CN110086974B - 一种摄像机镜头外壳、摄像机及摄像机视窗除冰方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及安防监控设备技术领域，特别涉及一种摄像机镜头外壳、摄像机及摄像机视窗除冰方法。摄像机镜头外壳，包括：壳体，壳体用于安装摄像机镜头，壳体的外表面设有摄像机的视窗；设置于壳体外侧的雨刷，雨刷扫过的范围至少部分覆盖视窗的表面；设置于壳体内的驱动电机和传动杆，驱动电机同轴传动连接传动杆，传动杆的远离驱动电机的一端形成偏心结构；偏心结构通过扭矩限制结构传动连接雨刷；以及，与驱动电机信号连接的驱动控制板。扭矩限制结构跟随传动杆相对雨刷转动，由于传动杆的偏心结构能够带动雨刷的驱动端产生晃动，进而将镜头表面的积冰以雨刷的驱动端晃动的方式破除脱落。

Description

一种摄像机镜头外壳、摄像机及摄像机视窗除冰方法

技术领域

本发明涉及安防监控设备技术领域，特别涉及一种摄像机镜头外壳、摄像机及摄像机视窗除冰方法。

背景技术

安防监控设备常见的摄像机具有实时监控、视频采集等功能，且该类摄像机一般应用于户外，对耐候性要求极高。在多霜雪的冬季，近如我国的北部，远如俄罗斯、北欧等地区，设备的镜头容易发生结霜结冰问题，影响设备正常使用。

现有的安防用摄像机为了解决上述问题大多采用对镜头的视窗区域进行针对性加热或利用一般的雨刷机械运动除冰方式，但是在镜头表面积冰较厚且连续时，加热除冰的方式只能融化紧贴镜头表面的冰，该部分冰融化成水流走后原位置会形成空气夹层，远离镜头表面的冰层依旧无法消除，而雨刷由于被积冰冻住，也无法发挥机械运动以辅助加热方式进行除冰作业。

发明内容

本发明公开了一种摄像机镜头外壳、摄像机及摄像机视窗除冰方法，用于在摄像机视窗积冰较厚时，利用雨刷辅助除冰。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

一种摄像机镜头外壳，包括：

壳体，所述壳体用于安装摄像机镜头且所述壳体的外表面设有摄像机的视窗；

设置于所述壳体外侧的雨刷，所述雨刷扫过的范围至少部分覆盖所述视窗的表面；

设置于所述壳体内的驱动电机和传动杆，所述驱动电机的动力输出轴同轴连接所述传动杆，所述传动杆的远离所述驱动电机的一端形成偏心结构；所述偏心结构通过扭矩限制结构传动连接所述雨刷；

以及，与所述驱动电机信号连接的驱动控制板。

上述摄像机镜头外壳，通过传动杆将驱动电机的动力传输到雨刷，正常情况下，传动杆能够通过扭矩限制结构传动驱动雨刷在视窗表面摆动，从而对摄像机视窗外表面进行清扫作业；当雨刷被积冰冻住无法移动，扭矩限制结构受到雨刷端阻力过大，动力传输失效，雨刷与传动杆之间发生相对转动，传动杆的偏心结构能够带动雨刷产生晃动，进而将镜头表面的积冰以雨刷晃动的方式破除脱落。

