浑浊水下视频采集装置伸缩到指定位置，从而可以在高浑浊水域实现方便、快速、定位采集清晰视频图像。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种游弋式浑浊水下视频监控系统用的精准升降控制装置，包括有直流电源、直流电机、绞线盘、耐拉线缆、过线限位机构、伸缩杆、深度传感器及用于控制直流电机工作的主控器，其中，所述直流电源、直流电机、绞线盘、主控器分别装于游弋式浑浊水下视频监控系统的水面游弋载体内，所述过线限位机构装于该水面游弋载体的顶部，所述伸缩杆的一端连接在该过线限位机构上，其另一端往下伸进水中与游弋式浑浊水下视频监控系统的水下视频采集装置连接；所述耐拉线缆自带有通讯功能，其一端缠绕在绞线盘上，其另一端依次绕过过线限位机构的线轮和穿过伸缩杆后与水下视频采集装置连接；所述直流电源与直流电机连接，为该直流电机提供动力来源，同时该直流电源与耐拉线缆的电源线相连，为水下视频采集装置提供电源；所述绞线盘由直流电机驱动转动来收紧或松开耐拉线缆，而耐拉线缆的收紧或放松会传动到伸缩杆上，使伸缩杆随耐拉线缆的运动而伸缩，从而实现水下视频采集装置的上升或下降；所述深度传感器安装在伸缩杆与水下视频采集装置的连接处，实时将当前的伸缩杆伸缩深度数据反馈给主控器；所述过线限位机构上设有到顶限位开关和到底限位开关，用于告知伸缩杆已全部收起和伸缩杆已全部展开或水下视频采集装置已经触底。
所述直流电机与绞线盘之间通过波箱连接，该波箱中设有停机自锁死结构，保证在直流电机不提供动力的情况下，水下视频采集装置不会继续下滑，稳定在指定位置。
所述过线限位机构包括有第一线轮、第二线轮、到顶限位开关、到底限位开关、弹簧及支架，其中，所述第一线轮内固定轴承，其穿过轴承的横轴两端用第一立柱支撑；所述第二线轮内固定轴承，其穿过轴承的横轴两端用第二立柱支撑，每根第二立柱上安装有垂直轴承，以保证第二线轮上下运动顺畅，在垂直轴承外加套筒，第二线轮的横轴两端与套筒相连，且在垂直轴承的下方布置有弹簧，在不受外力的情况下弹簧顶起垂直轴承，当有外力下压第二线轮时，垂直轴承沿着第二立柱向下滑动；所述到顶限位开关通过第一开关安装座安装在支架的下底板上，所述到底限位开关通过第二开关安装座安装在套筒上，所述第一立柱和第二立柱的上端与支架的上顶板连接，其下端固定在支架的下底板上；当水下视频采集装置上升到顶后，伸缩杆完全收起，伸缩杆顶起到顶限位开关，到顶限位开关将信号传送给主控器，直流电机停止工作，而当水下视频采集装置触底或到达伸缩杆伸长极限时，第二线轮松开，垂直轴承在弹簧的顶力下，带动到底限位开关向上运动，顶到支架的上顶板，到底限位开关将信号传送给主控器，直流电机停止工作。
所述深度传感器通过通讯线缆与主控器进行通讯，主控器获取得当前深度数据后，通过其上的无线传输模块将数据发送到游弋式浑浊水下视频监控系统的陆上显示装置上，直接在陆上显示装置的显示屏画面上显示当前水下视频采集装置所处位置的深度情况，显示屏上显示的深度为深度传感器的位置深度加上水下视频采集装置的高度。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、本发明能够快速、精准地将浑浊水下视频采集装置伸缩到指定位置，从而实现在高浑浊水域方便、快速、定位采集清晰视频图像的目的。
2、本发明的结构紧凑可靠，控制方便，性能稳定，是一款理想的升降控制装置。
附图说明
图1为本发明所述精准升降控制装置结合水面游弋载体和水下水下视频采集装置的结构示意图。
图2为本发明所述过线限位机构的结构示意图。
