CN107835340A - 一种集太阳能、无线传输于一体的模块化智能摄像机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种集太阳能、无线传输于一体的模块化智能摄像机，涉及控制；调节，用于解决单个的太阳能板，主要依靠太阳能追踪器来自动调节光照位置，但是水平旋转速度一般（1~4）°/S，追踪调节速度慢的问题。它包括安装支架，设置在安装支架侧壁的监控镜头，设置在安装支架顶部的太阳能板，所述太阳能板包括第一太阳能板和第二太阳能板，所述第一太阳能板和第二太阳能板对称设置，所述安装支架顶部设有用于驱动太阳能板动作的调节机构模块。通过设置调节机构模块，寻找最佳安装倾角，提高太阳能板储能效果，延长续航能力。

Description

一种集太阳能、无线传输于一体的模块化智能摄像机
技术领域
本发明涉及控制；调节。具体来说，是一种集太阳能、无线传输于一体的模块化智能摄像机。
背景技术
在偏远地区，电力塔线是否覆冰、线下是否存在施工、有无树障、外力破坏隐患等异常情况，都需要进行监控和早期预警。然而由于塔线距离市区远，供电、系统组网及施工困难、成本高的制约，电力系统很难有一套智能化程度高、施工便捷、组网成本低的实时通讯监控及管理系统。如何解决供电传输智能一体化的成为研发的难题。
专利文献201210588469.2公开了一种太阳能无线联网监控系统，包括组成射频无线网络且配备控制器的复数个监控终端设备以及远程监控中心；所述的复数个监控终端设备皆设置有视频图像采集端、太阳能电源和LED照明灯以及射频通信节点；所述的远程监控中心设置有一个射频协调设备，用于该远程监控中心与所述的射频无线网络通讯。
专利文献201210017114.8公开了一种太阳能LED路灯监控系统，它包括太阳能电池组件、系统控制器、光传感器、供电电源、LED路灯、红外线光感应器件和远程数据传输模块，太阳能电池组件、光传感器和红外线光感应器件的输出分别与系统控制器连接，每个LED路灯分别与系统控制器的输出连接；供电电源包括市电电源和蓄电池；远程数据传输模块包括电力载波模块或GPRS模块，系统控制器通过电力载波模块与市电线路连接，系统控制器通过GPRS模块与GPRS无线网络连接。
但是上述技术方案存在以下不足，如图1所示，常规的摄像机包括铝合金支架G，设置在铝合金支架G侧壁的监控镜头H，设置在铝合金支架G顶部的太阳能板I，太阳能板I一般都辅助配有光照追踪器J，用以调节太阳能板I的光照位置，同时，监控镜头H一般都辅助配有光敏感应器K，用以完成黑夜如白天的拍摄。常规的摄像机存在很多缺点，第一，球形监控头通过安装支架设置在太阳能板下方，监控拍摄范围有限，第二，面对恶劣天气，尤其是室内外出现较大的温差，镜面易产生雾化现象，第三，单个的太阳能板，主要依靠太阳能追踪器来自动调节光照位置，但是水平旋转速度一般（1~4）°/S，追踪调节速度慢。
发明内容
本发明目的是旨在提供了一种提高太阳能板储能效果，延长续航能力的集太阳能、无线传输于一体的模块化智能摄像机。为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：
一种集太阳能、无线传输于一体的模块化智能摄像机，包括安装支架，设置在安装支架侧壁的监控镜头，设置在安装支架顶部的太阳能板，所述太阳能板包括第一太阳能板和第二太阳能板，所述第一太阳能板和第二太阳能板对称设置，所述安装支架顶部设有用于驱动太阳能板动作的调节机构模块。
采用上述技术方案，通过调节机构模块控制监控镜头完成X轴，Y轴，Z轴方向的移动，配合追踪器来自动调节光照位置，提高追踪调节速度。同时，本技术方案采用调节机构模块限制第一太阳能板和第二太阳能板的安装角度在41.7度。
在太阳能供电系统中，单晶硅型电池光电转换效率优于多晶硅和非晶硅，虽然非单晶硅太阳能电池板在特殊条件下可以作为补充电源应用，但考虑到其供电能力较低，老化速度较快的特点，陕西项目选用了单晶硅太阳能电池板。
