CN112987278A - 手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器，包括呈管状的观察部，环绕观察部轴向设置的照明部，以及外接部；照明部包括面板、LED球泡灯、传导铜板、焊锡触点、紧固螺纹、底盖、手动开关旋钮、照明部结构体、第一物镜、不锈钢内螺纹、密封条固定卡扣、止水密封条、LED球泡灯螺纹固定基座、电池夹具、电池、内隔板和导电金属底座；观察部包括目镜、止进卡、观察部结构体、铝质反射镜面内腔和第二物镜；外接部用于外接观察、检测和摄录装置，从而实现除照明观察以外的额外检测、摄录功能及开展相应活动。本发明体型小、构造简单、预制方便、耗材更少、原材料和零部件均有(半)成品且采购便捷、制作加工周期短、加工成本低廉。

Description

手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别涉及手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器。

背景技术

手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器——顾名思义是一种在有限空间及黑暗环境中可同步实现照明和观察功能装置或设备，且设备便于手持操作。照明器和观察器分属两种设备。

照明器主要是根据人们对照明质量的要求，重新分布光源发出的光通，防止人眼受强光作用的一种设备，它包括光源、控制光线方向的光学器件，固定和防护灯泡及连接电源所必需的组件等。

观察器则是观察仪器，用于宏(微)观事物、指定目标和对象的细节内容和特征特点的详细清晰观察，在不同应用领域有种类不一且多样的观察器，例如各式望远镜、潜望镜、放大镜、微光观察仪等设备，此外观察器的视场通常较大。上述两种设备一般用于医药、市政和工业生产(医用手术照明、电子显示器照明、照明器具等；血液样本观察、市政管线观察、活体标本观察等)或民用生活(手电筒照明、家居照明等；放大镜观察等)领域较多，用于满足日常生产和生活中照明和宏(微)观观察等各类常见需求，以以便在各个领域中确保日常生产有序正常开展和保障了日常生活的基本需求和品质。且该两种设备外观型式多样、种类繁多且功能不一，一般需依据配套设施、使用工况、使用对象、性能要求等多方面因素进行专门定制化设计、生产加工和组装使用，具备一定的唯一性、独特性、专业性。

照明观察器是在上述两种设备基础上进行构造和功能优化整合，并且除此以外还拓展了使用对象、使用范畴和使用方法，满足了更高要求的使用需求和严苛的使用工况条件，且照明观察器在市政基础设施建设领域的应用较少，同类或类似产品缺失，且该方面经常为人所忽略，不受重视。

现有技术存在的问题具体如下：

目前根据国家知识产权局官方检索系统检索结果显示，并无同类或类似专利产品，而且照明器和观察器经检索发现分属两种设备，且应用领域较多，产品规格型号多样且不一，且各类照明器和观察器的因应用领域、应用对象和性能要求的不同，造成其使用功能和设备性能上各不相同且差异较大。此外现有检索到的照明器和观察器设备仅能实现自身单一的功能(照明或观察)，且使用过程中受到外部条件和自身设备性能的限制，接下来将以市政基础设施建设领域的应用为例展开上述两种设备的现有技术详细介绍。

在市政工程建设过程中，所用到的照明器所用电光源种类不同而分为三类，分别是热辐射光源照明器(含白炽灯、卤钨灯等)、气体放电光源照明器(含荧光灯、高压汞灯等)和半导体光源照明器(含LED灯)，同时根据使用者对照明需求和要求、使用方式的不同，又可分为手提灯(含手提胶柄灯、手电筒等)和固定式灯具(含防水防尘灯、碘钨灯、卤钨灯、高压汞灯等)(如图17至图24所示)。其中热辐射光源照明器工作额定电压为220V，额定功率为15W～2000W不等，且平均使用寿命在1000h～1500h左右，其具备体积小、便于控光和使用、点燃和熄灭对灯的性能寿命影响小、显色性好、集光性和发光效率较好等优点，同时也存在使用寿命短、价格高低不均相差较大、工作功率和工耗较大、耐震性差、照明器外壳温度高、使用时存在辐射放热、有一定安全隐患、工作表现和适用范围受外部条件限制(如不适用于易燃易爆场所、对于安装位置的水平度及倾角有一定要求、需定期擦洗保养、对启动电流和电压较敏感)等缺点。而气体放电光源照明器的工作额定电压为几千伏或几万伏以上，额定功率为50W～1000W不等，且平均使用寿命在5000h～20000h不等，且其发光效率是热辐射光源照明器的4-5倍，寿命更是热辐射光源照明器的3-8倍，其具备表面亮度低、光线柔和、发光效率高、使用寿命长等优点，同时也存在点燃慢、工作电压高、耗能大、有频闪效应、可造成汞伤害、显色性差、需另增配其他附件(含镇流器、启辉器、补偿电容器等)、经济性较差、不宜频繁启停操作、工作表现和适用范围受外部条件限制(如仅适用于常温环境(18℃～25℃)、对启动电流和电压稳定性(5％)较敏感)、不适用于旋转物场所等缺点。半导体光源照明器工作额定电压为3.3V/单颗芯片，额定功率为0.03W～0.06W/单管，且平均使用寿命在50000h以上，其具备具备体积小、便于控光和使用、点燃和熄灭对灯的性能寿命影响小、显色性好、集光性和发光效率较好、光利用率高、无额外增配其他附件、使用寿命长(6～10万小时)、维保费用抵、节能且功耗小(仅为热辐射光源照明器功耗的10％～20％，节能达80％以上)、可实现半导体发光单元整体发光且互不影响、无灯丝灯泡发热和烧断情况、无光衰和眩光现象、可实现红绿蓝三基色256级灰度的任何混合配色显色、半导体发光体为冷光源且不含汞元素可回收利用且安全环保、半导体光源照明器具有在线编程、无线升级和灵活多变等优点，同时半导体光源照明器也存在工作环境温度较高且持续时间较长会对光源造成光衰、因半导体光源照明器的厂家、设备型号、技术性能等存在差异容易造成一部分光源照明器不能在正常工作点上工作、单个大功率半导体光源照明器售价较高且经济性较差、显色指数低等缺点。

在市政工程建设过程中，一般以工作人员肉眼观察为主，如有特殊需要或特殊环境下的观察将借用专业仪器辅助观察，通常所需借助的观察器或专业仪器包含风量观察器、测量用各类观测仪器(水准仪、经纬仪和全站仪等)、CCTV管线机器人、无人机航拍器这几种，接下来将对上述提及的观察器或专业仪器及其现有技术详细介绍。

首先是如图25所示的风量观察器，该风量观察器通常用于市政污水厂中臭气收集和处理过程的观察之用，其主要由有机玻璃材质的观察管作为观察部，同时在观察管下部配有白色三角形观察布条，并且观察管与上下两段臭气收集管通过法兰盘连接密封，通过末端除臭设备的臭气收集风机的负压抽吸，实现将除臭对象内的臭气进行统一抽吸、收集和处理，当臭气流经观察管时，白色三角形观察布条会因臭气定向流动而随之带动其沿流动方向往复飘动，飘动频率越高、飘动幅度越大就证明臭气定向连续收集正常且收集量满足除臭要求。由于风量观察器的观察部是有机玻璃材质管材，这种材质的自身透明性好且透光性高、化学稳定性强、力学性能和耐候性好，可适用于一年之中各种气候条件和温度变化且便于早晚肉眼清晰观察和分辨。但该观察器也存在以下若干缺点，其中包含：①观察器的有机玻璃观察部组件长时间运行以及处在潮湿腐蚀环境中容易在观察管内部形成污渍和水斑，只能通过将观察管拆卸下后进行维保清理，清理后再行法兰安装，相应维保清理工作较为繁琐；②观察管底部配备白色三角形观察布条期初投运时是水平平直的，经过长期运行后，该观察布条会因长期处在潮湿腐蚀环境中导致布条变色和褪色，同时布条受到臭气定向流动的长期作用，会使得布条发生徐变上翘变形，导致布条无法真实反映臭气定向流动的状态以及臭气收集和处理的情况，只能通过更换布条或玻璃管来解决根本问题，较为耗费材料和资金；③该风量观察器构造较为简单，实质为有机玻璃透明观察管，其目前仅用于污水厂臭气收集和处理过程的观察之用，且只适用于白天肉眼观察，夜间肉眼无法观察和辨别，应用面较为狭窄，应用点也较少，很难将其复制用于其他方面的观察之用。