图3为本发明所述过线限位机构的分解图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1至图3所示，本实施例所述游弋式浑浊水下视频监控系统用的精准升降控制装置，包括有直流电源1、直流电机2、绞线盘3、耐拉线缆4、过线限位机构5、伸缩杆6、深度传感器7、主控器8、波箱11。所述直流电源1、直流电机2、绞线盘3、主控器8、波箱11分别装于游弋式浑浊水下视频监控系统的水面游弋载体13内，所述过线限位机构5装于该水面游弋载体13的顶部，所述伸缩杆6的一端连接在该过线限位机构5上，其另一端往下伸进水中与游弋式浑浊水下视频监控系统的水下视频采集装置14连接。所述耐拉线缆4自带有通讯功能，其一端缠绕在绞线盘3上，其另一端依次绕过过线限位机构5的第一线轮501、第二线轮502和穿过伸缩杆6后与水下视频采集装置14连接。所述直流电源1与直流电机2连接，为该直流电机2提供动力来源，同时该直流电源1与耐拉线缆4的电源线相连，为水下视频采集装置14提供持续稳定的电源。所述直流电机2与绞线盘3之间通过波箱11连接，直流电机2接收到主控器8发出的指令后进行相应的运动，直流电机2将动力传动到波箱11中，通过波箱11中的齿轮组的相互传动后，输出合适的旋转速度传动到绞线盘3来收紧或松开耐拉线缆4，而耐拉线缆4的收紧或放松会传动到伸缩杆6上，使伸缩杆6随耐拉线缆4的运动而伸缩，从而实现水下视频采集装置14的上升或下降，波箱11中设有停机自锁死结构，保证在直流电机2不提供动力的情况下，水下视频采集装置14不会继续下滑，稳定在指定位置。所述深度传感器7安装在伸缩杆6与水下视频采集装置14的连接处，通过通讯线缆与主控器8进行通讯，可实时将当前的伸缩杆6伸缩深度数据反馈给主控器8，主控器8获取得当前深度数据后，通过其上的无线传输模块12将数据发送到游弋式浑浊水下视频监控系统的陆上显示装置上，直接在陆上显示装置的显示屏画面上显示当前水下视频采集装置14所处位置的深度情况，显示屏上显示的深度为深度传感器7的位置深度加上水下视频采集装置14的高度。
所述过线限位机构5包括有第一线轮501、第二线轮502、到顶限位开关503、到底限位开关504、弹簧505及支架，其中，所述第一线轮501内固定轴承，其穿过轴承的横轴两端用第一立柱506支撑；所述第二线轮502内固定轴承，其穿过轴承的横轴两端用第二立柱507支撑，每根第二立柱507上安装有垂直轴承508，以保证第二线轮502上下运动顺畅，在垂直轴承508外加套筒509，第二线轮502的横轴两端与套筒509相连，且在垂直轴承508的下方布置有一个弹簧505，在不受外力的情况下弹簧505顶起垂直轴承508，当有外力下压第二线轮502时，垂直轴承508沿着第二立柱507向下滑动；所述到顶限位开关503通过第一开关安装座510安装在支架的下底板511上，所述到底限位开关504通过第二开关安装座512安装在其中一第二立柱507的套筒509上，所述第一立柱506和第二立柱507的上端与支架的上顶板513连接，其下端固定在支架的下底板511上，下底板511和上顶板513采用304不锈钢制成；当水下视频采集装置14上升到顶后，伸缩杆6完全收起，伸缩杆6顶起到顶限位开关503，到顶限位开关503将信号传送给主控器8，直流电机2停止工作，而当水下视频采集装置14触底或到达伸缩杆6伸长极限时，第二线轮502松开，垂直轴承508在弹簧505的顶力下，带动到底限位开关504向上运动，顶到支架的上顶板513，到底限位开关504将信号传送给主控器8，直流电机2停止工作。
所述耐拉线缆4内含一组同轴线缆、多组导电线缆、三根特制钢丝，并采用实用特定的包皮包裹。外表皮需要有防水性能好、耐磨、耐老化、耐海水腐蚀等特性，才能保证线缆的经久耐用。
本发明所述精准升降控制装置的运行机制，其具体情况如下：
游弋式浑浊水下视频监控系统的地面遥控器发出一个指令，主控器8上的无线传输模块12接收到指令后，将指令传送给主控器8，主控器8按照指令要求，分配具体的部件进行相应工作。
