CN216981970U - 矿用本安型球型摄像仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及煤矿智能化装备领域，具体为一种矿用本安型球型摄像仪。解决了目前矿用摄像仪信号接口连线不方便、摄像头只能水平旋转的技术问题。一种矿用本安型球型摄像仪，包括由底盖、连接在底盖之上的筒体以及连接在筒体顶部的顶盖组成的壳体；顶盖顶部开孔并安装有透明罩，壳体内部安装有摄像头和控制电路；顶盖上安装有至少一个红外补光单元和至少一个感光单元；筒体的侧壁上安装有快插式的第一、第二连接器；第一、第二连接器位于筒体内的部分与控制电路相连接，红外补光单元和感光单元也与控制电路相连接；第一、第二连接器位于筒体外部的部分均开有一对销孔并配有U型连接销。

Description

矿用本安型球型摄像仪

技术领域

本实用新型涉及煤矿智能化装备领域，具体为一种矿用本安型球型摄像仪。

背景技术

矿用摄像仪是一种煤矿工业电视系统中对主要生产环节、重要设备及关键岗位进行实时图像监视的关键设备,适用于煤矿井下有甲烷、煤尘爆炸的危险场所。摄像仪在煤矿井下使用时，为保证安全生产，必须采用隔爆型、隔爆兼本安型、本安型中的一种。

目前市场上矿用摄像仪存在以下问题：

1）摄像仪不少为隔爆型或隔爆兼本安型，由于受煤矿设备相关设计标准所限，壳体壁厚较厚，壳体往往体积较大且笨重。

2）后期，一些本安摄像仪虽体积有所减小，重量有所减轻，但信号接口的接线端子放置在腔体内，通信线缆需通过喇叭嘴穿入腔体连接，这样会增加接线工序和时间。如要更换线缆，需将打开盖板拆装，操作起来极为不便。

3）一些本安摄像仪只能满足水平旋转摄像头对外界景物摄像，对垂直方向无法旋转，不能满足煤矿井下复杂条件下对外界景物拍摄的要求。

发明内容

本实用新型为解决目前矿用摄像仪信号接口连线不方便、摄像头只能水平旋转的技术问题，提供一种矿用本安型球型摄像仪。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：一种矿用本安型球型摄像仪，包括由底盖、连接在底盖之上的筒体以及连接在筒体顶部的顶盖组成的壳体；顶盖顶部开孔并安装有透明罩，壳体内部安装有摄像头和控制电路；顶盖上安装有至少一个红外补光单元和至少一个感光单元；筒体的侧壁上安装有快插式的第一、第二连接器；第一、第二连接器位于筒体内的部分与控制电路相连接，红外补光单元和感光单元也与控制电路相连接；第一、第二连接器位于筒体外部的部分均开有一对销孔并配有U型连接销。

本实用新型采用第一、第二连接器实现线缆的快速连接与拔除，第一、第二连接器上开有销孔并配有U型连接销，以确保线缆连接稳定。感光单元用于感知外部光强度并将相应的光信号输入至内部控制电路，红外补光单元在内部控制电路的控制下向外发射红外光。

进一步的，筒体内部安装有隔板，隔板上通过转轴安装有轴承，轴承外圈固定支撑有一个平台，平台外圈固定套有第三齿轮；隔板上安装有第一支架，第一支架上安装有水平电机、第一传动杆和第一齿轮，第一传动杆水平转动设置，第一齿轮的转轴竖直设置的，水平电机的传动轴与第一传动杆相连接，第一传动杆与第一齿轮采用涡轮蜗杆传动，第一齿轮与第三齿轮相啮合；平台上安装有第二支架以及位于透明罩下方的摄像头，第二支架上安装有垂直电机、第二齿轮和第二传动杆，第二齿轮通过一个水平转轴安装在第二支架上，摄像头的外壳通过一个转动安装架安装在平台上，摄像头的外壳上安装有一个第四齿轮；垂直电机的输出轴与第二传动杆相连接，第二传动杆与第二齿轮采用涡轮蜗杆传动，第二齿轮与第四齿轮相啮合。

内部控制电路接收外部控制信号，控制摄像头的转动角度。需要水平转动时，水平电机驱动第一传动杆转动，第一传动杆与第一齿轮采用涡轮蜗杆连接，将转动轴向由水平转换成竖直，第一齿轮与第三齿轮相啮合，驱动第三齿轮与平台一同转动，调整摄像头的水平视角。需要摄像头调整俯仰角度时，控制电路控制垂直电机转动，垂直电机驱动第二传动杆转动，第二传动杆与第二齿轮采用涡轮蜗杆传动，使传动方向发生90度的变化，第二齿轮与摄像头外壳上安装的第四齿轮啮合，驱动摄像头绕着自身的转轴转动，从而调整摄像头的俯仰角度。通过调整水平电机和垂直电机的转向就可以实现水平角度和俯仰角度的调节。