其次是如图26至图28所示的测量用各类观测仪器(水准仪、经纬仪和全站仪等)。水准仪是建立水平视线测定地面两点间高差的仪器。原理为根据水准测量原理测量地面点间高差。主要部件有望远镜、管水准器(或补偿器)、垂直轴、基座、脚螺旋。根据水准仪的型号精度情况，可用于不同对象和要求的水准测量，例如DS0.5(精度误差≤0.5mm)一般适用于国家一等水准测量及地震监测，DS1(精度误差≤1mm)一般适用于国家二等水准测量及精密水准测量，DS3(精度误差≤3mm)一般适用于国家三、四等水准测量及一般工程水准测量，DS10(精度误差≤10mm)一般适用于工程水准测量。水准仪仅能实现水平面上待测定两点间的高差测量，但无法实现水平角、竖直角和距离(斜距、平距)的测量，而且该仪器仅适用于白天测量工况，夜间无法开展测量工作，且仅支持在有设备架设面的基础上开展测量，且水准仪自重和体积较大，不便于携带和搬运，使用时需经组装和调平处理，较为繁琐不易上手，且该仪器的使用需事先掌握一定专业操作技能和理论知识，对专业背景和个人素质要求较高，此外该仪器的维保检修以及调校标定需委托仪器厂家或第三方专业单位予以实施，自行无法开展上述工作，需要产生额外的维保检修和调校标定费用，加之水准仪的售价在1000～2000元不等，价格也偏高，但使用频次不高，经济性一般。经纬仪是一种根据测角原理设计的测量水平角和竖直角的测量仪器，它还是望远镜的机械部分，使望远镜能指向不同方向。经纬仪具有两条互相垂直的转轴，以调校望远镜的方位角及水平高度。经纬仪是一种测角仪器，它配备照准部、水平度盘和读数的指标、竖直度盘和读数的指标。经纬仪测量任务中用于测量角度的精密测量仪器，可以用于测量角度、工程放样以及粗略的距离测取。经纬仪仅能实现水平角和竖直角的精确测量，对距离测取结果是有较大误差的，且仅适用于白天能见度较好的工况，夜间无法开展测量工作，且仅支持在有设备架设面的基础上开展测量，且经纬仪自重和体积较大，不便于携带和搬运，使用时也需经组装和调平处理，较为繁琐不易上手，且该仪器的使用需事先掌握一定专业操作技能和理论知识，对专业背景和个人素质要求较高，此外该仪器的维保检修以及调校标定需委托仪器厂家或第三方专业单位予以实施，自行无法开展上述工作，需要产生额外的维保检修和调校标定费用，加之经纬仪的售价在3000～5000元不等，价格也偏高，但使用频次不高，经济性一般。全站仪也叫全站型电子测距仪，是一种集光、机、电为一体的高技术测量仪器，是集水平角、垂直角、距离(斜距、平距)、高差测量功能于一体的测绘仪器系统。与光学经纬仪比较电子经纬仪将光学度盘换为光电扫描度盘，将人工光学测微读数代之以自动记录和显示读数，使测角操作简单化，且可避免读数误差的产生。因其一次安置仪器就可完成该测站上全部测量工作，所以称之为全站仪。全站仪由电源部分、测角系统、测距系统、数据处理部分、通讯接口、及显示屏、键盘等组成。全站仪几乎可以用在所有的测量领域(包含测量水平角、垂直角、距离、高差测量功能等)，与水准仪和经纬仪相比而言，其增加了许多特殊部件，因而使其具备更多的测量功能、数据记录和处理功能，且使用更加便捷。全站仪虽能胜任所有测量领域内的测量任务，但是其也仅适用于白天能见度较好的工况，夜间无法开展测量工作，且仅支持在有设备架设面的基础上开展测量，且全站仪自重和体积较大，不便于携带和搬运，使用时也需经组装和调平处理，较为繁琐不易上手，且该仪器的使用需事先掌握一定专业操作技能和理论知识，对专业背景和个人素质要求较高，此外该仪器的维保检修以及调校标定需委托仪器厂家或第三方专业单位予以实施，自行无法开展上述工作，需要产生额外的维保检修和调校标定费用，加之全站仪的售价在5000～50000元不等，价格和使用成本较高，经济性不佳。

再次是如图29所示的CCTV管道机器人，它是一种可沿细小管道内部或外部自动行走、携带一种或多种传感器及操作机械，在工作人员的遥控操作或计算机自动控制下，进行一系列管道作业的机、电、仪一体化系统。在市政工程管道检查工作中常用的是CCTV轮式机器人。该轮式机器人常用于市政给排水管道、水利输水管涵、综合管廊、电缆管沟、隧洞等管线设施的内部快速检测和诊断，且可检测诊断管径为260mm至3000mm范围的管线设施，单次长距离检测可达300m，不受任何天气环境影响限制，白天及黑夜皆可实施检测作业。该轮式机器人通常由抗倾覆爬行器、镜头(或相关检测仪器)、电缆盘和控制系统(含平板、笔记本电脑或专用工业控制器，并搭载有(无)线连接操控，可实时显示、存储高清检测视频)四部分组成。爬行器以运动机构作为载体，根据生产任务不同可选择性搭载相关检测仪器(如机械手取样器、无线定位模块等、彩色摄像机(大于200万像素)、甲烷和CO等各类气体传感器等)或不同规格型号的检测镜头(如旋转、直视、鱼眼镜头等)，通过与电缆盘与控制系统连接后，响应控制系统的各项操作指令(含进退、转向、平台升降、灯光调节、检测仪器和镜头旋转调焦变倍、前后视切换等)。在检测过程中，控制系统可实时360度显示、录制镜头传回的画面(若配备相关检测仪器，可以传回相应检测和取样信息)，并同步显示爬行器的状态信息，并可通过触摸屏录入备注信息，此外还可快速抓取缺陷图片和检测图片，并实施获取管道的坡度曲线，检测完成后，可立即得到检测报告(含管道内部沉积情况分析等)。虽然该轮式机器人具备上述较多观察和检测功能，但其也存在如下几项缺点：①该类机器人及配套设备自重较大且体积也大，不易携带和搬运；②该类机器人及配套设备在正式投运使用前需要进行组装、接线和调试工作，对操作人员的专业技能和理论知识的掌握程度要求较高；③该类机器人及配套设备由于构造复杂，且为机、电、仪一体化系统，其售价根据具体配置情况从5000元至几万元不等，其价格不菲，且目前仅适用于管线设施的探查和检测，应用面较窄、应用点不多，致使其使用频率不高，且仅支持在有设备架设面的管道上开展观察检测，而且该类设备的维保检修和调校标定需委托仪器厂家或第三方专业单位予以实施，自行无法开展上述工作，需要产生额外的维保检修和调校标定费用，从而进一步降低了其经济性；④该类机器人的观察检测功能主要依赖于控制系统及其观察检测评估软件，若控制系统或观察检测评估软件出现运行异常或故障时，便无法开展观察和检测活动，所以该设备的控制系统和观察检测评估软件的运行稳定性很难把控；⑤该类机器人仅支持在有设备架设面的基础上开展观察检测，不适用于腾空或悬空的作业环境。