当地面发出的指令是将水下视频采集装置14下放到固定的某一深度上采集视频图像时，无线传输模块12将参数指令传送到主控器8，主控器8将指令进行分解，驱动直流电机2、到底限位开关504、深度传感器7启动工作。直流电机2逆时针旋转带动波箱11中的组合齿轮工作，波箱11输出合适的转动速度带动与之固定的绞线盘3逆时针转动，匀速放松缠绕在绞线盘3上的耐拉线缆4，水下视频采集装置14在其自重和伸缩杆6自重的共同作用下，匀速向下运动。在此过程中深度传感器7不断将采集到的当前伸缩深度数据通过通讯线缆反馈到主控器8，主控器8将深度传感器7采集到的实时深度数据与指令设定深度值进行对比，当深度传感器7采集到的深度数据与设定数据相同时，主控器8发出指令使直流电机2停止工作，波箱11中的停机自锁死结构进行自锁死，保证在直流电机2不提供动力的情况下，水下视频采集装置14不会继续下滑。在此下放水下视频采集装置的过程中可能出现两种可能发生的状况：1)当水面游弋载体13所处位置的水深不够地面指令设定深度的时候，水下视频采集装置14在下放的过程中已触底，耐拉线缆4完全松开，垂直轴承508在弹簧505向上顶力的作用下，沿着第二立柱507向上运动，带动固定在套筒509上的到底限位开关504向上运动，当到底限位开关504顶到支架的上顶板513后，将信号反馈到主控器8，主控器8及时发出指令使直流电机2停止转动；2)当指令设置深度超越了伸缩杆6的伸长极限时，由于在安装时耐拉线缆4较伸缩杆6略长，水下视频采集装置14此时依靠伸缩杆6吊起，耐拉线缆4被完全放松，垂直轴承508在弹簧505向上顶力的作用下，沿着第二立柱507向上运动，带动固定在套筒509上的到底限位开关504向上运动，当到底限位开关504顶到支架的上顶板513后，将信号反馈到主控器8，主控器8及时发出指令使直流电机2停止转动。深度传感器7将当前深度数据通讯给主控器8，主控器8通过无线传输模块12将当前的深度数据和已到底信息发送到陆上显示装置的显示屏上，在画面上显示出来。
当地面发出的指令是需要收起水下视频采集装置14或将其提升到另外一个深度的时，无线传输模块12接收到指令后，将指令传送给主控器8，主控器8将指令进行分解，驱动直流电机2、到顶限位开关503、深度传感器7启动工作。直流电机2顺时针旋转带动波箱11中的组合齿轮工作，波箱11输出合适的转动速度带动与之固定的绞线盘3顺时针转动，匀速收紧缠绕在绞线盘3上的耐拉线缆4，水下视频采集装置14在耐拉线缆4上提作用力下，匀速向上运动。在此过程中深度传感器7不断将采集到的当前伸缩深度数据通过通讯线缆反馈到主控器8，主控器8将深度传感器7采集到的实时深度数据与指令设定深度值进行对比，当深度传感器7采集到的深度数据与设定数据相同时，主控器8发出指令使直流电机2停止工作，波箱11中的停机自锁死结构进行自锁死，保证在直流电机2不提供动力的情况下，水下视频采集装置14不会继续下滑。当伸缩杆6完全收起后，伸缩杆6的顶端会顶起固定在下底板511上的到顶限位开关503，到顶限位开关503将信号反馈到主控器8，主控器8及时发出指令使直流电机2停止转动。主控器8通过无线传输模块12将到顶信息发送到陆上显示装置的显示屏上，在画面上显示出来。
以上所述之实施例子只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (3)
