CN207148417U - 具有旋转、翻转功能的工业内窥镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有旋转、翻转功能的工业内窥镜，包括镜身和设置在镜身内的镜芯；镜芯包括设置在镜身前端的相机和设置在相机下方的、用于带动整个镜芯围绕镜身的中轴线进行360°无限旋转的旋转机构；相机设置在一个保护仓内，镜芯还包括翻转机构，用于带动保护仓左右翻转。本实用新型工业内窥镜可视范围更大，结构更加稳定，操作更灵活，整体体积更小，能够在更加狭小的空间工作，适用范围更加广泛。

Description

具有旋转、翻转功能的工业内窥镜

技术领域

本实用新型涉及工业内窥镜技术领域，具体涉及一种具有旋转、翻转功能的工业内窥镜。

背景技术

工业内窥镜是一种无损检测设备，能对弯曲管道深处进行探查，能观察到肉眼不能直视的部位，能在密封空腔内观察内部空间结构与状态，能实现远距离观察与操作。工业内窥镜可用于高温、有毒、核辐射及人眼无法直接观察到的场所的检查和观察，如对汽车、航空发动机、管道、机械零件等设备的检测，可在不需拆卸或破坏组装及设备停止运行的情况下实现无损检测，被广泛应用于航空、汽车、船舶、电气、化学、电力、煤气、原子能、土木建筑等现代核心工业的各个部门。随着科技的发展，许多行业所用的设备、仪器越来越精密，在工业内窥镜领域，需要对很多更狭小的空间进行探测，这就需要设计出体积更小、可视范围更大的工业内窥镜。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种体积更小、可视范围更大，且能够自动旋转、翻转调整观察角度、自动对焦的工业内窥镜。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

设计一种具有旋转、翻转功能的工业内窥镜，其特征在于，包括镜身和设置在所述镜身内的镜芯；所述镜芯包括设置在所述镜身前端的相机和设置在所述相机下方的、用于带动整个镜芯围绕所述镜身的中轴线进行360°无限旋转的旋转机构；

所述旋转机构包括支撑架、安装在所述支撑架中心的滑环、安装在所述支撑架上的旋转马达，以及与所述旋转马达对应连接的内齿轮，所述支撑架通过轴承安装在所述内齿轮中部，所述滑环的转子与所述支撑架固定安装在一起；所述内齿轮的中心线与所述镜身的中轴线相重合；

所述相机设置在一个保护仓内，在所述保护仓的两侧分别设有支撑轮轴，所述支撑轮轴分别通过支撑板与下部支撑架安装在一起；所述保护仓包括扣合封装在一起的上壳体和下壳体，在所述上壳体的顶部设有镜头，所述相机设置在所述镜头正下方；

所述镜芯还包括翻转机构，所述翻转机构包括设置在所述支撑架上的翻转电机、与所述翻转电机的转轴安装在一起的第一主皮带轮，以及设置在相机保护仓一侧支撑轮轴上的穿线皮带轮，所述穿线皮带轮与所述保护仓固定安装在一起，所述第一主皮带轮与所述穿线皮带轮之间通过皮带连接驱动，用于带动所述保护仓围绕所述穿线皮带轮的轴线翻转。

在上述技术方案中，旋转机构用于带动整个镜芯在镜身内围绕其中轴线旋转，旋转范围为360°无限旋转，翻转机构用于带动镜头保护仓左右翻转，从而调整相机的可视角度和可视范围。通过翻转和旋转机构，能够自动调整工业内窥镜视角，使得可观察的范围更大。

其中，旋转马达带动内齿轮旋转，内齿轮与支撑架安装在一起，镜芯的主要部件均与支撑架安装在一起，当内齿轮旋转时带动整个镜芯旋转，支撑架中心设置滑环，来保证镜芯在进行旋转运动时保持稳定的电源和信号传输，避免因无限旋转造成线路扭断。翻转电机通过皮带驱动穿线皮带轮转动，使得相机保护仓围绕穿线皮带轮的轴线做翻转运动，同时配合旋转机构，共同实现了相机视角的大范围调整。

优选的，所述镜芯还包括调焦机构，所述调焦机构包括设置在所述支撑架上的调焦电机、与所述调焦电机的转轴安装在一起的第二主皮带轮，以及设置在相机保护仓另一侧支撑轮轴上的调焦偏心轮，所述相机通过连接件与所述调焦偏心轮固定安装在一起，所述第二主皮带轮与所述调焦偏心轮之间通过皮带连接驱动，用于带动所述相机沿所述镜头轴线做往复移动，调节相机与镜头之间的距离。

