CN203414097U - 光学视窗的自动防尘防污装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光学视窗的自动防尘防污装置，该装置将配置光学视窗的设备（如摄像仪、激光测距、红外检测、光学传感器等光接收与发射装置），置于密闭保护壳体内，并将该密闭保护壳体与光学视窗相对的壁面设置成薄膜光学窗，所述薄膜光学窗中配置的薄膜纸具有自动更新功能，由此可知，本实用新型能够有效地克服现有镜头、镜片等光学视窗自动清洁维护及其装置需要供水、供气等技术缺陷，解决了配置光学视窗的设备安装在野外高空、特殊领域、危险环境等无法对镜头、镜片等光学视窗进行清洁维护的技术难题。另外，本实用新型所述光学视窗的自动防尘防污装置具有设计合理、通用性强、适用范围广、体积小、结构紧凑、自动化程度高、使用维护方便等优点。

Description

光学视窗的自动防尘防污装置

技术领域

本实用新型涉及一种光学视窗的自动防尘防污装置，其利用高透光薄膜纸覆盖镜头、镜片等光学视窗，实现对各种粉尘、烟雾、液体飞溅、气体杂质等污染物与镜头、镜片等光学视窗的隔离；同时所述的高透光薄膜纸能够进行自动更换。

背景技术

目前，各种摄像仪、激光测距、红外检测、光学传感器等光接收与发射装置及设备的使用越来越广泛，然而，在各类矿井、巷道、工厂、车辆、户外及其它特殊领域等环境恶劣场所，常因粉尘、烟雾、液体飞溅、气体杂质等污染物致使光学镜头、镜片等光学视窗表面被污染，从而导致：1、摄像仪所摄图像模糊不清；2、激光测距不准确；3、红外检测灵敏度降低；4、光学传感器等光接收与发射装置及设备因镜头、镜片及视窗污染导致透光度下降而无法正常工作；5、上述装置及设备无法在野外高空、特殊领域、危险环境等需对镜头、镜片和光学视窗进行清洁维护的条件下使用。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种光学视窗的自动防尘防污装置：在摄像仪、激光测距、红外检测、光学传感器等光接收与发射装置及设备的镜头、镜片等光学视窗前加设薄膜光学窗口，可有效地防止粉尘、烟雾、液体飞溅、气体杂质等污染物附着和污染光学视窗表面；另外，该薄膜光学窗口内的薄膜纸具有自动更新功能。

为实现以上的技术目的，本实用新型将采取以下的技术方案：

一种光学视窗的自动防尘防污装置，包括密闭保护壳体、控制器、薄膜纸、发纸机构、收纸机构；配置光学视窗的设备置于密闭保护壳体内，其中：所述密闭保护壳体，与光学视窗相对的壁面设置薄膜光学窗，薄膜光学窗配置有视窗配纸机构，所述视窗配纸机构设置有薄膜纸穿行通道；所述发纸机构，包括发纸卷筒，该发纸卷筒定位支撑在密闭保护壳体内；所述收纸机构，包括收纸卷筒，该收纸卷筒定位支撑在密闭保护壳体内，且收纸卷筒与旋转驱动机构的输出端联动连接；所述薄膜纸，按照视窗规格需求设置行进长度标记，一端绕在发纸卷筒上，另一端穿过视窗配纸机构的薄膜纸穿行通道后绕在收纸卷筒外围；所述控制器，配置有用于启动旋转驱动机构的启动控制模块以及制停旋转驱动机构的制停控制模块；控制器通过启动控制模块输出的启动指令自动开启旋转驱动机构；所述发纸机构与视窗配纸机构之间设置有用于感应薄膜纸上所设置的行进长度标记的薄膜纸行进长度检测装置，控制器通过制停控制模块根据薄膜纸行进长度检测装置反馈信号制停旋转驱动机构。