1.一种游弋式浑浊水下视频监控系统用的精准升降控制装置，其特征在于，包括有直流电源(1)、直流电机(2)、绞线盘(3)、耐拉线缆(4)、过线限位机构(5)、伸缩杆(6)、深度传感器(7)及用于控制直流电机(2)工作的主控器(8)，其中，所述直流电源(1)、直流电机(2)、绞线盘(3)、主控器(8)分别装于游弋式浑浊水下视频监控系统的水面游弋载体(13)内，所述过线限位机构(5)装于该水面游弋载体(13)的顶部，所述伸缩杆(6)的一端连接在该过线限位机构(5)上，其另一端往下伸进水中与游弋式浑浊水下视频监控系统的水下视频采集装置(14)连接；所述耐拉线缆(4)自带有通讯功能，其一端缠绕在绞线盘(3)上，其另一端依次绕过过线限位机构(5)的线轮和穿过伸缩杆(6)后与水下视频采集装置(14)连接；所述直流电源(1)与直流电机(2)连接，为该直流电机(2)提供动力来源，同时该直流电源(1)与耐拉线缆(4)的电源线相连，为水下视频采集装置(14)提供电源；所述绞线盘(3)由直流电机(2)驱动转动来收紧或松开耐拉线缆(4)，而耐拉线缆(4)的收紧或放松会传动到伸缩杆(6)上，使伸缩杆(6)随耐拉线缆(4)的运动而伸缩，从而实现水下视频采集装置(14)的上升或下降；所述深度传感器(7)安装在伸缩杆(6)与水下视频采集装置(14)的连接处，实时将当前的伸缩杆(6)伸缩深度数据反馈给主控器(8)；所述过线限位机构(5)上设有到顶限位开关(503)和到底限位开关(504)，用于告知伸缩杆(6)已全部收起和伸缩杆(6)已全部展开或水下视频采集装置(14)已经触底；所述过线限位机构(5)包括有第一线轮(501)、第二线轮(502)、到顶限位开关(503)、到底限位开关(504)、弹簧(505)及支架，其中，所述第一线轮(501)内固定轴承，其穿过轴承的横轴两端用第一立柱(506)支撑；所述第二线轮(502)内固定轴承，其穿过轴承的横轴两端用第二立柱(507)支撑，每根第二立柱(507)上安装有垂直轴承(508)，以保证第二线轮(502)上下运动顺畅，在垂直轴承(508)外加套筒(509)，第二线轮(502)的横轴两端与套筒(509)相连，且在垂直轴承(508)的下方布置有弹簧(505)，在不受外力的情况下弹簧(505)顶起垂直轴承(508)，当有外力下压第二线轮(502)时，垂直轴承(508)沿着第二立柱(507)向下滑动；所述到顶限位开关(503)通过第一开关安装座(510)安装在支架的下底板(511)上，所述到底限位开关(504)通过第二开关安装座(512)安装在套筒(509)上，所述第一立柱(506)和第二立柱(507)的上端与支架的上顶板(513)连接，其下端固定在支架的下底板(511)上；当水下视频采集装置(14)上升到顶后，伸缩杆(6)完全收起，伸缩杆(6)顶起到顶限位开关(503)，到顶限位开关(503)将信号传送给主控器(8)，直流电机(2)停止工作，而当水下视频采集装置(14)触底或到达伸缩杆(6)伸长极限时，第二线轮(502)松开，垂直轴承(508)在弹簧(505)的顶力下，带动到底限位开关(504)向上运动，顶到支架的上顶板(513)，到底限位开关(504)将信号传送给主控器(8)，直流电机(2)停止工作。
2.根据权利要求1所述的一种游弋式浑浊水下视频监控系统用的精准升降控制装置，其特征在于：所述直流电机(2)与绞线盘(3)之间通过波箱(11)连接，该波箱(11)中设有停机自锁死结构，保证在直流电机(2)不提供动力的情况下，水下视频采集装置(14)不会继续下滑，稳定在指定位置。
3.根据权利要求1所述的一种游弋式浑浊水下视频监控系统用的精准升降控制装置，其特征在于：所述深度传感器(7)通过通讯线缆与主控器(8)进行通讯，主控器(8)获取得当前深度数据后，通过其上的无线传输模块(12)将数据发送到游弋式浑浊水下视频监控系统的陆上显示装置上，直接在陆上显示装置的显示屏画面上显示当前水下视频采集装置(14)所处位置的深度情况，显示屏上显示的深度为深度传感器(7)的位置深度加上水下视频采集装置(14)的高度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |