监控用的万向球
【技术领域】
本实用新型涉及一种专门用于监控的万向球。
【背景技术】
对于CCTV闭路电视监控系统而言,监控环境的光线情况是影响监控图像清晰与否的重要原因之一;对于光线较好的夜间监控环境,采用低照摄像机可以获得比较清晰监控图像。
但在无光或微光环境下,只采用低照度摄像机也是无法获得清晰监控图像或者根本无法有监控图像的;因为即使再低照度摄像机也是采用光学成像原理,没有光线了就无法成像!为解决环境光不足问题,在摄像机处加装红外灯辅助光源实现同步同向对准所监控目标,将可以获得清晰图像。即采用感红外线型摄像机配合加装红外灯(LED灯)组成的红外灯板或用探照灯等辅助光源来弥补夜间光线的不足,就可以在无光或微光环境条件下获得清晰的黑白监控图像。
对于监控空间范围小、距离近,也是要求360度全方位监控的,云台具有的水平低速转动及上下转动角度较小的功能。
采用重型室外全方位云台室外无光或微光环境下使用,一般是使用内装红外线灯的一体化红线摄像机(内置红外线灯和摄像机的一体设备);或是一个独立摄像机安装在防护罩内再配合一个大功率的红外线灯;但这种重型室外全方位云台在左右方向上的旋转速度慢,而上下方向旋转角度小,体积大,重量大,并且无快速灵敏监控大范围及远距离内的监控目标的能力。
对于有广泛监控要求的场所如大型广场、街道、车站、机场、大型工厂、小区等,它要求实现监控区域广泛、监控距离较远的目标,又能快速发现、跟踪、定位,适合这一监控要求条件的是恒(匀)速球及高速球。
恒(匀)速球或高速球,可以满足在光线良好情况下快速监控大范围内移动的物体,或远距离上的被监控目标。但是,恒(匀)速球或高速球一个最大的弱点就是在无光或微光环境下会是监控图像不清晰或者因为光线暗的原因根本不能获得清晰监控图像。
这给我国的安防事业因应用此种设备而留下巨大的安防隐患和不足,导致我国尤其是城市安防工程不得不花巨额资金采购国外品牌的有低照度性能摄像机的恒(匀)速球或高速球;但是,由于恒(匀)速或高速球具有上面所述的缺陷,这时花费的巨额资金也不能解决光线不足时得到高质量清晰监控图像问题。
这里的技术难点在于:红外线灯和监控摄像机进行一体化安装配合时,除非摄像机镜头和红外线灯前方是无玻璃或透光材料密封的;可以不考虑光线反射的影响问题。否则必须考虑透光镜面或护罩的光反射问题。
如果是两者需要同时安装在防护罩之内;就必须要做到摄像机镜头和防护罩透光镜面之间是全密封不漏光的,这样一来红外线灯的光线才不会因为防护罩透光镜面的反射光而干扰摄像机图像清晰度。
能做到红外线光线在防护罩/镜面的反射光不能进入到监控摄像机镜头,采用摄像机镜头和防护罩透光镜面之间加不透光密封圈密封住摄像机镜头,达到让红外线灯光不能通过防护罩透光镜面反射到摄像机镜头内,并且密封圈紧贴防护罩透光镜面就可以实现红外线灯在镜面的反光不会影响摄像机在无光或微光环境下正常使用。
恒(匀)速球或高速球,在使用到室外环境时,必须使用有全密封的防护罩来防潮、防水、防腐蚀等保护;其转动的摄像机是透过透明塑料或玻璃罩进行监控的;但是,内装的摄像机需要转动则一定要和其外透光防护罩之间有一定距离的间隙,不然摄像机就会和外透光防护罩内表面摩擦会产生表面刮花,同时转动也不方便,会导致产品寿命降低,摄像机也会因透光护罩表面刮花而看不清被监控目标。
恒(匀)速球或高速球内的摄像机,由于玻璃或塑料的外保护罩内表面会反射光线的原因,使本来用于辅助照明的灯光的一部分反射回摄像机的镜头内,将导致所监控的图像不清晰。也就是说,要求直接在普通结构的恒(匀)速球或高速球内的摄像机处加上红外线灯或探照灯等辅助光源,来帮助恒(匀)速球或高速球在无光或微光环境下也能正常监控,在目前面临的技术难题下是行不通的。
同时恒(匀)速球或高速球内的摄像机是全方位快速转动的,如果采用外置红外灯板或聚光灯等辅助光源,很难实现或需要很大的成本和很复杂的机构实现红外灯板或聚光灯等辅助光源与摄像机之间的同步同方向的转动。同时,外置辅助灯会产生周围的灯光均匀度及亮度达不到监控摄像机要求的最低亮度的情况下,将出现监控图像模糊不清晰,甚至完全看不清所监控的目标对象的问题,这样恒(匀)速球或高速球就无法实现正常监控。