调焦机构通过调焦电机带动调焦偏心轮转动，通过调焦偏心轮带动相机沿镜头轴线做往复移动，实现了相机与镜头之间距离的调整，从而实现了自动调焦。当相机保护仓翻转时，调焦偏心轮一侧也沿支撑轮轴同步移动，保证相机与镜头之间的距离不变。需要调整焦距时，调焦电机再次控制调焦偏心轮转动即可。

优选的，在所述保护仓的上壳体两侧分别设有LED照明灯，所述LED照明灯的灯板设置在所述镜头外部。现有的工业内窥镜照明灯通常将灯板设置在镜头外部、前方，由于照明灯灯板是玻璃纤维材质，由于其材料本身的特性容易造成漏光，漏出的光线影响会对镜头造成影响、形成眩光，造成成像不清晰、影响内窥镜的观察和探测。本实用新型中将照明灯设置在镜头的外部，两个照明灯的灯板分别设置在镜头的两侧，不会产生漏光影响镜头的问题。

优选的，在所述上壳体的顶部、镜头两侧的位置分别设置有磁铁块；在所述相机保护仓的下部设有翻转电路控制板，所述调焦电机、翻转电机分别与所述翻转电路控制板电连接，在所述翻转电路控制板上设有磁传感器。磁铁快和磁传感器的设置起到翻转限位的作用，当保护仓在穿线皮带轮的带动下，沿穿线皮带轮的轴线翻转到一定角度时，磁铁块作用于翻转电路控制板上的磁传感器，表示翻转到了最大角度，磁传感器向翻转电路控制板发送信号，使翻转电机停止工作。当保护仓翻转到另一侧同一角度时，另一侧的磁铁块同理工作，限制其另一侧的翻转角度。

优选的，在所述穿线皮带轮一侧的支撑板上设有相机电路控制板，所述相机的控制线穿过所述穿线皮带轮与所述相机电路控制板电连接。相机控制线穿过穿线皮带轮与外部相机电路控制板连接，可以避免在保护仓翻转时相机控制线发生缠绕、扭断，保证相机在进行翻转动作时信号传输不受影响。

优选的，在所述镜身前端设有玻璃罩，所述玻璃罩的高度大于所述保护仓的高度，并覆盖所述保护仓；所述玻璃罩通过密封胶固化安装在所述镜身上。

优选的，所述保护仓围绕所述穿线皮带轮的轴线翻转的角度范围为220°。

优选的，在所述支撑架下部设有电源电路板，所述电源电路板与所述滑环的定子对应连接，为所述镜芯供电。

优选的，在所述镜身后端设置有用于与外部控制器对应连接的信号连接件：所述信号连接件的传输线路与所述滑环的定子对应连接；用于传输所述镜芯中各部分产生的数据信号。

优选的，所述工业内窥镜的镜身直径为37mm，体积更小，适用范围更加广泛。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型工业内窥镜可以实现镜芯的自动360°无限旋转、相机的220°翻转，且旋转、翻转各自采用独立的机构来实现，旋转、翻转的动作可以同时进行，二者互不影响，从而可以任意调整视角，扩大了观察范围；调焦机构的设置能够实现相机焦距的随时调整，且在旋转、翻转的同时焦距不受影响，使图像更加稳定、清晰。在镜头外侧设置LED照明灯，辅助照明，且能够避免眩光，显示效果更加清晰。

本实用新型工业内窥镜可视范围更大，结构更加稳定，操作更灵活，整体体积更小，能够在更加狭小的空间工作，适用范围更加广泛。

附图说明

图1是本实用新型具有旋转、翻转功能的工业内窥镜的结构示意图；

图2是相机保护仓的翻转方向示意图；

图3是图1中沿A-A线的剖视图；

图4是图3中相机保护仓部分的放大图；

图中标号：1为镜身，2为相机；3为支撑架，4为滑环，5为旋转马达，6为内齿轮，7为轴承，8为保护仓，9、10为支撑轮轴，11、12为支撑板；13为翻转电机，14为第一主皮带轮，15为穿线皮带轮，16、17为皮带；18为上壳体，19为下壳体，20为镜头；21为调焦电机，22为第二主皮带轮，23为调焦偏心轮，24为LED照明灯，25为磁铁块，26为翻转电路控制板；27为玻璃罩，28为电源电路板，29为信号连接件。

具体实施方式

下面结合实施例来说明本实用新型的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本实用新型，并不以任何方式限制本实用新型的范围。在以下实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件。