最后是，如图30所示的无人机航拍器，无人机是通过无线电遥控设备或机载计算机程控系统进行操控的不载人飞行器。无人机结构简单、使用成本低，不但能完成有人驾驶飞机执行的任务，更适用于有人飞机不宜执行的任务。在突发事情应急、预警有很大的作用。无人机航拍器一般由飞行器机架、飞行控制系统、推进系统、航拍遥控器和接收器、航拍云台和航拍摄像机等主要部件组成。飞行器机架采用轻物料制造为主，以减轻无人机的负载量，用于无人机着陆和平面摆放之用。飞行控制系统一般会内置控制器、陀螺仪、加速度计和气压计等传感器。无人机便是依靠这些传感器来稳定机体，再配合GPS及气压计数据，便可把无人机锁定在指定的位置及高度。推进系统主要由桨翼和马达所组成。当桨翼旋转时，便可以产生反作用力来带动机体飞行。系统内设有电调控制器，用于调节马达的转速。航拍遥控器和接收器透过远程控制技术来操控航拍无人机的飞行动作。遥控接收器主要作用是让飞行器接收由遥控器发出的遥控指令讯号。用于调节马达的转速和无人机飞行方向。航拍云台是整个航拍系统中最重要的部件之一，航拍影片的画面是否稳定，便全要看云台的表现如何。云台一般会内置有两组电机，分别负责云台的上下摆动和左右摇动，让架设在云台上的摄影机可维持旋转轴不变，可减少飞行器晃动，增加画质的清晰度。航拍摄像机安装于云台合适位置，将摄像机采集的视频信号传输到安装在无人机上的图传信号发送器，然后由图传信号传送到地面的接收系统，由接收系统再通过SDI/HDMI传输到显示设备上，操控者就能实时的监控到无人机摄像机航拍图像。在市政工程建设过程中，无人机航拍器主要作用是航拍摄影(含近景、广角和全景等)工程总体面貌和总体建设进度情况也可以拍摄工程局部面貌、局部建设进度情况和节点建设情况，并且仅限于对特定时点特定角度的特定对象进行拍照和录像，一般都在晴天且能见度较好的白天环境下实施航拍摄影，大雾、雨雪天等恶劣天气以及夜间或能见度较差的环境通常不适合开展户外航拍摄影，容易导致无人机信号收发失灵、设备受潮损坏、因能见度不够而发生的设备误操作、碰擦、起落不到位等问题，且市政工程建设过程中使用的无人机航拍器大多属于民用航拍器，其航拍区域和高度(一般不超过100m)受到《民用无人驾驶航空器实名制登记管理规定》和《通用航空飞行管制条例》的法律法规的约束较大。虽然无人机航拍器具备上述功能和优点，但其也存在如下几项缺点：①根据上述法律法规要求，无人机航拍前需要具备三项前提条件(含操作人员有证照，无人机要适航，飞行计划需要申报)，但该三项条件一般无法全部集齐，所以通常工程现场以往实施的无人机航拍活动均属于非法拍摄，严重的会追究法律责任，所以一般不提倡开展无人机航拍摄影；②市场上民用无人机航拍器及其配套设备根据具体配置和性能不同，一般售价在2000元～30000元不等，且其中主要零部件的售价都超过千元，但与之相对而言，无人机航拍器的应用面较窄、应用点较少，此外其使用频次不高，使用区域(仅限于空旷开放且障碍物较少区域)、高度(低于100m)和时段(仅限白天，天气状况较高且能见度高)均受限，造就了其使用成本高昂，且后期设备维保检修和零部件消耗所发生的费用也较大，使得其总体经济性较差；③无人机航拍器的拍摄好坏以及能否稳定正常运作取决于其飞行控制系统、推进系统、航拍遥控器和接收器、航拍云台和航拍摄像机等各主要部件，若上述部件中任何一项存在故障或运行异常，则会导致无人机航拍器无法开展拍摄活动，甚至发生航拍器损坏坠毁的事故，所以要实现航拍器顺利拍摄工作，必须确保上述每一个主要部件的正常运作，这就要求使用者对设备日常维保检修必须到位，并且对设备及其主要部件的运行状态要清晰明了，对各类问题和故障的起因要懂得分析，并且具备排除故障和问题的能力，这是一般人很难掌握的，必须具备专业技能和理论知识的专业人员才行，在正式投运使用前需要进行组装、接线和调试工作，对人的技能和知识掌握要求极高且上手难度较大，不易操作；④无人机航拍器自重较大且体积也大，不易携带和搬运；⑤无人机航拍器虽适用于腾空或悬空的作业环境，但其设备的起落操作必须在有设备架设面的基础上开展，而且不适用于密闭的有限空间作业，容易导致无人机航拍器操作信号收发出现屏蔽或异常，导致设备失控。

前述内容已经对照明器和观察器两类设备的现有技术情况、组(构)成情况、具备的功能和性能情况、分类、规格型号、适用范围、使用条件、优缺点等多方面开展了详细的介绍阐述，但在市政工程建设过程中，经常存在有限空间或黑暗环境的作业内容(例如，密闭池体的闸门安装和维保检修(如图31所示)、密闭空间内防水防腐涂装施工等)，且作业人员时常需要长时间在这种环境下从事作业，此外有些有限空间或黑暗环境中常年存在污水或药剂(例如污水厂)，使得空间内非常潮湿且湿气较重，甚至严重的还存在有毒有害气体(例如，硫化氢和氨气等)，在这类作业环境中工作人员需穿戴防护服和防毒面具方可进入作业和观察，否则极易发生人身安全事故，且在该类环境的作业过程中有时是缺乏永久照明设施(例如，周边缺少照明用电源设施或者高湿度高腐蚀环境对照明设施极易造成损害等)和专业的观察器(是指适用于黑暗环境或有限空间的观察器)，一般都是靠作业人员戴好头灯或手电筒进行照明并近距离观察作业或尽量开启进出作业的所有盖板或门洞使得外部自然光线能够照进内部作业环境，改善作业环境内的能见度，提升作业的安全性，否则缺乏必要的配套设备或措施，在有限空间或黑暗环境中作业的能见度极差，且很难找到特定的作业对象(如图32和图33所示)，除存在一定安全隐患外还大幅减低了工效。此外前述的各类照明器中，除手提式灯具外，其余固定式灯具均不适用于该类作业环境，且手提式灯具仅能实现照明而无观察功能。同时前述的各类观察器中，能适用于黑暗或有限空间环境的仅剩CCTV管道机器人，但前述内容已分析过，其实施观察检测时需要有设备架设面才行，但是很多有限空间或黑暗环境都是中空的三维空间，不具备设备架设面和架设条件，致使CCTV管道机器人也无用武之地。为解决上述提及的市政工程建设领域中有限空间和黑暗环境中缺失高效实用的照明观察设施问题，所以本人从高效实用的角度通过创新研发手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器来解决这一长期技术“瓶颈”问题，并填补了相应设备设施和技术缺口，从而消除有限空间和黑暗环境作业的无法将安全作业和保证工效兼顾的长期困扰，为市政工程建设中复杂工况情况下的作业开辟了新思路、新技术、新设备，为类似工程建设和作业实施的提供有力借鉴参考。

现有技术问题涵盖以下几点内容：

1、上述现有照明器和观察器均为独立设备，分别仅能实现自身照明功能或观察记录功能，且未形成有效技术和功能整合，更没有相应照明观察器设备及相关应用，存在技术空白、设备缺失和缺乏应用的情况；

2、上述现有照明器和观察器在实现发挥自身单一功能，如照明或观察记录的时候，均需具备多项前置工作条件，如均须在设备架设面或安装面上才能运行，不支持腾空或悬空作业环境；使用或运行前均须开展一定的安装或组装工作，而且还需对照明器进行电气调试，而对观察器还需另行机、电、仪一体化调试至正常工作状态方可投用，如不同观察器的调试机理还大不相同，对使用人员的专业理论知识和实际操作掌握要求较高；

3、上述现有照明器和观察器在实际应用过程中，不同程度的存在应用面受限，如大部分观察器仅适用于白天或明亮环境工况，夜间或黑暗环境下观察成效不佳，且需要在有设备架设面或架设条件下才可投用和发挥作用，应用工况受限；同样的照明器中热辐射光源照明器仅适用于非易燃易爆场所且对安装位置的水平度及倾角有一定要求的位置，并非全工况通用，而气体放电光源照明器也仅适用于常温环境，通常为18℃～25℃、对启动电流和电压稳定性(±5％)较敏感、不适用于旋转物场所和应用短板问题，如热辐射光源和气体放电光源照明器均存在使用寿命较短、能耗高、采购成本高且经济性较差、存在使用安全隐患、应用面受限等；同样的大部分观察器均存在仅适用于自身特定数据和对象的观察记录且不通用，观察测量功能单一，观察器采购成本较高，但是使用频次不高，经济性较差，且仅用于特定领域和对象的观察，实用性欠缺，此外其使用条件较多且受约束较大，如含人、机械设备、环境工况等条件约束；

4、上述现有照明器和观察器的外部轮廓尺寸较大、构造复杂、组件配件较多、体积大不易携带、自重较重(仅限观察器)，这容易造成携带运输难、组装繁琐困难且专业性强，不易于上手掌握和使用，后期维保养护难度大且专业性强等问题，从而影响了上述现有照明器和观察器的普及应用和推广；

5、上述现有照明器和观察器的使用寿命和耐久性有限，尤其是热辐射光源、气体放电光源和半导体光源照明器均有明确限定的使用寿命，通常在1000小时～50000小时不等，一旦达到了使用寿命，一般都会出现故障导致无法使用，此时必须采购新的照明器予以更新方可延续使用，同样的各类观察器虽没有明确限定的使用寿命规定，但根据工程经验和观察器常规使用规律可确定，各类观察器一般需要半年或一年一次进行维保养护和设备标定，由于观察器中除风量观察器外，其余一般为光学精密仪器，如水准仪、经纬仪、全站仪和机电仪一体化仪器，如含CCTV管道机器人和无人机航拍器，这些观察器在维保养护和设备标定中有时需要更换部分易耗品和易损件，如含更新观察布条和玻璃管、更新水准仪、经纬仪等仪表和衡器等、更新CCTV管道机器人和无人机航拍器的重要电气元件、镜头等，而且更换操作和维保养护需要第三方专业机构办理，而且上述观察器的维保养护费用较为高昂，并且无法自行操作和替代，如若不定期按要求维保养护和设备标定，很容易发生设备运行故障和观察测量精度失真，直接影响实际使用和成效；