这也就是恒(匀)速球或高速球目前一个尚难解决的难题:在需要实现大范围高要求室外监控前提条件下:
A:如果去掉玻璃或塑料的外球罩,将无法实现摄像机及内部电子元器件的防水、防尘、防潮及防腐蚀问题。
B:如果有玻璃或塑料的外球罩,因为和摄像机镜头之间有间隙,内加装的红外线灯或探照灯等辅助光源,因为防护罩直接反射的光线会进入摄像机镜头,红外线灯开启时根本无法获得清晰监控图像。
C:采用普通云台上安装带红外线的一体化摄像机或摄像机外加独立红外线灯的方法,虽然满足了夜间监控图像的清晰度;但由于其笨重、慢速、范围小的弱点;却未能适合于大范围监控快速发现、跟踪、定位这一监控要求条件的。
本发明现时的做法是对上面所述的监控设备尤其是匀(恒)速球及高速球的结构进行改进,能够保留其优点,同时又能安装红外线灯适合在无光或微光环境下正常使用。
【实用新型内容】
本实用新型的目的是克服现有技术的不足,提供了一种结构简单、全天候监控图像清晰并不受环境光线影响的、能实现大范围监控的万向球。它充分利用匀(恒)速球或高速球的优点,在保持其快速全方位转动特点的前提下,提供解决内置红外线灯或其它辅助灯光的防护罩内表面的反光问题的全新思路及方法,其加装的红外线灯能克服环境光线变化对监控图像清晰度的影响。
本实用新型是采用下述技术方案实现的:
一种监控用的万向球,其特征在于:包括有摄像机安装架,在所述摄像机安装架的两侧各设有一条水平转动轴,该水平转动轴设置在垂直挂架的轴孔中,在该垂直挂架上设有使摄像机安装架绕水平转动轴转动的第一转动机构;该垂直挂架竖直吊装在安装吊架下方,在该垂直挂架和安装吊架之间设有使垂直挂架转动的第二转动机构;在摄像机安装架内固定安装有监控摄像机;在所述的两条水平转动轴之间固定有用于将摄像机安装架、监控摄像机和红外灯板密封起来的万向球保护罩;在监控摄像机的镜头外壁上设有不透光的密封圈,在该密封圈外壁上套装有红外灯板,所述密封圈的前端刚好与镜头前方正对的万向球保护罩内壁紧密接触。
如上所述的监控用的万向球,其特征在于:所述的第二转动机构包括有安装在该安装吊架上的第二电机、安装在该第二电机转轴上的主动轮、固定在垂直挂架上的从动轮以及连接该主、从动轮的传动带。
如上所述的监控用的万向球,其特征在于:所述垂直挂架依次通过该从动轮、设置在该从动轮中心的轴承以及位于该轴承孔内的中空轴套吊装在安装吊架的下方,所述轴套固定在其上方的安装吊架上。
如上所述的监控用的万向球,其特征在于:所述的第一转动机构包括有第一电机、一对分别设置在该驱动电机转轴和该摄像机安装架上的水平转动轴上的主、从动齿轮以及连接该对齿轮的传动带。
如上所述的监控用的万向球,其特征在于:所述的万向球保护罩包括有依次密封连接的后半球罩、前方带开口的前半球罩和将前半球罩的开口封密起来的透光板,所述密封圈的前方贴紧在该透光板上。
如上所述的监控用的万向球,其特征在于:在所述的安装吊架上设有用于控制监控摄像机以及第一、第二转动机构工作的电路控制板。
如上所述的监控用的万向球,其特征在于:所述的红外灯板固定安装在摄像机安装架上,其上的中空孔大小与密封圈的大小相当。
与现有技术相比,本实用新型具有如下优点:由于把监控摄像机和红外灯板相对固定在摄像机安装架上后内置在保护罩内,然后通过水平旋转和竖直旋转的控制机构来带动保护罩及其内的摄像机和辅助光源在水平方向呈360度转动、竖直方向呈0~180度转动,同时由于在摄像机镜头外壁上的不透光密封圈前端直接与万向球保护罩的内壁紧密接触,红外灯板上的红外灯所发出的光只能从保护罩内透射出去以供在周围环境的光线不足时起到辅助光源的作用,而不会透过密封圈后从保护罩的内壁反射到摄像头的镜头内,从而也就不会影响监控图像的清晰度,这样既解决了恒(匀)速球、高速球的内配置辅助光源对玻璃或塑料外球罩的反光、折射而影响图像清晰度的问题,也能满足室内外防水、防尘、防沙、防潮及防腐蚀的使用要求,又能快速地对大范围内移动或固定目标进行快速反应、跟踪定位、持续监控,所以本实用新型的监控图像清晰并不受环境光线影响的、能实现大范围监控的万向球。