进一步的，控制电路采用本安型电路，包括主板、电源供电单元和灯板；主板包括信号处理单元、网络信号传输单元、云台驱动单元、镜头驱动单元、补光驱动单元；感光单元和红外补光单元组成灯板；所述电源供电单元为主板、灯板、电机以及摄像头供电。

本实用新型采用本安防爆技术以限制能量的原则达到防爆的目的，本安技术在回路正常或异常情况下，可靠地将电路中的能量限制在一个允许的范围内，以保证电气设备发生短路、元件损坏等情况下，不至于引起其周围可能存在的危险气体的爆炸。本实用新型所用控制电路板采用本安电路设计，外壳仅需具备一定防尘、防水、防外物能力即可。壳体设计壁薄，且体积小、重量轻。

本实用新型具有如下技术效果：

1）本实用新型壳体壁薄，且体积小、重量轻，解决了市场上隔爆或隔爆兼本安型摄像体积较大且笨重的问题。

2）本实用新型信号接口端连线操作简单方便，无需拆装盖板，解决了市场上摄像仪接线操作不便的问题。

3）本实用新型支持水平旋转、垂直旋转对外界景物进行摄像，适用于煤矿井下复杂条件下对外界景物拍摄的要求。

附图说明

图1本实用新型内部电路的原理框图。

图2本实用新型所述壳体的外部结构示意图。

图3为图2的俯视结构示意图。

图4第一安装座的主视图。

图5为图4中的A-A剖视图。

图6第二安装座的主视图。

图7为图6中的B-B剖视图。

图8过渡安装座的主视图。

图9为图8的C-C剖视图。

图10摄像仪去除壳体后的内部结构示意图。

1-底盖，2-筒体，3-顶盖，4-透明罩，5-摄像头，6-红外补光单元，7-感光单元，8-第一连接器、9-第二连接器，10-U型连接销，11-第一安装座，12-第二安装座，13-过渡安装座，14-隔板，15-轴承，16-平台，17-第一支架，18-水平电机，19-第一传动杆，20-第一齿轮，21-第二支架，22-垂直电机，23-第二传动杆，24-第二齿轮，25-第三齿轮，26-第四齿轮。

具体实施方式

实施例1 如图2所示，一种矿用本安型球型摄像仪，包括由底盖1、连接在底盖1之上的筒体2以及连接在筒体2顶部的顶盖3组成的壳体；顶盖3顶部开孔并安装有透明罩4，壳体内部安装有摄像头5和控制电路；顶盖3上安装有至少一个红外补光单元6和至少一个感光单元7；筒体2的侧壁上安装有快插式的第一、第二连接器；第一、第二连接器位于筒体2内的部分与控制电路相连接，红外补光单元6和感光单元7也与控制电路相连接；第一、第二连接器位于筒体2外部的部分均开有一对销孔并配有U型连接销10。第一、第二连接器采用现有的快速连接器，并将其部分结构伸出筒体，然后外壁上开有销孔并配置U型连接销，实现与外部插头的稳定、快速连接。

实施例2 如图10所示，筒体内部安装有隔板14，隔板14上通过转轴安装有轴承15，轴承15外圈固定支撑有一个平台16，平台16外圈固定套有第三齿轮25；隔板14上安装有第一支架17，第一支架17上安装有水平电机18、第一传动杆19和第一齿轮20，第一传动杆19水平转动设置，第一齿轮20的转轴竖直设置的，水平电机18的传动轴与第一传动杆19相连接，第一传动杆19与第一齿轮20采用涡轮蜗杆传动，第一齿轮分为上下两个齿轮，下方的齿轮与第一传动杆19通过涡轮蜗杆实现传动，上方的齿轮与第三齿轮25啮合；平台16上安装有第二支架21以及位于透明罩4下方的摄像头5，第二支架21上安装有垂直电机22、第二齿轮24和第二传动杆23，第二齿轮24通过一个水平转轴安装在第二支架21上，摄像头5的外壳通过一个转动安装架安装在平台16上，摄像头5的外壳上安装有一个第四齿轮26；垂直电机22的输出轴与第二传动杆23相连接，第二传动杆23与第二齿轮24采用涡轮蜗杆传动，第二齿轮24与第四齿轮26相啮合。水平电机和垂直电机的传动轴均为水平布置，只是一个控制摄像头的水平角度，一个控制摄像头的垂直角度。第一传动杆与第一齿轮、第二传动杆与第二齿轮采用涡轮蜗杆结构实现连接，这样可以改变传动轴向。第一齿轮轴向竖直，驱动第三齿轮带动平台水平转动；第二传动杆和第二齿轮轴向均水平，但是相互呈90度，第二齿轮与第四齿轮轴向平行，第四齿轮轴向与摄像头外壳的中心轴线重合，摄像头外壳的另一端通过转动安装座安装在平台上（图中未画出），转动安装座上的转轴与摄像头外壳的中心轴线重合，摄像头可以绕着安装座上的转轴转动（图10中箭头所示）；或者摄像头外壳两端均通过转轴与转动安装座转动连接，其中一端穿过第四齿轮设置。摄像头可以绕着该轴转动，从而实现俯仰角度的调节。