6、上述现有照明器和观察器的结构构造和组成部件大不相同且相差较大，其运行机理和使用要求也不尽相同，这就造成了上述现有照明器和观察器稳定运行的要素和控制点各不相同。上述各类照明器是否稳定运行取决于灯珠、灯丝、导电部件、散热器、镇流器和电源等重要电气元件的稳定性，而上述各类观察器能否稳定运行取决于各类观察器的自身组件，且各类观察器自身组件较多而且繁杂，有些涉及多个光学部件，如镜片、仪表、水平度盘等、有些涉及结构本体，如观察布条、玻璃管等，更有涉及机、电、仪三方面部件的，如CCTV管道机器人涉及抗倾覆爬行器、镜头或相关检测仪器、电缆盘和控制系统，如含平板、笔记本电脑或专用工业控制器，并搭载有(无)线连接操控，可实时显示、存储高清检测视频，无论是照明器还是观察器，只要上述任一自身组件出现故障，就容易导致设备不稳定运行甚至故障瘫痪，这对实际使用和成效造成严重负面影响。如若要确保上述现有照明器和观察器的稳定运行，有需要耗费较多人力物力财力去关注和管控照明器和观察器的稳定运行要素和控制点，然而前述这些要素和控制点并非寻常简易的零部件，更多的是专业性强且不易上手掌控的机械、电气、仪控等重要部件，这对缺乏专业理论知识和实际操作经验的使用者而言几乎是不可能完成的工作且管控难度非常大，所以也无法保障照明器和观察器的长期稳定运行。

7、上述现有照明器和观察器中，涉及机电仪一体化的观察器，如CCTV管道机器人和无人机航拍器在项目中投入使用前，必须按法律法规和相关主管部门规定办理必要的手续和备案，对于CCTV管道机器人而言，在管线探查前需办理施工检测区域道路封交手续或临时占地手续，如若管道中存在水流或淤泥垃圾的，还需要办理管道排水和管道清淤手续，并先行收集管道图纸和安装资料，并同步制定和备案CCTV管道检测方案、安全方案和应急措施，一旦违反上述任何一条或准备工作不到位的，容易被追究相应违法责任。而对于无人机航拍器而言，在开展航拍之前需按《民用无人驾驶航空器实名制登记管理规定》和《通用航空飞行管制条例》规定办理操作人员证照和报备飞行计划，同时飞行航拍期间不得超过100m高度限制)，一旦违反上述任何一条规定，均属于非法拍摄，严重的会追究法律责任；

8、上述现有照明器和观察器一般常用于室内外空旷的环境中，以确保照明器和观察器的正常运作和设备安全，同时也保障了周边环境的安全。但对于有限空间和黑暗环境这类工况存在一定的不确定性和风险，尤其是市政工程领域中无论是地下隧道、地下管线设施(如雨污水管等)还是污水厂污水处理设施(如进水井、进水泵房等)等各类市政项目中都不同程度的存在有限空间和黑暗环境工况，而且在这些有限空间和黑暗环境中时常存在有毒有害气体(如硫化氢、氨气、甲硫醇等)、缺氧(如一氧化碳或二氧化碳超标)或高湿度强腐蚀环境(如夹带各类腐蚀性臭气的污水污泥环境)等风险要素，一旦将上述现有照明器和观察器置于这类环境工况中作业，容易对设备本体造成侵蚀破坏、受潮损坏甚至引发电气元件的短路烧坏等问题，如若有限空间和黑暗环境中有毒有害气体、缺氧或高湿度强腐蚀水气浓度较高的话，更容易造成上述现有照明器和观察器设备本体及组件的损坏以及故障频发，同时上述现有照明器和观察器(除风量观察器、水准仪、经纬仪外)在使用过程中会产生电流和热能，当电流和热能与高浓度毒有害气体(如硫化氢、氨气、甲硫醇等)或缺氧(如一氧化碳或二氧化碳超标)和一定浓度的氧气共存于同一环境中，容易激发化学反应并发生爆炸或爆燃现象，届时不仅对照明器和观察器设备本身造成毁灭性破坏外，还会殃及周边环境、人员和财产等，其造成的负面影响和损失是不可估量的。此外，在有限空间和黑暗环境中，尤其是存在高浓度有毒有害气体、缺氧或高湿度强腐蚀水气的情况下，会对观察器(尤其是CCTV管道机器人和无人机航拍器)的机电仪系统的正常运作和操控造成较大影响，主要体现于无线电遥感控制信号屏蔽或失灵、观察口镜片上附着浓厚水雾气造成无法清晰观察和记录等。

因此，如何同时满足工程项目对特定环境条件和现有观测技术和设备，并能够拓展观测设备的使用条件和应用成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器，实现的目的是在满足工程项目对特定环境条件，如有限空间和黑暗环境下观测需求的同时，也进一步丰富和完善了工程项目现有观测技术和设备，拓展了观测设备的使用条件和应用面，有助于工程项目借助本项发明更好更全面的收集工程信息和现场观测数据。

为实现上述目的，本发明公开了手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器，包括呈管状的观察部，环绕所述观察部轴向设置的照明部，以及外接部；

所述照明部包括面板、LED球泡灯、传导铜板、焊锡触点、紧固螺纹、底盖、手动开关旋钮、照明部结构体、第一物镜、不锈钢内螺纹、密封条固定卡扣、止水密封条、LED球泡灯螺纹固定基座、电池夹具、电池、内隔板和导电金属底座；

所述观察部包括目镜、止进卡、观察部结构体、铝质反射镜面内腔和第二物镜；

所述照明部的所述LED球泡灯的外密封面板采用透明的甲丙烯酸甲酯有机玻璃材质，即亚克力材料制成；

所述照明部结构体为中空结构，内部中间位置通过由所述不锈钢内螺纹和所述观察部结构体的不锈钢外螺纹连接，中间靠近观察物的前部设有物镜，外圈中部位置设有所述LED球泡灯、与所述LED球泡灯对应的照明电路，以及相邻设置的照明开关和照明开关限位兼导电模块；

所述LED球泡灯通过内置环形中空固定基座固定于所述照明部结构体；

所述内置环形中空固定基座与所述照明部结构体两侧内壁接触面刚性连接，且所述内置环形中空固定基座上环形均布若干个所述LED球泡灯；

所述内置环形中空固定基座的下方对应每一所述LED球泡灯均设有所述传导铜板，用于传导流经相应的所述LED球泡灯的电流；

每一所述传导铜板均与所述照明部结构体紧密刚性连接；

所述照明开关和所述照明开关限位兼导电模块与每一所述LED球泡灯的照明电路的通路和断路相对应，分别控制每一所述LED球泡灯的照明开闭；

所述照明部结构体的外圈中空部位下段与中段间设有镀锌不锈钢隔层；

所述镀锌不锈钢隔层两侧对应每一所述LED球泡灯均设有所述传导铜板；

位于所述镀锌不锈钢隔层两侧每一对对应同一所述LED球泡灯的所述传导铜板均通过部分贯穿所述镀锌不锈钢隔的方式进行连接，实现电流的传导；

所述照明部结构体的外圈中空部位下段设有多个照明电源和相应的回路；每一所述照明电源和所述回路之间均通过内隔板隔离，并在两端位置设有所述传导铜板和导电金属底座，用于所述回路内电流正常流转；