下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述:
【附图说明】
图1是本实用新型主视图;
图2是图1的A-A向剖视图;
图3是图2的B-B向剖视图;
图4是本实用新型装上防护罩后的结构示意图一(与图2的剖切方向一样);
图5是本实用新型装上保护罩后的结构示意图二(与图3的剖切方向一样);
图6是本实用新型的红外灯板的主视图。
【具体实施方式】
本实用新型为一种监控用的万向球,其包括有摄像机安装架1和安装在其内的监控摄像机2,在所述摄像机安装架1的两侧各设有一条水平转动轴3,该水平转动轴3设置在垂直挂架4的轴孔401中,在该垂直挂架4上设有使摄像机安装架1绕水平转动轴3轴心转动的第一转动机构5;该垂直挂架4竖直吊装在安装吊架6下方,在该垂直挂架4和安装吊架6之间设有使垂直挂架4转动的第二转动机构7;在该监控摄像机2的镜头20外壁上设有不透光的密封圈15,在该密封圈15外套装有固定在摄像机安装架1上的红外灯板8;在所述的两条水平转动轴3之间固定有用于将摄像机安装架1、监控摄像机2和红外灯板8密封起来的万向球保护罩9;所述密封圈15的前端刚好与镜头20前方正对的万向球保护罩9的内壁紧密接触,如图2、3所示。在安装吊架6上设有用于控制监控摄像机2以及第一、二转动机构5、7工作的电路控制板10。电路控制板10可以由监控中心远程操纵。在工作时,电路控制板10一方面控制(调整)摄像机2进行高清晰的摄像,另一方面又控制第一、二转动机构5、7动作,使保护罩9和其内的摄像机2在竖直0~180度上转动以及在水平方向360度上转动,从而实现摄像机的全方位、大范围的跟踪监控。由于在镜头20外壁上的不透光密封圈15前端直接与万向球保护罩9的内壁紧密接触,这样红外灯板8上的红外灯801所发出的光只能从保护罩9透射出去以供在周围环境的光线不足时起到辅助光源的作用,而不会透过密封圈15后从保护罩9的内壁反射到镜头20上,从而也就不会影响监控图像的清晰度。
第二转动机构7包括有安装在该安装吊架6上的第二电机701、安装在该第二电机701转轴上的主动轮702、固定在垂直挂架4上的从动轮703以及连接该主、从动轮702、703的传动带704,同时垂直挂架4依次通过该从动轮703、设置在该从动轮703中心的轴承705以及位于该轴承705孔内的中空轴套706吊装在安装吊架6的下方,所述轴套706固定在其上方的安装吊架6上(如图2、3所示)。第二电机701工作时,就可带动垂直挂架4以及其内的监控摄像机2绕轴套706的轴心转动360度。电路控制板10上的用于控制监控摄像机2和第一转动机构5工作的电源线、控制线等可以从轴套706的中空孔内穿过,而轴套706是固定在安装吊架6上不转动的,这样在摄像机水平、竖直转动时不会使这些电线缠结、扭断。
第一转动机构5包括有第一电机501、一对分别设置在该第一电机501转轴和该水平转动轴3上的主、从动齿轮502、503以及连接该对齿轮的传动带504。通过电路控制板10来使第一电机501工作,从而带动摄像机安装架1及其内的监控摄像机2绕水平转动轴3的轴心转动0~180度。
在本实用新型实施例中,万向球保护罩9包括有依次密封连接的后半球罩901、前方带开口9021的前半球罩902和将前半球罩902的开口9021密封起来的透光板903,此时密封圈15的前方就靠贴在透光板903上(如图3所示)。如图2所示,用螺丝将前、后半球罩902、901两头分别锁定在水平转动轴3上,透光板903刚好卡在前半球罩902的卡槽9022后密封起来。在红外灯板8上的中空孔802大小刚好与密封圈15大小相当,这样在红外灯板8上均匀分布的红外线灯所发出的光直接从透光板903透射出去,以供在光线不足时仍旧可摄取清晰的监控图像,而不会让红外线灯发出的部分光透过密封圈15并从透光板903反射到摄像机20的镜头20上影响监控图像的效果。
如图4、5所示,在本实用新型的上部、下部分别加装上上、下防护罩11、12,它们主要是用于防水、防尘及便于整体安装固定的作用,可以在室外、露天安装。其中上防护罩11将安装吊架6、电路控制板10和第二转动机构7保护起来,而下防护罩12将第一转动机构5保护起来。