作为本实用新型的进一步改进，所述薄膜光学窗包括薄膜光学窗框以及薄膜光学窗口；视窗配纸机构包括依次设置在薄膜光学窗口和光学视窗之间的薄膜纸导向组件、薄膜纸压紧片以及防护玻璃片；薄膜光学窗框的内壁沿薄膜纸行进方向设置薄膜纸导向组件，该薄膜纸导向组件为两个相对设置的薄膜纸导向部件，各薄膜纸导向部件的延伸方向均与薄膜纸的行进方向一致；薄膜纸压紧片与薄膜光学窗框固定连接，且薄膜纸压紧片与薄膜纸导向组件之间存在薄膜纸穿行的间隙，所述薄膜纸压紧片正对着光学视窗开设压紧片透窗，防护玻璃片与薄膜纸压紧片连接，且防护玻璃片能够覆盖住压紧片透窗；薄膜纸导向部件、薄膜纸压紧片、薄膜光学窗框沿光学视窗轴线开设的纵截面具有相似形状；防护玻璃片、压紧片透窗、薄膜纸压紧片、薄膜光学窗口以及光学视窗的中心均处于同一直线上。

作为本实用新型的进一步改进，所述视窗配纸机构与收纸机构之间设置有薄膜纸表面清污装置，所述薄膜纸表面清污装置包括清污工作头以及排污机构，所述清污工作头与薄膜纸的受污面相触，排污机构一端敞口设置，该排污机构的敞口端位于清污工作头下方，另一端设置排污口，排污口与端盖封接。

作为本实用新型的进一步改进，所述发纸机构和视窗配纸机构之间依次设置有发纸导向轴、发纸张紧轮；视窗配纸机构与收纸机构之间则依次设置收纸张紧轮和收纸导向轴；薄膜纸一端缠绕在发纸机构的发纸卷筒上，另一端则依次穿过发纸导向轴、发纸张紧轮、视窗配纸机构的薄膜纸穿行通道、收纸张紧轮和收纸导向轴后缠绕在收纸机构的收纸卷筒上。

作为本实用新型的进一步改进，所述启动控制模块包括远程启动模块、本地启动模块、定时启动模块以及自动启动模块中任意一种启动模块或者它们的任意组合；所述控制器通过工作模式选择开关分别与远程启动模块、本地启动模块、定时启动模块以及自动启动模块连接；所述启动控制模块为远程启动模块时，控制器配置有远程指令接收模块，该远程指令接收模块与远程指令输入设备通信连接，所述控制器根据远程指令接收模块所接收到的远程指令输入设备所输出的启动指令，通过远程启动模块自动开启旋转驱动机构；所述启动控制模块为本地启动模块时，该本地启动模块包括薄膜更新按钮，该薄膜更新按钮分别与控制器以及旋转驱动机构连接，通过薄膜更新按钮的启闭，实现旋转驱动机构的启动或者制停；所述启动控制模块为定时启动模块时，所述控制器配置定时开关，控制器根据定时开关所反馈的计时信息，通过定时启动模块自动开启旋转驱动机构；所述启动控制模块为自动启动模块时，所述视窗配纸机构设置有用于检测与薄膜光学窗正对的薄膜纸脏污程度的薄膜纸污染程度检测装置，控制器根据薄膜纸污染程度检测装置所反馈信息，通过自动启动模块自动开启旋转驱动机构。

作为本实用新型的进一步改进，所述薄膜纸污染程度检测装置为光发射/接收传感器。

作为本实用新型的进一步改进，所述旋转驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机的动力输出端通过电机传动装置与收纸卷筒联动连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述电机传动装置为蜗轮蜗杆传动机构。

作为本实用新型的进一步改进，所述薄膜纸行进长度检测装置为光电传感器；所述薄膜纸上的行进长度标记为光标。

根据以上的技术方案，相对于现有技术，本实用新型具有以下的优点：

本实用新型将配置光学视窗的设备（如摄像仪、激光测距、红外检测、光学传感器等光接收与发射装置），置于密闭保护壳体内，并将该密闭保护壳体与光学视窗相对的壁面设置成薄膜光学窗，所述薄膜光学窗中配置的薄膜纸具有自动更新功能，由此可知，本实用新型能够有效地克服现有镜头、镜片等光学视窗自动清洁维护及其装置需要供水、供气等技术缺陷，解决了配置光学视窗的设备安装在野外高空、特殊领域、危险环境等无法对镜头、镜片等光学视窗进行清洁维护的技术难题。另外，本实用新型所述光学视窗的自动防尘防污装置具有设计合理、通用性强、适用范围广、体积小、结构紧凑、自动化程度高、使用维护方便等优点。