所述回路通过所述照明开关限位兼导电模块实现若干所述照明电源的并联连接；

所述照明部结构体的前端与所述物镜之间设有环形止水密封条和环形密封条固定卡扣；

所述环形止水密封条设于所述LED球泡灯的外密封面板的上下两侧，用于效隔离和杜绝液体和粉尘垃圾进入所述LED球泡灯内；

所述环形密封条固定卡扣嵌套于所述照明部结构体外部框架上，紧贴所述照明部结构体表面，强化所述环形止水密封条固定和密封作用；

所述观察部结构体呈圆形中空结构，一端表面为光滑圆形的光滑段，另一端表面为所述不锈钢外螺纹结构，在所述光滑段与所述不锈钢外螺纹结构之间设有所述止进卡；

所述观察部结构体两端分别设有目镜和第二物镜，所述目镜和所述二物镜与所述第一物镜构成开普勒式望远镜；

所述观察部结构体的内表面为所述铝质反射镜面内腔；

所述外接部用于外接观察、检测和摄录装置，从而实现除照明观察以外的额外检测、摄录功能及开展相应活动。

优选的，所述外接部包括橡胶固定绑带、外接手机或摄录装置、紧固框体延伸件、支撑部、外接紧固框体、外接紧固件和紧固螺丝；

所述外接紧固框体、所述外接紧固件和所述紧固螺丝组成能够与所述观察部结构体的所述光滑段搭配使用的前端；

其中，所述外接紧固框体穿过所述观察部结构体的所述光滑段并向里延伸，能够通过旋转紧固螺丝，借助所述紧固螺丝和外接紧固框体的内螺纹相互作用而向内侧运动位移；

在所述外接紧固框体移动时，能够同步带动所述外接紧固件向内侧运动；

所述紧固框体延伸件与所述外接紧固框体连接，内部设有两个支撑部；

所述橡胶固定绑带用于在所述紧固框体延伸件绑扎所述外接手机或摄录装置。

更优选的，所述紧固框体延伸件通过铰链转动装置与所述外接紧固框体连接，以及每一所述支撑部连接；

所述紧固框体延伸件上设有延伸件观察口。

优选的，所述照明电源包括电池和电池夹具；所述回路包括铜丝导线；

所述电池夹具为两幅塑料制成的夹具，对应相应的电池，通过强力胶固定于所述内隔板和照明部结构体外圈中空部位内壁。

更优选的，在照明部结构体外圈中空部位的底端设有带手动开关旋钮且可开关的底盖；

所述底盖的环形外壁为螺纹状，与所述照明部结构体外圈中空部位底端螺纹状内壁相匹配，能够通过手动扭转底盖来开启和关闭底部通道；

所述底部通道用于更换照明电源的电池和/或电池夹具。

优选的，所述照明开关与操作者的手直接接触部分为采用硬塑料制成的绝缘部，不与所述操作者的手直接接触部分为采用铜材料制成的导电部；

所述导电部呈“王”字形滑块结构，与所述照明部结构体接触部分做镀锌处理。

更优选的，所述照明开关限位兼导电模块采用黄铜材料制成，固定连接在所述照明部结构体的外圈中空部位中段内壁上，将所述照明开关的所述导电部包于内，与所述导电部共同工作；

所述导电部与所述照明开关限位兼导电模块两侧分别通过铜丝导线与所有所述传导铜板焊锡连接。

优选的，所述内置环形中空固定基座上环形均布8个所述LED球泡灯。

优选的，所述LED球泡灯包括LED球泡灯灯罩、LED球泡灯铝基板、灯珠、LED球泡灯塑包铝散热器和LED球泡灯螺纹灯头；

所述LED球泡灯螺纹灯头包括隔离恒流电源和E27接口。

优选的，所述面板为亚克力板或者有机玻璃板；

所述照明部结构体采用不锈钢材料制成；

所述观察部结构体除内腔外采用不锈钢材料制成；

所述不锈钢内螺纹和所述不锈钢外螺纹均设有真空渗锌/锌铬涂层作为防腐防锈处理；

所述内置环形中空固定基座采用H62黄铜材料制成，并进行镀锌处理；

所述第一物镜为凸透镜；所述目镜和所述第二物镜均为放大镜或者凸透镜。

本发明的有益效果：

1、本发明与现有照明器和观察器相较而言，集成了照明器和观察器两类设备的基本功能(照明和观察功能)于一身，在此基础上本项发明还额外增加了外接部件，使其除发挥了照明和观察功能外还具备了记录和检测等功能，使得对照明器和观察器的整合优化后取得的成效远大于各自本身单独的简易组合成效(即“1+1＞2”的效果)，其可实现的功能和性能更加强大，远不止于照明和观察，还包含拍摄、记录和检测等各项功能；

2、本发明无论从外观还是内部构造设计而言，都是秉持了高效、实用、经济、节约的理念开展的研发设计，既保留利用了现有观察器和照明器的基本实用功能，用摈弃了一些非必需且不常用的其他功能部件(例如，照明器的固定安装件和观察器的设备支架、调平装置、驱动装置等)，使其既适用于白天也可用于黑夜或黑暗环境工况以及任何天气及温度变化，拓宽了其应用时段和应用面。而且在对照明器和观察器进行整合优化研发设计过程中，其空间体积缩减为经纬仪、全站仪体积的十分之一左右，其自重也得到了大幅缩减，便于携带、搬运和使用；

3、本发明在研发设计阶段优化并简化了内(外)部构造，使得其各主要部件组装灵活简便，且需要组装的部件数量也较少，而且组装完毕后经过简单的调节后即可直接投入使用，既节约了组装和调试的耗时并同时提升了工效，又对使用者无专业背景、专业技能和理论知识等较多要求，使得其适用受众人群广泛且通用，且本项发明的使用方式为人性化的便携手持式，更便于使用者的操作使用，无需受限于设备架设面和架设条件的约束，随手捏来便可使用，并支持往复高频次循环使用且不易损坏，可用于任何环境工况下(含有限空间和黑暗环境)对特定事物的(非)照明观察，提升了其应用点和使用频次，确保其经久耐用；

4、本发明由于构造简单、材料选用简单且经济实惠、拆装简便，所需要日常维保检修的零部件或重要组件较少(仅观察镜片和内外螺纹)，且不存在消耗品和组件，此外本项发明并非精密仪器，无需像水准仪、经纬仪和全站仪等精密仪器一样每年定期进行仪器的校调标定，综上所述造就了本项发明必然造价低廉但不乏实用，而且本项发明日常维保简便且所需日常维保检修费用也极少，且无任何委托第三方单位或厂家进行校调标定的费用，其经济性非常高且不言而喻；

5、本发明的照明效果及观察成效仅取决于LED照明灯具和观察镜片，且这两项部件目前早已有成熟产品且技术可靠、经济环保、经久耐用，其稳定运作的可靠性有较高的保障，所以在本项发明使用过程中发生异常或故障的概率几乎为0(除LED照明灯具使用寿命耗尽或观察镜片发生人为破损等)，其照明效果及观察成效有相当大的保障；

6本发明在使用前无需像无人机航拍器一样办理繁杂的报备手续，且不涉及法律法规所要求的管控内容，使用要求、使用条件、使用时段均不受法律法规限制，可根据实际需求随意随时使用，使得使用者无任何后顾之忧和违法犯罪的可能，保障了使用者的权益和自由；

7、本发明通过手持式使用、特定的工作机理和优越的设备性(功)能，可实现远程照明和清晰观察，解决了作业人员或使用者在有限空间或黑暗环境工况下作业时必须近距离照明和观察的弊端，尤其是有些有限空间或黑暗环境工况中还存在有毒有害气体、缺氧或高湿度强腐蚀环境等恶劣条件，对人体健康有一定的损害甚至危及生命，一旦使用本项发明可避免作业人员或使用者身处该种恶劣条件和不利环境工况中，通过远程照明和观察完成相应作业任务，有力保障了其自身的人身安全。

8、本发明专利(手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器)通过对现有常用的照明器和观察器的种类、规格型号、功能性能、适用范围、使用条件、工作机理、经济实用性、优缺点等多方面进行详细剖析分析，通过取长补短和健全完善的方式，从而研发出本项发明。通过本发明(手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器)可以有效解决现有常用的照明器和观察器无法逾越和攻克的技术问题(即前述攻克的七项技术问题)，并从实际出发解决了现有市政基础设施建设中缺失高效实用、经济环保且应用广泛(含有限空间和黑暗环境工况)的照明观察器设施这一长期“顽疾”问题，从根本上补足完善了现有技术和设备的短板、功能欠缺和综合效益，拓展丰富了照明观察器的种类规格、适用范围、使用条件以及工作机理等，有力的保障和实现了市政基础设施建设过程中诸如有限空间和黑暗环境等恶劣工况下的施工照明和观察“无死角”的情况，有效改善和保障了作业人员或使用者使用传统观察和照明设备在上述恶劣工况下开展作业的人身安全，降低了发生安全隐患和事故的概率，并且人性化的便携手持操作方式和简单构造设计使得其使用起来更加简便快捷，进一步缩减使用耗时和提升工效，同时简化和方便了其相关日常管理、使用和维保检修。