需要指出的是，第一太阳能板和第二太阳能板是太阳能供电系统中的关键设备，安装角度对发电效率影响较大，并尽量避免水平安装或垂直放置。经试验，第一太阳能板和第二太阳能板最佳安装倾角为41.7度，朝向正南，建设成本降低38.85%。
进一步限定，所述调节机构模块包括用于驱动第一太阳能板动作的第一驱动总成，用于驱动第二太阳能板动作的第二驱动总成，第一驱动总成和第二驱动总成共用的连接转轴；
所述连接转轴包括固定连接转轴，位于固定连接转轴下部分的活动连接转轴，所述固定连接转轴两侧贯穿设有第一滑动竖杆，第二滑动竖杆，所述第一滑动竖杆上设有第一滑套，位于第一滑套下方的第一套筒，所述第二滑动竖杆上设有第二滑套，位于第二滑套下方的第二套筒；
所述第一驱动总成包括第一驱动电机、第一驱动升降轴、第一转盘、第一活动上臂、第一活动下臂，所述第一活动上臂左端连接第一太阳能板背部上侧，且所述第一活动上臂右端连接第一滑套，所述第一活动下臂左端连接第一太阳能板背部下侧，且所述第一活动下臂右端连接第一转盘，所述第一驱动电机能控制第一驱动升降轴上下动作，进而控制第一套筒带动第一滑套动作；
所述第二驱动总成包括第二驱动电机、第一驱动升降轴、第二转盘、第二活动上臂、第二活动下臂，所述第二活动上臂左端连接第二太阳能板背部上侧，且所述第二活动上臂右端连接第二滑套，所述第二活动下臂左端连接第二太阳能板背部下侧，且所述第二活动下臂右端连接第二转盘，所述第二驱动电机能控制第二驱动升降轴上下动作，进而控制第二套筒带动第二滑套动作。
本技术方案中，第一驱动电机能控制第一驱动升降轴上下动作，进而控制第一套筒带动第一滑套动作，从而实现第一太阳能板在30~60°倾斜角度的变化动作，同理，第二驱动电机能控制第二驱动升降轴上下动作，进而控制第二套筒带动第二滑套动作，从而实现第二太阳能板在30~60°倾斜角度的变化动作。本技术方案通过第一套筒和第一滑套相互配合，限制第一太阳能板和第二太阳能板的安装角度在41.7度。
进一步限定，所述第一转盘外壁设有内花键齿，所述第二转盘外壁设有内花键齿，所述活动连接转轴外壁设有外花键齿，所述活动连接转轴能控制第一转盘和第二转盘协同动作。
本技术方案中，通过外花键齿配合所述第一转盘外壁设有内花键齿与所述第二转盘外壁设有内花键齿，完成第一转盘和第二转盘协同动作。
进一步限定，所述安装支架侧壁设有用于驱动监控镜头动作的监控云台，所述监控云台包括云台轴承座、设置于云台轴承座上的云台升降杆，所述云台升降杆下端通过万向球连接监控镜头。
进一步限定，所述云台轴承座包括第一云台轴承座，和第一云台轴承座相互铰接的第二云台轴承座，所述第一云台轴承座两端设有驱动滚轮，所述第二云台轴承座两端设有和驱动滚轮匹配的驱动卡槽。
进一步限定，所述驱动卡槽内部沿圆周分布有多个齿轮单元，且所述驱动卡槽内部的齿轮单元分布范围为30~80°。
采用上述技术方案，监控镜头主要依靠云台升降杆，完成X轴方向上调节；监控镜头主要依靠万向球，完成Y轴方向上调节；监控镜头主要依靠第一云台轴承座，和第一云台轴承座相互铰接的第二云台轴承座相互配合，完成Z轴方向上调节。尤其是，利用驱动滚轮和驱动卡槽，控制监控镜头的仰起角度最大为50°。
进一步限定，所述监控镜头为球形，且所述监控镜头内壁设有一圈加热层，所述连接转轴内壁设有加热管道，所述加热管道内埋有加热电阻丝，所述加热电阻丝一端连通加热层，其另一端连通电源装置。
本技术方案中采用设置加热层来消除镜面产生的雾化现象，这个技术启发来自于汽车前挡风玻璃，但是，需要说明的是，本技术方案和汽车前挡风玻璃加热消除玻璃上雾气是不同的，汽车前挡风玻璃加热是通过热气加热，热气会在汽车驾驶室的位置四周扩散流动，而本技术方案的热气大部分集中在加热层材料上，少部分才会进入空气介质中。
进一步限定，所述安装支架为包括横向支架，设置于横向支架两端的竖向支架，所述横向支架上设有锁紧件，所述锁紧件包括锁杆、转盘、锁头和锁紧套筒，所述锁杆后端连接转盘，其前端连接锁头，所述锁紧套筒内壁设有竖向滑槽，且所述竖向滑槽远离转盘侧连通十字滑槽；
具体使用的时候，通过转动转盘，利用锁杆保持锁头垂直设置，让锁头沿着竖向滑槽接触十字滑槽，然后，旋转转动转盘90°，让锁头和锁紧套筒完成锁定；反之，让锁头和锁紧套筒完成解锁。