附图说明

图1为该装置纵剖结构示意图。

图2为该装置横剖结构示意图。

图3为该装置光学薄膜视窗示意图。

图中：1、发纸卷筒；2、洁净薄膜纸卷；3、洁净薄膜纸；4、洁净薄膜纸行进方向；5、洁净薄膜纸导向轴；6、薄膜纸行进长度检测装置；7、信号处理及控制电路板；8、发纸张紧轮；9、洁净薄膜纸行进方向；10、薄膜纸压紧片；11、薄膜纸污染程度检测装置；12、薄膜纸导向部件；13、薄膜光学窗口薄膜纸；14、薄膜光学窗口；15、防护玻璃片；16、镜头、镜片等光学视窗； 17、薄膜纸表面清污装置；18、排污口；19、被污染薄膜纸；20、收纸张紧轴；21、被污染薄膜纸行进方向；22、收纸导向轴；23、被污染薄膜纸卷；24、收纸卷筒；25、电机传动装置；26、收纸卷筒旋转方向；27、光学视窗自动防尘防污装置；28、密闭保护壳；29、信号电源及控制传输插座；30、收纸电机；31、摄像仪（或激光测距、红外线检测、光学传感器等光接收与发射装置及设备）；32、密闭整体；33、发纸卷筒旋转方向；34、薄膜纸行进方向；35、薄膜纸行进长度标记；36、薄膜纸压紧片透窗；37、工作模式选择开关；38、定时时间选择开关；39、薄膜更新按钮。

具体实施方式

附图非限制性地公开了本实用新型所涉及优选实施例的结构示意图；以下将结合附图详细地说明本实用新型的技术方案。

如图1至3所示，本实用新型所述光学视窗的自动防尘防污装置，包括密闭保护壳体、控制器、薄膜纸、发纸机构、收纸机构；配置光学视窗的设备置于密闭保护壳体内，其中：所述密闭保护壳体，与光学视窗相对的壁面设置薄膜光学窗，薄膜光学窗配置有视窗配纸机构，所述视窗配纸机构设置有薄膜纸穿行通道；所述发纸机构，包括发纸卷筒，该发纸卷筒定位支撑在密闭保护壳体内；所述收纸机构，包括收纸卷筒，该收纸卷筒定位支撑在密闭保护壳体内，且收纸卷筒与旋转驱动机构的输出端联动连接；所述薄膜纸，按照视窗规格需求设置行进长度标记，一端绕在发纸卷筒上，另一端穿过视窗配纸机构的薄膜纸穿行通道后绕在收纸卷筒外围；所述控制器，配置有用于启动旋转驱动机构的启动控制模块以及制停旋转驱动机构的制停控制模块；控制器通过启动控制模块输出的启动指令自动开启旋转驱动机构；所述发纸机构与视窗配纸机构之间设置有用于感应薄膜纸上所设置的行进长度标记的薄膜纸行进长度检测装置，控制器通过制停控制模块根据薄膜纸行进长度检测装置反馈信号制停旋转驱动机构。由此可知，从发纸卷筒一直到视窗配纸机构之间的薄膜纸为未使用过的洁净薄膜纸，而从视窗配纸机构到收纸卷筒之间的薄膜纸为视窗配纸机构使用过的、更换下来的被污染薄膜纸；通过旋转驱动机构的启动，进行视窗配纸机构中的薄膜纸更换。