9、本发明产生的社会效益主要是弥补和健全了市政基础设施建设过程中且有限空间和黑暗环境工况(含有毒有害、缺氧和高湿度强腐蚀等恶劣条件)下高效安全的照明观察设施和相应照明观察作业方法，在响应了国家和社会呼吁的安全生产理念和万众创新要求的同时，提升加强了作业人员和使用者的人身安全和健康保障，并同时降低了上述恶劣工况中作业时有毒有害气体、缺氧或腐蚀性气(液)体对人体造成损害并引发各类职业病。此外还充分分析和揭露了现有观察器和照明器在适用范围、使用条件和操作上存在的技术短板，并同步剖析了有限空间和黑暗环境工况中开展照明观察作业时欠缺考虑和不足事项。为有效解决上述提及的技术短板，同时加强有限空间和黑暗环境工况中照明观察作业的重视程度和补足该项作业过程中存在的各项短板，拟从高效使用、经济环保、广泛适用、操作简便、易于携带、便于推广等多个角度出发，对现有观察器和照明器进行结构优化、功能整合、性能提升、操作简化等多手段处理后研发出本项发明，并且补足完善了现有设备和技术的短板，形成设备和技术互补，并扩大其应用面和适用范围，为今后所有市政基础设施建设过程中有限空间和黑暗环境工况中开展照明观察作业开创了一种新设备和配套技术，开拓了一种新思路，同时使得在确保观察成效和精度不变前提下，以远距离观察代替近距离观察成为一种可能，缩减了常规照明观察所需的耗时和相应工作量(尤其是避免发生诸如人员上下攀爬和靠近观察等不必要的工作量)，并直接有力的提升了照明观察的工效和改善了工作方式和强度，且除含有限空间和黑暗环境工况外的其他任何工况(含白天或能见度较好情况，但浸没水中除外)、任何气候(含雨雪、大雾等)和一年四季温度变化情况下均可开展相关照明和观察工作，此外本项发明拆装便捷、使用操作简单、无消耗材料、垃圾和四废产生、维保检修也简便易上手，真正做到了便捷高效、省事省时、绿色环保、广泛实用的优点，本项发明和配套技术的有力推广和实施有助于提升和赢得的社会赞誉和社会效益。

10、本发明产生的经济效益主要是本项发明(手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器)与现有照明器和观察器设备及配套技术相比，其体型小、构造简单、预制方便、耗材更少、原材料和零部件均有(半)成品且采购便捷、制作加工周期短、加工成本低廉。同时本项目发明不属于精密仪器或仪表，无需定期年检、调校和标定，且除日用电池外无其他多余消耗品，设备本身仅需在使用后对内外螺纹进行简单的清洁即可且自我检修方便(若使用时间较长可涂刷润滑油)，无需委托专业单位开展繁杂的维保检修，可一定程度上节省设备的年检、调校和标定费用、消耗品和材料费、维保检修费，大幅提升本项目发明的经济性。本项发明就其在有限空间或黑暗环境工况中的照明观察成效、自身工作机理及其适用范围、使用条件和资源消耗等多方面均优于现有照明器和观察器，综合考量认定其性价比较高，一定程度上能够节约社会资源和社会成本，为使用单位降本增效、提升盈利、节约安全投入和赢得时间提供了良好客观条件和契机，且易于被市政基础设施建设领域的相关单位(设计、施工和其他使用单位等)广泛所接受和应用，并且有利于助推其推广普及。

11、本发明产生的其他效益主要是本项发明的研发和应用，有利于使得行业内各企业了解当下市政基础设施建设过程中用于有限空间及黑暗环境工况的照明观察器各方面最新动态和进展，洞察现有照明器和观察器的工作机理、适用范围、使用条件、经济性、实用性、环保性、安全性等各方面存在的不足之处，对于研发单位可以通过掌握本项发明的核心技术进行更深层次的二次研发和优化，从而掌握该方面的核心技术，并为研发企业自身创造行业竞争力提供必要的客观条件。在将科研成果转化为实际产品并应用于市政基础设施建设中将成为核心技术转化为生产力的必经过程，出于本项发明的极富创造性和优越工作性能，可以为研发和使用企业占领行业市场、赢得项目和树立良好口碑和形象提供有利条件。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1示出本发明一实施例中照明部结构示意图。

图2示出本发明一实施例中观察部结构示意图。

图3示出本发明一实施例中外接部结构示意图。

图4示出本发明一实施例的观察部完全装入照明部的状态示意图。

图5示出本发明一实施例的观察部脱出照明部的状态示意图。

图6示出本发明一实施例的观察部完全脱出照明部的状态示意图。

图7示出本发明一实施例中照明部、观察部和外接部安装在一起的状态示意图。

图8示出本发明图7中A向局部结构示意图。

图9示出本发明图7中BB处局部结构示意图。

图10示出本发明图7中CC处局部结构示意图。

图11示出本发明图7中DD处局部结构示意图。

图12示出本发明图7中EE处局部结构示意图。

图13示出本发明图7中FF处局部结构示意图。

图14示出本发明图7中G向局部结构示意图。

图15示出望远镜光路图。

图16示出开普勒式望远镜成像原理。

图17示出现有技术中手提胶柄灯的示意图。

图18示出现有技术中手电筒的示意图。

图19示出现有技术中防水防尘灯的示意图。

图20示出现有技术中卤钨灯的示意图。

图21示出现有技术中高压汞灯的示意图。

图22示出现有技术中白炽灯的示意图。

图23示出现有技术中一种LED灯的示意图。

图24示出现有技术中另一种LED灯的示意图。

图25示出现有技术中风量观测器的示意图。

图26示出现有技术中水准仪的示意图。

图27示出现有技术中经纬仪的示意图。

图28示出现有技术中全站仪的示意图。

图29示出现有技术中CCTV轮式机器人设备的示意图。

图30示出现有技术中无人机航拍器的示意图。

图31示出现有技术中市政工程现场存在有限空间及黑暗环境的作业环境。

图32示出现有技术中从外部窥视观察有限空间或黑暗环境下的作业环境能见度极差。

图33示出现有技术中在有限空间或黑暗环境的工作环境里对特定事物进行观察特别模糊不清。

图34示出本发明一实施例中LED球泡灯的结构示意图。

具体实施方式

实施例

如图1和图2，以及图4至图14所示，手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器，其特征在于，包括呈管状的观察部，环绕观察部轴向设置的照明部，以及外接部；

照明部包括面板、LED球泡灯、传导铜板、焊锡触点、紧固螺纹、底盖、手动开关旋钮、照明部结构体、第一物镜、不锈钢内螺纹、密封条固定卡扣、止水密封条、LED球泡灯螺纹固定基座、电池夹具、电池、内隔板和导电金属底座；

观察部包括目镜、止进卡、观察部结构体、铝质反射镜面内腔和第二物镜；

照明部的LED球泡灯的外密封面板采用透明的甲丙烯酸甲酯有机玻璃材质，即亚克力材料制成；

照明部结构体为中空结构，内部中间位置通过由不锈钢内螺纹和观察部结构体的不锈钢外螺纹连接，中间靠近观察物的前部设有物镜，外圈中部位置设有LED球泡灯、与LED球泡灯对应的照明电路，以及相邻设置的照明开关和照明开关限位兼导电模块；

LED球泡灯通过内置环形中空固定基座固定于照明部结构体；

内置环形中空固定基座与照明部结构体两侧内壁接触面刚性连接，且内置环形中空固定基座上环形均布若干个LED球泡灯；

内置环形中空固定基座的下方对应每一LED球泡灯均设有传导铜板，用于传导流经相应的LED球泡灯的电流；

每一传导铜板均与照明部结构体紧密刚性连接；

照明开关和照明开关限位兼导电模块与每一LED球泡灯的照明电路的通路和断路相对应，分别控制每一LED球泡灯的照明开闭；

照明部结构体的外圈中空部位下段与中段间设有镀锌不锈钢隔层；

镀锌不锈钢隔层两侧对应每一LED球泡灯均设有传导铜板；

位于镀锌不锈钢隔层两侧每一对对应同一LED球泡灯的传导铜板均通过部分贯穿镀锌不锈钢隔的方式进行连接，实现电流的传导；

照明部结构体的外圈中空部位下段设有多个照明电源和相应的回路；每一照明电源和回路之间均通过内隔板隔离，并在两端位置设有传导铜板和导电金属底座，用于回路内电流正常流转；