进一步限定，所述监控镜头表面分布有6~8个光敏感应器。
本发明相比现有技术，第一，通过增设调节机构模块，采用模块化超低功耗设计，利用相互配合的第一太阳能板和第二太阳能板，改进后太阳能电板利用率不仅仅使太阳能电板面积从1个扩大到了2个，更重要的是，太阳能电板能根据太阳光照改变角度，该技术方案的光伏发电组件能达到充分利用太阳能的作用，改进后太阳能电板利用率为传统太阳能电板利用率的2.2倍。第二，监控云台外观小巧、重量轻，可单人携带安装，利用锁紧件快速安装监控云台，施工维护简单快捷，大大节约了布控成本，尤其是，监控云台内置唤醒设备，功耗仅为同行类似产品功耗的7%。第三，现有镜面易产生雾化现象，雾化大部分是因为温差造成的，本技术方案通过监控镜头内壁增设一圈加热层，消除雾化现象。
附图说明
本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明；
图1为现有技术示意图；
图2为本发明一种集太阳能、无线传输于一体的模块化智能摄像机示意图；
图3为图2为中局部A的放大图；
图4为本发明整套太阳能监控系统示意图；
主要元件符号说明如下：
安装支架1，横向支架1a，竖向支架1b，监控镜头2，太阳能板3，第一太阳能板3a，第二太阳能板3b，第一驱动总成4，第二驱动总成5，连接转轴6，固定连接转轴7，活动连接转轴8，第一滑动竖杆9，第一滑套10，第一套筒11，第一驱动电机12，第一驱动升降轴13，第一转盘14，第一活动上臂15，第一活动下臂16，第二驱动电机17，第二驱动升降轴18，第二转盘19，第二活动上臂20，第二活动下臂21，外花键齿22，监控云台23，云台轴承座24，第一云台轴承座24a，第二云台轴承座24b，驱动滚轮24c，驱动卡槽24d，云台升降杆25，万向球26，加热层27，加热管道28，锁紧件29，锁杆30，转盘31，锁头32，锁紧套筒33，竖向滑槽34，光敏感应器35。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
实施例一，
如图2，图3，图4所示，一种集太阳能、无线传输于一体的模块化智能摄像机，包括安装支架1，设置在安装支架1侧壁的监控镜头2，设置在安装支架1顶部的太阳能板3，太阳能板3包括第一太阳能板3a和第二太阳能板3b，第一太阳能板3a和第二太阳能板3b对称设置，安装支架1顶部设有用于驱动太阳能板3动作的调节机构模块。
调节机构模块包括用于驱动第一太阳能板3a动作的第一驱动总成4，用于驱动第二太阳能板3b动作的第二驱动总成5，第一驱动总成4和第二驱动总成5共用的连接转轴6；
连接转轴6包括固定连接转轴7，位于固定连接转轴7下部分的活动连接转轴8，固定连接转轴7两侧贯穿设有第一滑动竖杆9，第二滑动竖杆，第一滑动竖杆9上设有第一滑套10，位于第一滑套10下方的第一套筒11，第二滑动竖杆上设有第二滑套，位于第二滑套下方的第二套筒；
第一驱动总成4包括第一驱动电机12、第一驱动升降轴13、第一转盘14、第一活动上臂15、第一活动下臂16，第一活动上臂15左端连接第一太阳能板3a背部上侧，且第一活动上臂15右端连接第一滑套10，第一活动下臂16左端连接第一太阳能板3a背部下侧，且第一活动下臂16右端连接第一转盘14，第一驱动电机12能控制第一驱动升降轴13上下动作，进而控制第一套筒11带动第一滑套10动作；
第二驱动总成5包括第二驱动电机17、第一驱动升降轴18、第二转盘19、第二活动上臂20、第二活动下臂21，第二活动上臂20左端连接第二太阳能板3b背部上侧，且第二活动上臂20右端连接第二滑套，第二活动下臂21左端连接第二太阳能板3b背部下侧，且第二活动下臂21右端连接第二转盘19，第二驱动电机17能控制第二驱动升降轴18上下动作，进而控制第二套筒带动第二滑套动作。
第一转盘14外壁设有内花键齿，第二转盘19外壁设有内花键齿，活动连接转轴8外壁设有外花键齿22，活动连接转轴8能控制第一转盘14和第二转盘19协同动作。