实施例1：一种具有旋转、翻转功能的工业内窥镜，包括镜身1和设置在镜身1内的镜芯；镜芯包括设置在镜身1前端的相机2和设置在相机2下方的、用于带动整个镜芯围绕镜身的中轴线进行360°无限旋转的旋转机构。

旋转机构包括支撑架3、安装在支撑架3中心的滑环4、安装在支撑架3上的旋转马达5，以及与旋转马达5对应连接的内齿轮6，支撑架3通过轴承7安装在内齿轮6中部，滑环4的转子与支撑架3固定安装在一起；内齿轮6的中心线与镜身1的中轴线相重合。

相机2设置在保护仓8内，在保护仓8的两侧分别设有支撑轮轴9、10，支撑轮轴9、10分别通过支撑板11、12与下部支撑架3安装在一起。保护仓8包括扣合封装在一起的上壳体18和下壳体19，在上壳体19的顶部设有镜头20，相机2设置在镜头20正下方。在保护仓8的上壳体18两侧分别设有LED照明灯24，LED照明灯24的灯板设置在镜头20的外部。

镜芯还包括翻转机构，翻转机构包括设置在支撑架3上的翻转电机13、与翻转电机13的转轴安装在一起的第一主皮带轮14，以及设置在相机保护仓8一侧支撑轮轴10上的穿线皮带轮15，穿线皮带轮15与保护仓8固定安装在一起，第一主皮带轮14与穿线皮带轮15之间通过皮带16连接驱动。在穿线皮带轮15一侧的支撑板12上设有相机电路控制板，相机2的控制线穿过穿线皮带轮15与相机电路空制板电连接。在镜身1前端设有玻璃罩27，玻璃罩27的高度大于保护仓8的高度，并覆盖保护仓8；玻璃罩27通过密封胶固化安装在镜身1上。保护仓8围绕穿线皮带轮15的轴线翻转的角度范围为220°。

镜芯还包括调焦机构，调焦机构包括设置在支撑架3上的调焦电机21、与调焦电机21的转轴安装在一起的第二主皮带轮22，以及设置在保护仓8另一侧支撑轮轴9上的调焦偏心轮23，相机2通过连接件与调焦偏心轮23固定安装在一起，第二主皮带轮22与调焦偏心轮23之间通过皮带17连接驱动，用于带动相机2沿镜头轴线做往复移动，调节相机2与镜头20之间的距离。

在上壳体18的顶部、镜头20两侧的位置分别设置有磁铁块25；在保护仓8的下部设有翻转电路控制板26，调焦电机21、翻转电机13分别与翻转电路控制板26电连接，在翻转电路控制板26上设有磁传感器。

在支撑架3下部设有电源电路板28，电源电路板28与滑环4的定子对应连接。在镜身1后端设置有用于与外部控制器对应连接的信号连接件29；信号连接件29的传输线路与滑环4的定子对应连接；用于传输镜芯中各部分产生的数据信号。

在本实施例中，该工业内窥镜的镜身直径为37mm，但本实用新型中工业内窥镜并不仅限于这一规格，还可根据具体适用情况制作其他规格大小的相同结构的工业内窥镜，都在本实用新型的保护范围之内。

下面以实施例1中的工业内窥镜为例来说明本实用新型的实施方式：

该工业内窥镜在工作时，通过相机保护仓的翻转来调整相机的视角，翻转电机带动第一主皮带轮转动，第一主皮带轮通过皮带带动穿线皮带轮转动，使保护仓与穿线皮带轮同步转动，保护仓围绕穿线皮带轮的轴线转动的角度范围为220°，保护仓的翻转反向如图2中的箭头所示。通过在保护仓顶部设置的磁铁块来实现限位，但保护仓翻转到一侧的最大角度时，磁铁块转到距离下部翻转电路控制板最近的位置，对翻转电路控制板上设置的磁传感器产生作用，磁传感器翻转电路控制板发送信号，使翻转电机停止动作。

在保护仓翻转的同时，整个镜芯在旋转机构的带动下进行旋转，无论保护仓翻转到哪个角度，镜芯都能够进行360°无限旋转，旋转马达带动内齿轮旋转，内齿轮通过轴承与镜芯里的支撑架安装在一起，内齿轮转动时就带动整个镜芯转动，支撑架中心设置滑环，滑环的转子同镜芯一起转动，定子与外部进行线路连接，为镜芯进行供电和实现信号传输，避免旋转时发生线路缠绕，扭断。