回路通过照明开关限位兼导电模块实现若干照明电源的并联连接；

照明部结构体的前端与物镜之间设有环形止水密封条和环形密封条固定卡扣；

环形止水密封条设于LED球泡灯的外密封面板的上下两侧，用于效隔离和杜绝液体和粉尘垃圾进入LED球泡灯内；

环形密封条固定卡扣嵌套于照明部结构体外部框架上，紧贴照明部结构体表面，强化环形止水密封条固定和密封作用；

观察部结构体呈圆形中空结构，一端表面为光滑圆形的光滑段，另一端表面为不锈钢外螺纹结构，在光滑段与不锈钢外螺纹结构之间设有止进卡；

观察部结构体两端分别设有目镜和第二物镜，目镜和二物镜与第一物镜构成开普勒式望远镜；

观察部结构体的内表面为铝质反射镜面内腔；

外接部用于外接观察、检测和摄录装置，从而实现除照明观察以外的额外检测、摄录功能及开展相应活动。

本发明的原理如下：

采用透明的甲丙烯酸甲酯有机玻璃材质，即亚克力材料制成的外密封面板，具有水晶般的透明度，透光率在92％以上，光线柔和、视觉清晰，而且其具有极佳的耐候性、较高的表面硬度和表面光泽，以及较好的高温性能，同时拥有良好的加工性能，既可采用热成型，也可以用机械加工的方式，而且其耐磨性与铝材接近，稳定性好，耐多种化学品腐蚀，并且其具有良好的适印性和喷涂性，采用适当的印刷和喷涂工艺，可以赋予亚克力制品理想的表面装饰效果，其耐燃性为不自燃。但是该材质与玻璃相比较而言，在保证同等透光率情况下，其密度仅为玻璃的一半，自重就显得较轻。

此外，亚克力材料不像玻璃那么易碎，即使破坏，也不会像玻璃那样形成锋利的碎片，安全稳定性能较好。

综上，采用透明的甲丙烯酸甲酯有机玻璃材质，即亚克力材料制成的外密封面板非常适用于有限空间和黑暗环境工况，尤其是存在酸碱腐蚀、气态污染物、长期潮湿和高温等恶劣条件，而且其维保检修也较为容易且频次降低，同时可对照明部内部LED球泡灯零部件起到较好隔离保护作用，故优先选用该种材料。

回路通过照明开关限位兼导电模块实现若干照明电源的并联连接，无论任何一路照明电源和对应的LED球泡灯的电路回路或铜丝导线出现故障或问题，都可以借助其他相邻照明电源和供电回路提供电力和电流，为故障线路上的LED球泡灯提供照明必需条件。

环形止水密封条和环形密封条固定卡扣能够有效避免对LED球泡灯部件的正常运作和使用产生不良影响。

止进卡起到观察部外螺纹与照明部内螺纹契合组装时防止组装契合长度过长而发生第二物镜和第一物镜距离过近而碰擦受损的作用，也是一个组装契合长度的紧急限位装置。

目镜和二物镜与第一物镜构成开普勒式望远镜负责远距离观察和检测的主要部件。其成像原理与开普勒式望远镜成像原理一致(如图15和图16)，对于远处的一个特定的观察对象，其反映实物真实状况的光线首先通过照明部的第一物镜折射后且在进入第二物镜前，会形成观察对象的“倒立、缩小”实像，该实像的光线继续沿着折射光路向前进入第二物镜，并进行二次折射，折射后透过第二物镜可以看到在第一物镜的后部形成新的观察对象的“倒立、放大”的虚像，此时该虚像的光线继续沿着二次折射光路向前进入最后的目镜(凸透镜)。此时观察对象的虚像光线会发生第三次大角度折射，会使得光路的走向发生巨大变化，此时透过目镜(凸透镜)可以观察到一个新形成的“正立、大小适中”的虚像，该虚像基本可以真实反映特定观察对象的基本情况(含外观轮廓、形状大小、颜色等)。

为了确保较好的观察效果和避免光线损失和不良反射，在观察部结构体内腔进行精加工，并做成铝质反射镜面内腔，从而保障观察对象的成像光线通过第二物镜折射后进入内腔后能够有序合理反射至目镜(凸透镜)并形成最终观察对象的“正立、大小适中”的虚像。

观察部的不锈钢外螺纹与照明部不锈钢内螺纹两者间紧密契合，且两者表面均另做防腐防锈处理，即真空渗锌/锌铬涂层防腐处理，使用时两者通过螺纹内外连接，并借助螺纹的微距调节来设置观察成像焦距、焦点情况，并且控制观察精度和成像效果。

若第一物镜、第二物镜、目镜上存在污垢、粉尘和液体，可通过将观察部和照明部拆解分离开后，分别用软巾或棉布之类的擦拭干净后再行组装使用。

如图3所示，在某些实施例中，外接部包括橡胶固定绑带、外接手机或摄录装置、紧固框体延伸件、支撑部、外接紧固框体、外接紧固件和紧固螺丝；

外接紧固框体、外接紧固件和紧固螺丝组成能够与观察部结构体的光滑段搭配使用的前端；

其中，外接紧固框体穿过观察部结构体的光滑段并向里延伸，能够通过旋转紧固螺丝，借助紧固螺丝和外接紧固框体的内螺纹相互作用而向内侧运动位移；

在外接紧固框体移动时，能够同步带动外接紧固件向内侧运动；

紧固框体延伸件与外接紧固框体连接，内部设有两个支撑部；

橡胶固定绑带用于在紧固框体延伸件绑扎外接手机或摄录装置。

外接紧固件向内侧运动直至紧贴观察部结构体光滑段为止，此时包括外接紧固框体、外接紧固件和紧固螺丝的外接部主要紧固部件已与观察部结构体光滑段紧固连接完毕，若需要解除紧固连接，只需逆向操作紧固螺丝并取出外接紧固框体即可。

在上述主要紧固部件与观察部结构体光滑段紧固连接完毕后，为确保外接部整体稳定，可将紧固框体延伸件展开并同步穿过观察部后端光滑段，并同时展开延伸件上自带的上下两个支撑部(如图3和图7)并支承于观察部后端光滑段上，此时外接部与观察部后端光滑段有两处搭接(即外接部前端和中段)，使得外接部和观察部搭接的更加牢固且不易松动和滑脱，紧固框体延伸件和支撑部就是起到强化搭接稳定的作用。

在某些实施例中，紧固框体延伸件通过铰链转动装置与外接紧固框体连接，以及每一支撑部连接；

紧固框体延伸件上设有延伸件观察口。

在外接部和观察部后端光滑段间两者搭接稳定后，最后可在外接部后端通过橡胶固定绑带与紧固框体延伸件间设置各类观察(含手机)、检测和摄录装置(如图3和图14)，并通过延伸件预留观察口(如图13)可直视观察部目镜(凸透镜)并借助观察部和照明部前述照明和观察成像原理从而实现特定事物的远程清晰观察和照明，在此过程中可通过外接设备(含观察、检测和摄录装置)开展二次放大观察、细节拍摄、检测拍照、全程摄录等操作作业，丰富和拓展了本照明观察器的用途和应用点，使其具备广泛适用性、推广性和实用性。

在某些实施例中，照明电源包括电池和电池夹具；回路包括铜丝导线；

电池夹具为两幅塑料制成的夹具，对应相应的电池，通过强力胶固定于内隔板和照明部结构体外圈中空部位内壁。

在某些实施例中，在照明部结构体外圈中空部位的底端设有带手动开关旋钮且可开关的底盖；

底盖的环形外壁为螺纹状，与照明部结构体外圈中空部位底端螺纹状内壁相匹配，能够通过手动扭转底盖来开启和关闭底部通道；

底部通道用于更换照明电源的电池和/或电池夹具。

在某些实施例中，照明开关与操作者的手直接接触部分为采用硬塑料制成的绝缘部，不与操作者的手直接接触部分为采用铜材料制成的导电部；

导电部呈“王”字形滑块结构，与照明部结构体接触部分做镀锌处理。

呈“王”字形滑块结构的导电部有助于防止液体和灰尘渗入照明电路内部，从而影响照明电路正常运行。

在某些实施例中，照明开关限位兼导电模块采用黄铜材料制成，固定连接在照明部结构体的外圈中空部位中段内壁上，将照明开关的导电部包于内，与导电部共同工作；

导电部与照明开关限位兼导电模块两侧分别通过铜丝导线与所有传导铜板焊锡连接。

当照明开关向上拨动到位时，照明开关的导电部与照明开关限位兼导电模块充分契合接触，并使得照明电路处于通路状态，从而使电流能够流经LED球泡灯并使其点亮照明，反之亦然。