实施例二，
如图2，图3，图4所示，一种集太阳能、无线传输于一体的模块化智能摄像机，包括安装支架1，设置在安装支架1侧壁的监控镜头2，设置在安装支架1顶部的太阳能板3，太阳能板3包括第一太阳能板3a和第二太阳能板3b，第一太阳能板3a和第二太阳能板3b对称设置，安装支架1顶部设有用于驱动太阳能板3动作的调节机构模块。
调节机构模块包括用于驱动第一太阳能板3a动作的第一驱动总成4，用于驱动第二太阳能板3b动作的第二驱动总成5，第一驱动总成4和第二驱动总成5共用的连接转轴6；
连接转轴6包括固定连接转轴7，位于固定连接转轴7下部分的活动连接转轴8，固定连接转轴7两侧贯穿设有第一滑动竖杆9，第二滑动竖杆，第一滑动竖杆9上设有第一滑套10，位于第一滑套10下方的第一套筒11，第二滑动竖杆上设有第二滑套，位于第二滑套下方的第二套筒；
第一驱动总成4包括第一驱动电机12、第一驱动升降轴13、第一转盘14、第一活动上臂15、第一活动下臂16，第一活动上臂15左端连接第一太阳能板3a背部上侧，且第一活动上臂15右端连接第一滑套10，第一活动下臂16左端连接第一太阳能板3a背部下侧，且第一活动下臂16右端连接第一转盘14，第一驱动电机12能控制第一驱动升降轴13上下动作，进而控制第一套筒11带动第一滑套10动作；
第二驱动总成5包括第二驱动电机17、第一驱动升降轴18、第二转盘19、第二活动上臂20、第二活动下臂21，第二活动上臂20左端连接第二太阳能板3b背部上侧，且第二活动上臂20右端连接第二滑套，第二活动下臂21左端连接第二太阳能板3b背部下侧，且第二活动下臂21右端连接第二转盘19，第二驱动电机17能控制第二驱动升降轴18上下动作，进而控制第二套筒带动第二滑套动作。
第一转盘14外壁设有内花键齿，第二转盘19外壁设有内花键齿，活动连接转轴8外壁设有外花键齿22，活动连接转轴8能控制第一转盘14和第二转盘19协同动作。
安装支架1侧壁设有用于驱动监控镜头2动作的监控云台23，监控云台23包括云台轴承座24、设置于云台轴承座24上的云台升降杆25，云台升降杆25下端通过万向球26连接监控镜头2。
云台轴承座24包括第一云台轴承座24a，和第一云台轴承座24a相互铰接的第二云台轴承座24b，第一云台轴承座24a两端设有驱动滚轮24c，第二云台轴承座24b两端设有和驱动滚轮24c匹配的驱动卡槽24d。
驱动卡槽24d内部沿圆周分布有多个齿轮单元，且驱动卡槽24d内部的齿轮单元分布范围为40°。
监控镜头2为球形，且监控镜头2内壁设有一圈加热层27，连接转轴6内壁设有加热管道28，加热管道28内埋有加热电阻丝，加热电阻丝一端连通加热层27，其另一端连通电源装置。
安装支架1为包括横向支架1a，设置于横向支架1a两端的竖向支架1b，横向支架1a上设有锁紧件29，锁紧件29包括锁杆30、转盘31、锁头32和锁紧套筒33，锁杆30后端连接转盘31，其前端连接锁头32，锁紧套筒33内壁设有竖向滑槽34，且竖向滑槽34远离转盘31侧连通十字滑槽；
具体使用的时候，通过转动转盘，利用锁杆保持锁头垂直设置，让锁头沿着竖向滑槽接触十字滑槽，然后，旋转转动转盘90°，让锁头和锁紧套筒完成锁定；反之，让锁头和锁紧套筒完成解锁。
监控镜头2表面分布有8个光敏感应器35。
实施例一和实施例二的区别在于，实施例二中，监控镜头主要依靠云台升降杆，完成X轴方向上调节；监控镜头主要依靠万向球，完成Y轴方向上调节；监控镜头主要依靠第一云台轴承座，和第一云台轴承座相互铰接的第二云台轴承座相互配合，完成Z轴方向上调节。尤其是，利用驱动滚轮和驱动卡槽，控制监控镜头的仰起角度最大为50°。
太阳能板参数如下：
太阳能板 单晶硅
电源 太阳能供电
使用环境 户外防水
供电时间 3~4.5天
整套监控系统由太阳能板A、蓄电池组B、充放电控制器C、逆变器D、摄像机E和光端机F等设备组成，如图4所示，本技术方案中提到的集太阳能、无线传输于一体的模块化智能摄像机仅仅是整套监控系统中的一部分。