可选地，所述传动杆远离所述驱动电机的一端设置有偏心轮，所述偏心轮的轴心通过所述扭矩限制结构连接所述雨刷；

所述偏心轮的轴心方向平行于所述传动杆的轴线方向且不共线。

可选地，所述偏心轮为圆形或椭圆形。

可选地，所述壳体上还设置有与所述驱动控制板信号连接的加热组件，用于加热所述视窗。

可选地，所述壳体上还设置有与所述驱动控制板信号连接的温度传感器，用于检测所述视窗温度。

一种摄像机，包括摄像机镜头、视窗以及如上述技术方案提供的任一种所述的摄像机镜头外壳，所述摄像机镜头安装于所述壳体内，所述视窗安装于所述壳体外表面。

一种摄像机视窗除冰方法，用于对如上述技术方案提供的所述的摄像机的视窗进行除冰作业，包括以下步骤：

检测视窗区域的温度参数；

若所述视窗区域温度参数满足设定条件，所述驱动控制板控制所述驱动电机启动。

可选地，在所述驱动控制板控制所述驱动电机启动后，还包括以下步骤：

检测所述驱动电机的工作状态；

若所述驱动电机堵转，提升所述驱动电机的驱动电流，以提高所述驱动电机的输出扭矩。

可选地，所述提升所述驱动电机的驱动电流之前包括以下步骤：

判断所述驱动电流是否提升至电流阈值；

若所述驱动电流低于所述电流阈值，提升所述驱动电流。

可选地，所述检测所述视窗区域的温度参数包括以下步骤：

检测所述视窗区域的温度值是否低于温度阈值；

若是，检测所述视窗区域低于所述温度阈值的时间是否满足设定时长。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种摄像机壳体的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种摄像机壳体的机械除冰结构的传动结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种摄像机壳体的传动杆的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种摄像机壳体的雨刷晃动的状态示意图；

图5为现有技术中雨刷的受力效果分析示意图；

图6为本发明实施例提供的一种摄像机壳体的雨刷的受力效果分析示意图；

图7为本发明实施例提供的一种摄像机视窗除冰方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图6所示，本发明实施例提供了一种摄像机镜头外壳，包括：

壳体7，壳体7用于安装摄像机镜头且壳体7的外表面设有摄像机的视窗6；

设置于壳体7外侧的雨刷3，雨刷3的长度方向沿视窗6表面延伸，且雨刷3扫过的范围至少部分覆盖视窗6的表面；

设置于壳体7内的驱动电机1和传动杆2，驱动电机1同轴传动连接传动杆2，传动杆2的远离驱动电机1的一端形成偏心结构；偏心结构通过扭矩限制结构传动连接雨刷3；

以及，与上述驱动电机1信号连接的驱动控制板。

其中的壳体7上设置有用于安装摄像机镜头和视窗6的安装位，其中，视窗6位于壳体7的外表面接触外部空间，镜头一般位于壳体7内，方便镜头通过视窗6接收外界光线。具体地，镜头和视窗6可以为一体式结构，也可以是分体式结构。

雨刷3设置于壳体7外侧，具体一端位于视窗6旁边，另一端沿视窗6表面延伸，在需要的时候，雨刷3能绕其一端相对壳体7呈扇形摆动，雨刷3在摆动过程中，其扫过的范围至少部分覆盖视窗6的表面，以对视窗6的外表面进行擦拭。

驱动电机1以及传动杆2均设置于壳体7内，驱动控制板5相当于整个机械结构的主控部，驱动电机1的启动和关闭以及动力输出大小由其控制，当然，驱动控制板5还设置有电源模块以对驱动电机1供电。具体的，驱动控制板5的设置位置不做限定。

驱动电机1的动力输出轴同轴连接传动杆2，二者轴线共线，能够将驱动电机1的动力传递到传动杆2，使得传动杆2能够随驱动电机1的动力输出轴一同转动。传动杆2远离驱动电机1的一端形成的偏心结构，并通过扭矩限制结构传动连接雨刷3。在动力传输正常的情况下，传动杆2能够通过扭矩限制结构带动雨刷3在视窗6外表面摆动，此时，雨刷3的长度方向垂直于传动杆2的轴线方向，雨刷3的摆动以传动杆2远离驱动电机1的一端为中心。

传动杆2和雨刷3通过扭矩限制结构连接，在扭矩限制结构的承载范围内，传动杆2能够通过扭矩限制结构将动力传输到雨刷3，当扭矩限制结构任一连接端受到的阻力大于其承载范围，动力传输失效，雨刷3和传动杆2相对转动。本实施例中，若雨刷3被积冰冻住，驱动电机1的动力自传动杆2通过扭矩限制结构传输到雨刷3时，雨刷3上的积冰使得雨刷3向扭矩限制结构施加较大的转动阻力，雨刷3与传动杆2之间发生相对转动，不再进行动力传输。

如图4至图6所示，当传动杆2与雨刷3之间相对转动，传动杆2用于连接雨刷3的一端为偏心结构，即传动杆2自身与驱动电机1的动力输出轴同轴转动，偏心结构也绕传动杆2轴线方向转动，而偏心结构所连接的雨刷3的转动轴线则是穿过偏心结构的几何中心的轴线，与传动轴的轴线方向平行且不共线，最终实现雨刷3随传动杆2的偏心结构相对传动发生晃动的效果。由于此时，相较于传动杆2动力传输到雨刷3时雨刷3的受力情况(如图5所示)，在扭矩不变的情况下，传动杆2的偏心结构施加到雨刷3的力矩远远减小(如图6所示)，则雨刷3受到的驱动力大大增加，即雨刷3器能够具有更大的动力将积冰破坏，最终实现辅助除冰效果。