在某些实施例中，内置环形中空固定基座上环形均布8个LED球泡灯。

如图34所示，在某些实施例中，LED球泡灯包括LED球泡灯灯罩、LED球泡灯铝基板、灯珠、LED球泡灯塑包铝散热器和LED球泡灯螺纹灯头；

LED球泡灯螺纹灯头包括隔离恒流电源和E27接口。

LED球泡灯为市场上现有成熟产品，性能可靠且运行稳定，可直接根据照明部预留的LED球泡灯的安装空间和尺寸大小进行定制化采购和安装使用。

此外，LED球泡灯为耐久节能环保型LED灯具，其能耗更低(是节能灯的1/4，白炽灯的1/10)，使用寿命达到5万小时，导光均匀，无频闪，不刺眼，不含紫外线和红外线，不含汞等有害物质，可回收利用，安装简单，采购维护成本极低。其透镜与灯罩一体化设计。透镜同时具备聚光与防护作用，避免了光的重复浪费，且发光光路为直射光线，更便于照射和观察特定对象。

在某些实施例中，面板为亚克力板或者有机玻璃板；

照明部结构体采用不锈钢材料制成；

观察部结构体除内腔外采用不锈钢材料制成；

不锈钢内螺纹和不锈钢外螺纹均设有真空渗锌/锌铬涂层作为防腐防锈处理；

内置环形中空固定基座采用H62黄铜材料制成，并进行镀锌处理；

第一物镜为凸透镜；目镜和第二物镜均为放大镜或者凸透镜。

不锈钢内螺纹的真空渗锌/锌铬涂层具备高渗透性、高附着性、高减摩性、高耐气候性、高耐化学品稳定性及无环境污染和优点，能够对不锈钢内螺纹起到长久保护作用。

采用黄铜材料制成的内置环形中空固定基座与不锈钢制成的照明部结构体会发生电化学腐蚀，虽然速度很慢，但为杜绝此类问题的产生，故对H62黄铜进行外镀锌处理，且这种镀锌处理并不影响其材质本身的优越的导电性能，即电阻率的改变极小。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器，其特征在于，包括呈管状的观察部，环绕所述观察部轴向设置的照明部，以及外接部；

所述照明部包括面板、LED球泡灯、传导铜板、焊锡触点、紧固螺纹、底盖、手动开关旋钮、照明部结构体、第一物镜、不锈钢内螺纹、密封条固定卡扣、止水密封条、LED球泡灯螺纹固定基座、电池夹具、电池、内隔板和导电金属底座；

所述观察部包括目镜、止进卡、观察部结构体、铝质反射镜面内腔和第二物镜；

所述照明部的所述LED球泡灯的外密封面板采用透明的甲丙烯酸甲酯有机玻璃材质，即亚克力材料制成；

所述照明部结构体为中空结构，内部中间位置通过由所述不锈钢内螺纹和所述观察部结构体的不锈钢外螺纹连接，中间靠近观察物的前部设有物镜，外圈中部位置设有所述LED球泡灯、与所述LED球泡灯对应的照明电路，以及相邻设置的照明开关和照明开关限位兼导电模块；

所述LED球泡灯通过内置环形中空固定基座固定于所述照明部结构体；

所述内置环形中空固定基座与所述照明部结构体两侧内壁接触面刚性连接，且所述内置环形中空固定基座上环形均布若干个所述LED球泡灯；

所述内置环形中空固定基座的下方对应每一所述LED球泡灯均设有所述传导铜板，用于传导流经相应的所述LED球泡灯的电流；

每一所述传导铜板均与所述照明部结构体紧密刚性连接；

所述照明开关和所述照明开关限位兼导电模块与每一所述LED球泡灯的照明电路的通路和断路相对应，分别控制每一所述LED球泡灯的照明开闭；

所述照明部结构体的外圈中空部位下段与中段间设有镀锌不锈钢隔层；

所述镀锌不锈钢隔层两侧对应每一所述LED球泡灯均设有所述传导铜板；

位于所述镀锌不锈钢隔层两侧每一对对应同一所述LED球泡灯的所述传导铜板均通过部分贯穿所述镀锌不锈钢隔的方式进行连接，实现电流的传导；

所述照明部结构体的外圈中空部位下段设有多个照明电源和相应的回路；每一所述照明电源和所述回路之间均通过内隔板隔离，并在两端位置设有所述传导铜板和导电金属底座，用于所述回路内电流正常流转；

所述回路通过所述照明开关限位兼导电模块实现若干所述照明电源的并联连接；

所述照明部结构体的前端与所述物镜之间设有环形止水密封条和环形密封条固定卡扣；

所述环形止水密封条设于所述LED球泡灯的外密封面板的上下两侧，用于效隔离和杜绝液体和粉尘垃圾进入所述LED球泡灯内；

所述环形密封条固定卡扣嵌套于所述照明部结构体外部框架上，紧贴所述照明部结构体表面，强化所述环形止水密封条固定和密封作用；

所述观察部结构体呈圆形中空结构，一端表面为光滑圆形的光滑段，另一端表面为所述不锈钢外螺纹结构，在所述光滑段与所述不锈钢外螺纹结构之间设有所述止进卡；

所述观察部结构体两端分别设有目镜和第二物镜，所述目镜和所述二物镜与所述第一物镜构成开普勒式望远镜；

所述观察部结构体的内表面为所述铝质反射镜面内腔；

所述外接部用于外接观察、检测和摄录装置，从而实现除照明观察以外的额外检测、摄录功能及开展相应活动。

2.根据权利要求1所述的手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器，其特征在于，所述外接部包括橡胶固定绑带、外接手机或摄录装置、紧固框体延伸件、支撑部、外接紧固框体、外接紧固件和紧固螺丝；

所述外接紧固框体、所述外接紧固件和所述紧固螺丝组成能够与所述观察部结构体的所述光滑段搭配使用的前端；

其中，所述外接紧固框体穿过所述观察部结构体的所述光滑段并向里延伸，能够通过旋转紧固螺丝，借助所述紧固螺丝和外接紧固框体的内螺纹相互作用而向内侧运动位移；

在所述外接紧固框体移动时，能够同步带动所述外接紧固件向内侧运动；

所述紧固框体延伸件与所述外接紧固框体连接，内部设有两个支撑部；

所述橡胶固定绑带用于在所述紧固框体延伸件绑扎所述外接手机或摄录装置。

3.根据权利要求2所述的手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器，其特征在于，所述紧固框体延伸件通过铰链转动装置与所述外接紧固框体连接，以及每一所述支撑部连接；

所述紧固框体延伸件上设有延伸件观察口。

4.根据权利要求1所述的手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器，其特征在于，所述照明电源包括电池和电池夹具；所述回路包括铜丝导线；

所述电池夹具为两幅塑料制成的夹具，对应相应的电池，通过强力胶固定于所述内隔板和照明部结构体外圈中空部位内壁。

5.根据权利要求4所述的手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器，其特征在于，在照明部结构体外圈中空部位的底端设有带手动开关旋钮且可开关的底盖；

所述底盖的环形外壁为螺纹状，与所述照明部结构体外圈中空部位底端螺纹状内壁相匹配，能够通过手动扭转底盖来开启和关闭底部通道；

所述底部通道用于更换照明电源的电池和/或电池夹具。

6.根据权利要求1所述的手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器，其特征在于，所述照明开关与操作者的手直接接触部分为采用硬塑料制成的绝缘部，不与所述操作者的手直接接触部分为采用铜材料制成的导电部；

所述导电部呈“王”字形滑块结构，与所述照明部结构体接触部分做镀锌处理。

7.根据权利要求6所述的手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器，其特征在于，所述照明开关限位兼导电模块采用黄铜材料制成，固定连接在所述照明部结构体的外圈中空部位中段内壁上，将所述照明开关的所述导电部包于内，与所述导电部共同工作；

所述导电部与所述照明开关限位兼导电模块两侧分别通过铜丝导线与所有所述传导铜板焊锡连接。

8.根据权利要求1所述的手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器，其特征在于，所述内置环形中空固定基座上环形均布8个所述LED球泡灯。

9.根据权利要求1所述的手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器，其特征在于，所述LED球泡灯包括LED球泡灯灯罩、LED球泡灯铝基板、灯珠、LED球泡灯塑包铝散热器和LED球泡灯螺纹灯头；

所述LED球泡灯螺纹灯头包括隔离恒流电源和E27接口。

10.根据权利要求1所述的手持便携式有限空间及黑暗环境照明观察器，其特征在于，所述面板为亚克力板或者有机玻璃板；

所述照明部结构体采用不锈钢材料制成；

所述观察部结构体除内腔外采用不锈钢材料制成；

所述不锈钢内螺纹和所述不锈钢外螺纹均设有真空渗锌/锌铬涂层作为防腐防锈处理；

所述内置环形中空固定基座采用H62黄铜材料制成，并进行镀锌处理；

所述第一物镜为凸透镜；所述目镜和所述第二物镜均为放大镜或者凸透镜。

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