通过调焦机构实现相机的调焦，调焦电机带动第二主皮带轮转动，第二主皮带轮通过皮带带动调焦偏心轮转动，调焦偏心轮通过连接件与保护仓内的相机安装在一起，调焦偏心轮转动时，带动相机做上下往复移动，通过这种方式改变相机与镜头之间的距离，实现调焦。当保护仓进行翻转时，调焦电机也带动调焦偏心轮同方向转动，保证翻转过程中相机焦距不变。

在相机保护仓外部设置辅助照明的LED照明灯，灯板设置在镜头外侧，避免了灯板由于材质特性产生漏光，影响镜头产生眩光的问题，保证了相机显示画面的质量。

上面结合实施例对本实用新型作了详细的说明，但是所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本实用新型宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本实用新型的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (10)

1.一种具有旋转、翻转功能的工业内窥镜，其特征在于，包括镜身和设置在所述镜身内的镜芯；所述镜芯包括设置在所述镜身前端的相机和设置在所述相机下方的、用于带动整个镜芯围绕所述镜身的中轴线进行360°无限旋转的旋转机构；

所述旋转机构包括支撑架、安装在所述支撑架中心的滑环、安装在所述支撑架上的旋转马达，以及与所述旋转马达对应连接的内齿轮，所述支撑架通过轴承安装在所述内齿轮中部，所述滑环的转子与所述支撑架固定安装在一起；所述内齿轮的中心线与所述镜身的中轴线相重合；

所述相机设置在一个保护仓内，在所述保护仓的两侧分别设有支撑轮轴，所述支撑轮轴分别通过支撑板与下部支撑架安装在一起；所述保护仓包括扣合封装在一起的上壳体和下壳体，在所述上壳体的顶部设有镜头，所述相机设置在所述镜头正下方；

所述镜芯还包括翻转机构，所述翻转机构包括设置在所述支撑架上的翻转电机、与所述翻转电机的转轴安装在一起的第一主皮带轮，以及设置在保护仓一侧支撑轮轴上的穿线皮带轮，所述穿线皮带轮与所述保护仓固定安装在一起，所述第一主皮带轮与所述穿线皮带轮之间通过皮带连接驱动。

2.根据权利要求1所述的具有旋转、翻转功能的工业内窥镜，其特征在于，所述镜芯还包括调焦机构，所述调焦机构包括设置在所述支撑架上的调焦电机、与所述调焦电机的转轴安装在一起的第二主皮带轮，以及设置在所述保护仓另一侧支撑轮轴上的调焦偏心轮，所述相机通过连接件与所述调焦偏心轮固定安装在一起，所述第二主皮带轮与所述调焦偏心轮之间通过皮带连接驱动，用于带动所述相机沿所述镜头轴线做往复移动，调节相机与镜头之间的距离。

3.根据权利要求2所述的具有旋转、翻转功能的工业内窥镜，其特征在于，在所述保护仓的上壳体两侧分别设有LED照明灯，所述LED照明灯的灯板设置在所述镜头外部。

4.根据权利要求2所述的具有旋转、翻转功能的工业内窥镜，其特征在于，在所述上壳体的顶部、镜头两侧的位置分别设置有磁铁块；在所述保护仓的下部设有翻转电路控制板，所述调焦电机、翻转电机分别与所述翻转电路控制板电连接，在所述翻转电路控制板上设有磁传感器。

5.根据权利要求2所述的具有旋转、翻转功能的工业内窥镜，其特征在于，在所述穿线皮带轮一侧的支撑板上设有相机电路控制板，所述相机的控制线穿过所述穿线皮带轮与所述相机电路控制板电连接。

6.根据权利要求2所述的具有旋转、翻转功能的工业内窥镜，其特征在于，在所述镜身前端设有玻璃罩，所述玻璃罩的高度大于所述保护仓的高度，并覆盖所述保护仓；所述玻璃罩通过密封胶固化安装在所述镜身上。

7.根据权利要求2所述的具有旋转、翻转功能的工业内窥镜，其特征在于，所述保护仓围绕所述穿线皮带轮的轴线翻转的角度范围为220°。

8.根据权利要求2所述的具有旋转、翻转功能的工业内窥镜，其特征在于，在所述支撑架下部设有电源电路板，所述电源电路板与所述滑环的定子对应连接。

9.根据权利要求2所述的具有旋转、翻转功能的工业内窥镜，其特征在于，在所述镜身后端设置有用于与外部控制器对应连接的信号连接件；所述信号连接件的传输线路与所述滑环的定子对应连接；用于传输所述镜芯中各部分产生的数据信号。

10.根据权利要求1所述的具有旋转、翻转功能的工业内窥镜，其特征在于，所述工业内窥镜的镜身直径为37mm。