作为本实用新型的进一步改进，所述薄膜光学窗包括薄膜光学窗框以及薄膜光学窗口；视窗配纸机构包括依次设置在薄膜光学窗口和光学视窗之间的薄膜纸导向组件、薄膜纸压紧片以及防护玻璃片；薄膜光学窗框的内壁沿薄膜纸行进方向设置薄膜纸导向组件，该薄膜纸导向组件为两个相对设置的薄膜纸导向部件，各薄膜纸导向部件的延伸方向均与薄膜纸的行进方向一致；薄膜纸压紧片与薄膜光学窗框固定连接，且薄膜纸压紧片与薄膜纸导向组件之间存在薄膜纸穿行的间隙，所述薄膜纸压紧片正对着光学视窗开设压紧片透窗，防护玻璃片与薄膜纸压紧片连接，且防护玻璃片能够覆盖住压紧片透窗；薄膜纸导向部件、薄膜纸压紧片、薄膜光学窗框沿光学视窗轴线开设的纵截面具有相似形状；防护玻璃片、压紧片透窗、薄膜纸压紧片、薄膜光学窗口以及光学视窗的中心均处于同一直线上。由此可知：薄膜纸压紧片与薄膜纸导向部件构成一个导向槽，薄膜纸在该导向槽内穿行；防护玻璃片略大于在薄膜纸压紧片上的薄膜纸压紧片透窗，防护玻璃片固定在薄膜纸压紧片的后侧，以对薄膜纸起到承托作用，防止风流或异物使薄膜光学窗口内的薄膜纸产生移位或变形。

作为本实用新型的进一步改进，所述视窗配纸机构与收纸机构之间设置有薄膜纸表面清污装置，所述薄膜纸表面清污装置包括清污工作头以及排污机构，所述清污工作头与薄膜纸的受污面相触，排污机构一端敞口设置，该排污机构的敞口端位于清污工作头下方，另一端设置排污口，排污口与端盖封接。由此可知：从视窗配纸机构中更换下来的脏污薄膜纸经过薄膜纸表面清污装置的洁净处理后，才通过收纸机构的动作而卷绕到收纸卷筒上。脏污薄膜纸经过薄膜纸表面清污装置清洗后的脏物，比如尘垢等，通过排污口排出。

作为本实用新型的进一步改进，所述发纸机构和视窗配纸机构之间依次设置有发纸导向轴、发纸张紧轮；视窗配纸机构与收纸机构之间则依次设置收纸张紧轮和收纸导向轴；薄膜纸一端缠绕在发纸机构的发纸卷筒上，另一端则依次穿过发纸导向轴、发纸张紧轮、视窗配纸机构的薄膜纸穿行通道、收纸张紧轮和收纸导向轴后缠绕在收纸机构的收纸卷筒上。因此，本实用新型能够保证薄膜纸更换过程的顺利进行。

本实用新型具有四个工作模式：包括本地控制、远程控制、定时控制和自动控制四种工作模式；每一种工作模式都具有相应的启动模块，以启动旋转驱动机构，进行薄膜纸更换。因此，本实用新型所述启动控制模块包括远程启动模块、本地启动模块、定时启动模块以及自动启动模块中任意一种启动模块或者它们的任意组合；所述控制器通过工作模式选择开关分别与远程启动模块、本地启动模块、定时启动模块以及自动启动模块连接，由此可知，工作模式选择开关用于薄膜纸更新本地控制、远程控制、定时控制和自动控制四种工作模式的选择设置；所述启动控制模块为远程启动模块时，控制器配置有远程指令接收模块，该远程指令接收模块与远程指令输入设备通信连接，所述控制器根据远程指令接收模块所接收到的远程指令输入设备所输出的启动指令，通过远程启动模块自动开启旋转驱动机构；所述启动控制模块为本地启动模块时，该本地启动模块包括薄膜更新按钮，该薄膜更新按钮分别与控制器以及旋转驱动机构连接，通过薄膜更新按钮的启闭，实现旋转驱动机构的启动或者制停，在本地控制工作模式下，每按动一次薄膜更新按钮，即完成一次视窗配纸机构的薄膜纸更新过程；所述启动控制模块为定时启动模块时，所述控制器配置定时开关，控制器根据定时开关所反馈的计时信息，通过定时启动模块自动开启旋转驱动机构；所述启动控制模块为自动启动模块时，所述视窗配纸机构设置有用于检测与薄膜光学窗正对的薄膜纸脏污程度的薄膜纸污染程度检测装置，控制器根据薄膜纸污染程度检测装置所反馈信息，通过自动启动模块自动开启旋转驱动机构。另外，所述的定时开关可以为定时时间选择开关，在定时控制模式下，用于选择薄膜光学窗口薄膜纸13定时更新时间，定时时间选择开关38与密闭保护壳体28密闭装配。