以上对本发明提供的一种集太阳能、无线传输于一体的模块化智能摄像机示意图进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种集太阳能、无线传输于一体的模块化智能摄像机，包括安装支架，设置在安装支架侧壁的监控镜头，设置在安装支架顶部的太阳能板，其特征在于：所述太阳能板包括第一太阳能板和第二太阳能板，所述第一太阳能板和第二太阳能板对称设置，所述安装支架顶部设有用于驱动太阳能板动作的调节机构模块。
2.根据权利要求1所述的一种集太阳能、无线传输于一体的模块化智能摄像机，其特征在于：所述调节机构模块包括用于驱动第一太阳能板动作的第一驱动总成，用于驱动第二太阳能板动作的第二驱动总成，第一驱动总成和第二驱动总成共用的连接转轴；
所述连接转轴包括固定连接转轴，位于固定连接转轴下部分的活动连接转轴，所述固定连接转轴两侧贯穿设有第一滑动竖杆，第二滑动竖杆，所述第一滑动竖杆上设有第一滑套，位于第一滑套下方的第一套筒，所述第二滑动竖杆上设有第二滑套，位于第二滑套下方的第二套筒；
所述第一驱动总成包括第一驱动电机、第一驱动升降轴、第一转盘、第一活动上臂、第一活动下臂，所述第一活动上臂左端连接第一太阳能板背部上侧，且所述第一活动上臂右端连接第一滑套，所述第一活动下臂左端连接第一太阳能板背部下侧，且所述第一活动下臂右端连接第一转盘，所述第一驱动电机能控制第一驱动升降轴上下动作，进而控制第一套筒带动第一滑套动作；
所述第二驱动总成包括第二驱动电机、第一驱动升降轴、第二转盘、第二活动上臂、第二活动下臂，所述第二活动上臂左端连接第二太阳能板背部上侧，且所述第二活动上臂右端连接第二滑套，所述第二活动下臂左端连接第二太阳能板背部下侧，且所述第二活动下臂右端连接第二转盘，所述第二驱动电机能控制第二驱动升降轴上下动作，进而控制第二套筒带动第二滑套动作。
3.根据权利要求2所述的一种集太阳能、无线传输于一体的模块化智能摄像机，其特征在于：所述第一转盘外壁设有内花键齿，所述第二转盘外壁设有内花键齿，所述活动连接转轴外壁设有外花键齿，所述活动连接转轴能控制第一转盘和第二转盘协同动作。
4.根据权利要求1或2或3所述的一种集太阳能、无线传输于一体的模块化智能摄像机，其特征在于：所述安装支架侧壁设有用于驱动监控镜头动作的监控云台，所述监控云台包括云台轴承座、设置于云台轴承座上的云台升降杆，所述云台升降杆下端通过万向球连接监控镜头。
5.根据权利要求4所述的一种集太阳能、无线传输于一体的模块化智能摄像机，其特征在于：所述云台轴承座包括第一云台轴承座，和第一云台轴承座相互铰接的第二云台轴承座，所述第一云台轴承座两端设有驱动滚轮，所述第二云台轴承座两端设有和驱动滚轮匹配的驱动卡槽。
6.根据权利要求5所述的一种集太阳能、无线传输于一体的模块化智能摄像机，其特征在于：所述驱动卡槽内部沿圆周分布有多个齿轮单元，且所述驱动卡槽内部的齿轮单元分布范围为30~80°。
7.根据权利要求6所述的一种集太阳能、无线传输于一体的模块化智能摄像机，其特征在于：所述监控镜头为球形，且所述监控镜头内壁设有一圈加热层，所述连接转轴内壁设有加热管道，所述加热管道内埋有加热电阻丝，所述加热电阻丝一端连通加热层，其另一端连通电源装置。
8.根据权利要求7所述的一种集太阳能、无线传输于一体的模块化智能摄像机，其特征在于：所述安装支架为包括横向支架，设置于横向支架两端的竖向支架，所述横向支架上设有锁紧件，所述锁紧件包括锁杆、转盘、锁头和锁紧套筒，所述锁杆后端连接转盘，其前端连接锁头，所述锁紧套筒内壁设有竖向滑槽，且所述竖向滑槽远离转盘侧连通十字滑槽；
具体使用的时候，通过转动转盘，利用锁杆保持锁头垂直设置，让锁头沿着竖向滑槽接触十字滑槽，然后，旋转转动转盘90°，让锁头和锁紧套筒完成锁定；反之，让锁头和锁紧套筒完成解锁。
9.根据权利要求8所述的一种集太阳能、无线传输于一体的模块化智能摄像机，其特征在于：所述监控镜头表面分布有6~8个光敏感应器。
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