本发明提供的摄像机镜头外壳，通过传动杆2将驱动电机1的动力传输到雨刷3，正常情况下，传动杆2能够通过扭矩限制结构传动驱动雨刷3相对壳体7摆动，从而对视窗6外表面进行清扫作业；当雨刷3被积冰冻住无法移动，扭矩限制结构受到雨刷3端的阻力过大，动力传输失效，雨刷3与传动杆2之间发生相对转动，传动杆2的偏心结构能够带动雨刷3产生晃动，进而将镜头表面的积冰以雨刷3晃动的方式破除脱落。

其中，扭矩限制结构可以为具体的扭矩限制器4，其一端连接传动杆2，另一端连接雨刷3；扭矩限制结构还可以为传动杆2用于连接雨刷3的部分与雨刷3用于连接传动杆2的部分之间组成的能够取得扭矩限制效果的结构。

例如，本实施例中的扭矩限制结构可以为如图2所示的一种扭矩限制器4，该扭矩限制器4的一端固定连接传动杆2的偏心结构，另一端通过抱紧螺纹连接雨刷3的端部。当雨刷3施加到扭矩限制器4的扭矩足够大，抱紧螺纹失效，扭矩限制器4相对雨刷3转动，实现传动失效。

一种具体的实施例中，如图3所示，传动杆2远离驱动电机1的一端设置有偏心轮21，偏心轮21的轴心通过扭矩限制结构连接雨刷3；该偏心轮21形成上述偏心结构，偏心轮21的轴心方向平行于传动杆2的轴线方向且不共线。

偏心轮21连接传动杆2的连接点位于传动杆2的轴线方向上，而偏心轮21自身的轴心平行于传动杆2的轴线方向，当偏心轮21随传动轴绕传动轴的轴线方向转动，偏心轮21通过扭矩限制结构带动雨刷3运动。当雨刷3施加到扭矩限制结构的扭矩在扭矩限制的承载范围内，偏心轮21通过扭矩限制结构传动带动雨刷3绕传动杆2的轴线方向做摆动，当雨刷3施加到扭矩限制结构的阻力超过扭矩限制结构的承载范围，偏心轮21相对雨刷3转动，雨刷3相对偏心轮21的边缘滑动，实现晃动。

具体地上述偏心轮21可以为圆形，也可以为椭圆形，还可以为其他的不规则封闭曲线形。

优选地，壳体7上还设置有与驱动控制板5信号连接的加热组件，用于加热摄像机视窗6。

在上述实施例的基础之上，增加的加热组件能够配合上述机械结构一起除冰。例如，当雨刷3已经将坚硬的积冰去除大部分，加热组件加热视窗6附近区域，将剩余的残存冰块去除。

此处的加热组件可以为加热电阻丝等常用的加热部件，可以环绕设置于摄像机视窗6的边缘，方便加热。加热组件的启动与控制则由上述驱动控制板5控制，例如加热时长、加热温度等。

另外，本实施例的壳体7上还设置有与驱动控制板5信号连接的温度传感器，用于检测视窗6的温度。

在具体实施例中，温度传感器能够检测摄像机视窗6附近设定温度检测点的温度，并将检测结果反馈到驱动控制板5，驱动控制板5根据温度传感器的反馈控制驱动电机1。

当温度传感器检测到摄像机视窗6附近的温度低于某温度(例如0℃)，并持续低于该设定温度设定时长(例如5min)，驱动控制板5驱动驱动电机1转动。

本发明还提供一种摄像机，该摄像机包括摄像机镜头、视窗6以及如上述摄像机镜头外壳，摄像机镜头安装于壳体7内，视窗6安装于壳体7外表面。

在上述实施例的基础上，如图7所示，本发明实施例提供一种摄像机视窗除冰方法，用于对上述摄像机的视窗6进行除冰作业，包括以下步骤：

S1：检测摄像机视窗区域的温度参数；

该步骤中，摄像机视窗区域的温度参数可以包括温度以及该温度的持续时长，其中，温度可以通过温度传感器检测并将该检测信号传输到驱动控制板5，驱动控制板5在获取温度的同时对温度进行记录整理，并对低于设定温度的温度持续时长进行计算。当低于设定温度的温度持续时长超过设定时长，驱动驱动电机1动作。