作为本实用新型的进一步改进，所述薄膜纸污染程度检测装置为光发射/接收传感器。当薄膜纸未被污染时，发射出去的光线穿透薄膜纸时几乎不反射，当薄膜纸被污染后，发射出去的光穿透被污染薄膜纸时会有较大反射量，光发射/接收传感器依据检测薄膜纸反射光量的大小判定薄膜纸被污染程度。

作为本实用新型的进一步改进，所述旋转驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机的动力输出端通过电机传动装置与收纸卷筒联动连接；所述电机传动装置为蜗轮蜗杆传动机构。

作为本实用新型的进一步改进，所述薄膜纸行进长度检测装置为光电传感器；所述薄膜纸上的行进长度标记为光标。当行进长度标记（薄膜纸黑色横条，为光标）行进到光电传感器时遮挡光电传感器内光线，光电传感器即检测到薄膜纸黑色横条（行进长度标记）并进行计数，实现对薄膜纸行进长度的检测。

本实用新型所述自动防尘防污装置的工作原理是：

通过上述的任一种启动模式启动收纸电机30，电机传动装置25带动收纸卷筒24按照旋转方向26旋转卷绕被污染薄膜纸19，通过薄膜纸13和洁净薄膜纸3的牵引，发纸卷筒1按旋转方向33旋转发纸，洁净薄膜纸3按洁净薄膜纸行进方向4、薄膜纸行进方向34、被污染薄膜纸行进方向21依次经下列路径行进：洁净薄膜纸导向轴5、薄膜纸行进长度检测装置6、发纸张紧轴8、薄膜纸压紧片10、薄膜纸导向槽12、薄膜纸表面清污装置17、收纸张紧轴20、收纸导向轴22，到达收纸卷筒24卷绕起来。在该过程中，薄膜纸行进长度检测装置6对洁净薄膜纸3边沿上的薄膜纸行进长度标记35进行检测，并将检测信号发送至信号处理及控制电路板7，该信号处理及控制电路板7即为上文所述的控制器；当信号处理及控制电路板7检测到薄膜纸行进长度标记35时，关闭收纸电机30使电机传动装置25失去动力，收纸卷筒24停止旋转，同时停止对被污染薄膜纸19的卷绕，薄膜纸13、洁净薄膜纸3停止行进，发纸卷筒1停止旋转发纸，至此，洁净薄膜纸3进入薄膜光学窗口14取代了被污染的薄膜纸13，完成一次薄膜光学窗口14薄膜纸13的更新过程，使摄像头（或激光测距、红外线检测、光学传感器等光接收与发射装置及设备）12或镜头、镜片等光学视窗16与外部保持透明洁净的光学通道，实现光学薄膜视窗自动防尘防污。

Claims (9)

1.一种光学视窗的自动防尘防污装置，其特征在于：包括密闭保护壳体、控制器、薄膜纸、发纸机构、收纸机构；配置光学视窗的设备置于密闭保护壳体内，其中：

所述密闭保护壳体，与光学视窗相对的壁面设置薄膜光学窗，薄膜光学窗配置有视窗配纸机构，所述视窗配纸机构设置有薄膜纸穿行通道；

所述发纸机构，包括发纸卷筒，该发纸卷筒定位支撑在密闭保护壳体内；

所述收纸机构，包括收纸卷筒，该收纸卷筒定位支撑在密闭保护壳体内，且收纸卷筒与旋转驱动机构的输出端联动连接；

所述薄膜纸，按照视窗规格需求设置行进长度标记，一端绕在发纸卷筒上，另一端穿过视窗配纸机构的薄膜纸穿行通道后绕在收纸卷筒外围；

所述控制器，配置有用于启动旋转驱动机构的启动控制模块以及制停旋转驱动机构的制停控制模块；

控制器通过启动控制模块输出的启动指令自动开启旋转驱动机构；

所述发纸机构与视窗配纸机构之间设置有用于感应薄膜纸上所设置的行进长度标记的薄膜纸行进长度检测装置，控制器通过制停控制模块根据薄膜纸行进长度检测装置反馈信号制停旋转驱动机构。