实施例3 如图1所示，控制电路采用本安型电路，包括主板、电源供电单元和灯板；主板包括信号处理单元、网络信号传输单元、云台驱动单元、镜头驱动单元、补光驱动单元；感光单元和红外补光单元组成灯板；所述电源供电单元为主板、灯板、电机以及摄像头供电；由于采用本安型电路，装置的底盖1、筒体2和顶盖3的厚度为2-3mm，可以做的很轻很薄，减轻了装置的重量。

实施例4 如图2、8、9所示，第一连接器8和第二连接器9均通过过渡安装座13安装在筒体2上；过渡安装座13焊接在筒体2外壁上，过渡安装座13朝向筒体2的一端呈与筒体2相配合的圆弧结构，过渡安装座13内部开有台阶状通孔，所述第一、第二连接器通过螺栓安装在台阶状通孔内，连接器有部分管体伸出台阶状通孔；筒体2内部隔板14上开有接线孔，连接器的内部接线通过接线孔与控制电路相连接。第一连接器8作为电源供电输入端口，第二连接器9作为网络信号传输端口、过渡安装座采用上述结构，可使连接器与壳体实现无缝连接。连接器采用现有的快速电缆插座，或者将现有快速电缆插座外端口周圈做成管状并延伸一段，方便在其上开销孔。这样外部的插头插入后，通过U型连接销就能够将外部插头卡紧。

实施例5 如图3-7所示，顶盖3上开有四个安装孔，其中三个安装孔内焊接有第一安装座11，最后一个安装孔内焊接有第二安装座12；所述第一安装座11内部开有台阶状通孔，所述红外补光单元6安装于第一安装座11；第二安装座12内部开有通孔，通孔两端均呈台阶状结构；所述感光单元7粘接在通孔的较小一个台阶处；顶盖表面四个安装孔的台阶部位用透明材料封装；三个红外补光单元6等间距环绕顶盖3中心布置；感光单元7设在其中两个红外补光单元6中间。第一、第二安装座的结构方便对红外补光单元和感光单元的安装；红外补光单元采用红外发光二极管，感光单元采用光敏探测器件。

以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。本实用新型针对市场上矿用摄像仪普遍存在的一些技术问题进行了解决，具体实现方式为：

1） 本实用新型采用本安防爆技术的基本原理以限制能量的原则达到防爆的目的，本安技术在回路正常或异常情况下，可靠地将电路中的能量限制在一个允许的范围内，以保证电气设备发生短路、元件损坏等情况下，不至于引起其周围可能存在的危险气体的爆炸。本实用新型所用控制电路板采用本安电路设计，外壳仅需具备一定防尘、防水、防外物能力即可。壳体设计壁薄，且体积小、重量轻。本实用新型防护等级不低于IP54。本实用新型所述控制电路板包括控制主板、灯板、电源供电。所述控制主板包括信号处理、网络信号传输、云台驱动、镜头驱动、补光驱动、感光等单元；所述电源供电单元为输入电源经各种电平转换后用于子系统的供电；具体原理框图见图1所示。

2） 本发明选用了一种快插式连接器（KYF-DY-J4Z-M22*1-L×M），实现了壳体内部信号与外部信号的连接。

第一连接器：用于电源供电输入端口，其通过螺母安装于过渡安装座上，过渡安装座焊接于壳体；所述壳体包括顶盖、筒体、底板；所述顶盖，包括3个红外补光单元、1个感光单元、1个透明罩；所述3个红外补光单元安装于壳体顶盖部分3个专用第一安装座内；所述第一安装座与顶盖焊接为一体；所述1个感光单元安装于壳体顶盖部分专用第二安装座；所述第二安装座与顶盖焊接为一体；所述透明罩用于摄像头镜头对外界景物拍摄；所述筒体包括隔板；所述隔板用于安装控制主板、水平电机、摄像头；所述过渡安装座为与筒体相同曲面半径，能够与筒体无缝连接，并设有台阶孔用于第一连接器安装的装置；第一连接器一端与壳体内部控制电路板上对应信号连接，外部信号接线时只需将匹配的插头与其连接，并用专用销子对连接部分固定即可；