若镜头视窗区域温度参数满足设定条件，实施步骤S2：驱动控制板5控制驱动电机1启动。

驱动控制板5对摄像机视窗区域的温度检测是持续的，当低于设定温度的温度持续时长超过设定时长，驱动控制板5驱动电机1动作。若摄像机视窗6表面积冰较薄，雨刷3正在摆动实现机械除冰，若摄像机视窗6表面积冰较厚，驱动电机1带动雨刷3晃动，实现破冰。

在上述步骤S2驱动控制板5控制驱动电机1启动后，还包括以下步骤：

S3：检测驱动电机1的工作状态；

若驱动电机1堵转，提升驱动电机1的驱动电流，以提高驱动电机1的输出扭矩。

驱动电机1工作后，若出现扭矩不足产生的堵转问题，驱动控制板5将在收到堵转信号后增大驱动电流，提高电机输出扭矩，如仍无法驱动，等待若干时间后再次尝试或停止尝试，防止电机过热烧毁。

具体地，提升驱动电机1的驱动电流之前包括以下步骤S4：判断驱动电流是否提升至电流阈值；

若驱动电流低于电流阈值，进行步骤S5，提升驱动电流。

需要说明的是，步骤S4需要一直重复进行确认，以保护驱动电机1。并且，本实施方法可以结合加热组件一起使用，提高除冰效果以及效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种摄像机镜头外壳，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体用于安装摄像机镜头且所述壳体的外表面设有摄像机的视窗；

设置于所述壳体外侧的雨刷，所述雨刷扫过的范围至少部分覆盖所述视窗的表面；

设置于所述壳体内的驱动电机和传动杆，所述驱动电机的动力输出轴同轴连接所述传动杆，所述传动杆的远离所述驱动电机的一端形成偏心结构；所述偏心结构通过扭矩限制结构传动连接所述雨刷；当所述雨刷被积冰冻住无法移动，所述扭矩限制结构受到雨刷端阻力过大，动力传输失效时，所述雨刷与所述传动杆之间发生相对转动，所述传动杆的偏心结构能够带动所述雨刷产生晃动；

以及，与所述驱动电机信号连接的驱动控制板。

2.根据权利要求1所述的摄像机镜头外壳，其特征在于，所述传动杆远离所述驱动电机的一端设置有偏心轮，所述偏心轮的轴心通过所述扭矩限制结构连接所述雨刷；

所述偏心轮的轴心方向平行于所述传动杆的轴线方向且不共线。

3.根据权利要求2所述的摄像机镜头外壳，其特征在于，所述偏心轮为圆形或椭圆形。

4.根据权利要求1所述的摄像机镜头外壳，其特征在于，所述壳体上还设置有与所述驱动控制板信号连接的加热组件，用于加热所述视窗。

5.根据权利要求1所述的摄像机镜头外壳，其特征在于，所述壳体上还设置有与所述驱动控制板信号连接的温度传感器，用于检测所述视窗的温度。

6.一种摄像机，其特征在于，包括摄像机镜头、视窗以及如权利要求1-5中任一项所述的摄像机镜头外壳，所述摄像机镜头安装于所述壳体内，所述视窗安装于所述壳体外表面。

7.一种摄像机视窗除冰方法，其特征在于，用于对如权利要求6所述的摄像机的视窗进行除冰作业，包括以下步骤：

检测视窗区域的温度参数；

若所述视窗区域温度参数满足设定条件，所述驱动控制板控制所述驱动电机启动。

8.根据权利要求7所述的摄像机视窗除冰方法，其特征在于，在所述驱动控制板控制所述驱动电机启动后，还包括以下步骤：

检测所述驱动电机的工作状态；

若所述驱动电机堵转，提升所述驱动电机的驱动电流，以提高所述驱动电机的输出扭矩。

9.根据权利要求8所述的摄像机视窗除冰方法，其特征在于，所述提升所述驱动电机的驱动电流之前包括以下步骤：

判断所述驱动电流是否提升至电流阈值；

若所述驱动电流低于所述电流阈值，提升所述驱动电流。

10.根据权利要求7所述的摄像机视窗除冰方法，其特征在于，所述检测所述视窗区域的温度参数包括以下步骤：

检测所述视窗区域的温度值是否低于温度阈值；

若是，检测所述视窗区域低于所述温度阈值的时间是否满足设定时长。

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