2.根据权利要求1所述光学视窗的自动防尘防污装置，其特征在于：所述薄膜光学窗包括薄膜光学窗框以及薄膜光学窗口；视窗配纸机构包括依次设置在薄膜光学窗口和光学视窗之间的薄膜纸导向组件、薄膜纸压紧片以及防护玻璃片；薄膜光学窗框的内壁沿薄膜纸行进方向设置薄膜纸导向组件，该薄膜纸导向组件为两个相对设置的薄膜纸导向部件，各薄膜纸导向部件的延伸方向均与薄膜纸的行进方向一致；薄膜纸压紧片与薄膜光学窗框固定连接，且薄膜纸压紧片与薄膜纸导向组件之间存在薄膜纸穿行的间隙，所述薄膜纸压紧片正对着光学视窗开设压紧片透窗，防护玻璃片与薄膜纸压紧片连接，且防护玻璃片能够覆盖住压紧片透窗；薄膜纸导向部件、薄膜纸压紧片、薄膜光学窗框沿光学视窗轴线开设的纵截面具有相似形状；防护玻璃片、压紧片透窗、薄膜纸压紧片、薄膜光学窗口以及光学视窗的中心均处于同一直线上。

3.根据权利要求1所述光学视窗的自动防尘防污装置，其特征在于：所述视窗配纸机构与收纸机构之间设置有薄膜纸表面清污装置，所述薄膜纸表面清污装置包括清污工作头以及排污机构，所述清污工作头与薄膜纸的受污面相触，排污机构一端敞口设置，该排污机构的敞口端位于清污工作头下方，另一端设置排污口，排污口与端盖封接。

4.根据权利要求1所述光学视窗的自动防尘防污装置，其特征在于：所述发纸机构和视窗配纸机构之间依次设置有发纸导向轴、发纸张紧轮；视窗配纸机构与收纸机构之间则依次设置收纸张紧轮和收纸导向轴；薄膜纸一端缠绕在发纸机构的发纸卷筒上，另一端则依次穿过发纸导向轴、发纸张紧轮、视窗配纸机构的薄膜纸穿行通道、收纸张紧轮和收纸导向轴后缠绕在收纸机构的收纸卷筒上。

5.根据权利要求1所述光学视窗的自动防尘防污装置，其特征在于：所述启动控制模块包括远程启动模块、本地启动模块、定时启动模块以及自动启动模块中任意一种启动模块或者它们的任意组合；所述控制器通过工作模式选择开关分别与远程启动模块、本地启动模块、定时启动模块以及自动启动模块连接；所述启动控制模块为远程启动模块时，控制器配置有远程指令接收模块，该远程指令接收模块与远程指令输入设备通信连接，所述控制器根据远程指令接收模块所接收到的远程指令输入设备所输出的启动指令，通过远程启动模块自动开启旋转驱动机构；所述启动控制模块为本地启动模块时，该本地启动模块包括薄膜更新按钮，该薄膜更新按钮分别与控制器以及旋转驱动机构连接，通过薄膜更新按钮的启闭，实现旋转驱动机构的启动或者制停；所述启动控制模块为定时启动模块时，所述控制器配置定时开关，控制器根据定时开关所反馈的计时信息，通过定时启动模块自动开启旋转驱动机构；所述启动控制模块为自动启动模块时，所述视窗配纸机构设置有用于检测与薄膜光学窗正对的薄膜纸脏污程度的薄膜纸污染程度检测装置，控制器根据薄膜纸污染程度检测装置所反馈信息，通过自动启动模块自动开启旋转驱动机构。

6.根据权利要求5所述光学视窗的自动防尘防污装置，其特征在于：薄膜纸污染程度检测装置为光发射/接收传感器。

7.根据权利要求1所述光学视窗的自动防尘防污装置，其特征在于：所述旋转驱动机构包括驱动电机，所述驱动电机的动力输出端通过电机传动装置与收纸卷筒联动连接。

8.根据权利要求7所述光学视窗的自动防尘防污装置，其特征在于：所述电机传动装置为蜗轮蜗杆传动机构。

9.根据权利要求1所述光学视窗的自动防尘防污装置，其特征在于：薄膜纸行进长度检测装置为光电传感器；所述薄膜纸上的行进长度标记为光标。

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