第二连接器：用于网络信号传输端口，其安装方式见第一连接器。

具体实现方式见图2～10所示。

3） 本实用新型选用了一个微型水平电机、一个微型垂直电机，实现了摄像头水平旋转、垂直旋转摄像。所述水平电机通过第一传动杆1经第一齿轮、第三齿轮带动平台转动，第一支架用于固定水平电机、第一传动杆及第一齿轮；所述平台与安装在隔板上的轴承装配，其上安装有垂直电机、摄像头等部件；所述垂直电机通过第二传动杆经第二齿轮带动摄像头转动，第二支架用于固定垂直电机、第二传动杆及第二齿轮。具体实现方式见图10所示。

本实用新型的技术特点如下：

1、本实用新型对其内部结构及实现方法进行了阐述，设计了一种轻便型矿用本安型摄像仪。

2、本实用新型设计了与筒体相同曲面半径的过渡安装座，能够与筒体无缝连接，并设有台阶孔用于连接器安装，实现了连接器安装平面与筒体曲面无缝安装。该安装座装置适用于类似曲面与平面无缝连接的各种场合。

3、本实用新型选用了专用快插式连接器，避免了外部电缆接线时需打开壳体操作的复杂性，实现了外部电缆与设备快速连接。

4、本实用新型选用了两个微型电机实现了摄像头水平、垂直旋转摄像的功能。

5、本实用新型通过对顶盖部分第一安装座、第二安装座的设计，实现了红外补光单、感光单元的安装。

6、顶盖3呈一个锥体结构，锥度为35°-50°红外补光单元向外发射红外光的角度范围更大，感光单元感光范围也更大；透明罩4呈半球壳状。

Claims (9)

1.一种矿用本安型球型摄像仪，包括由底盖（1）、连接在底盖（1）之上的筒体（2）以及连接在筒体（2）顶部的顶盖（3）组成的壳体；顶盖（3）顶部开孔并安装有透明罩（4），壳体内部安装有摄像头（5）和控制电路；其特征在于，顶盖（3）上安装有至少一个红外补光单元（6）和至少一个感光单元（7）；筒体（2）的侧壁上安装有快插式的第一、第二连接器；第一、第二连接器位于筒体（2）内的部分与控制电路相连接，红外补光单元（6）和感光单元（7）也与控制电路相连接；第一、第二连接器位于筒体（2）外部的部分均开有一对销孔并配有U型连接销（10）。

2.如权利要求1所述的矿用本安型球型摄像仪，其特征在于，筒体内部安装有隔板（14），隔板（14）上通过转轴安装有轴承（15），轴承（15）外圈固定支撑有一个平台（16），平台（16）外圈固定套有第三齿轮（25）；隔板（14）上安装有第一支架（17），第一支架（17）上安装有水平电机（18）、第一传动杆（19）和第一齿轮（20），第一传动杆（19）水平转动设置，第一齿轮（20）的转轴竖直设置，水平电机（18）的传动轴与第一传动杆（19）相连接，第一传动杆（19）与第一齿轮（20）采用涡轮蜗杆传动，第一齿轮（20）与第三齿轮（25）相啮合；平台（16）上安装有第二支架（21）以及位于透明罩（4）下方的摄像头（5），第二支架（21）上安装有垂直电机（22）、第二齿轮（24）和第二传动杆（23），第二齿轮（24）通过一个水平转轴安装在第二支架（21）上，摄像头（5）的外壳通过一个转动安装架安装在平台（16）上，摄像头（5）的外壳上安装有一个第四齿轮（26）；垂直电机（22）的输出轴与第二传动杆（23）相连接，第二传动杆（23）与第二齿轮（24）采用涡轮蜗杆传动，第二齿轮（24）与第四齿轮（26）相啮合。

3.如权利要求2所述的矿用本安型球型摄像仪，其特征在于，控制电路采用本安型电路，包括主板、电源供电单元和灯板；主板包括信号处理单元、网络信号传输单元、云台驱动单元、镜头驱动单元、补光驱动单元；感光单元和红外补光单元组成灯板；所述电源供电单元为主板、灯板、电机以及摄像头供电。

4.如权利要求1-3任一项所述的矿用本安型球型摄像仪，其特征在于，第一连接器（8）和第二连接器（9）均通过过渡安装座（13）安装在筒体（2）上；过渡安装座（13）焊接在筒体（2）外壁上，过渡安装座（13）朝向筒体（2）的一端呈与筒体（2）相配合的圆弧结构，过渡安装座（13）内部开有台阶状通孔，所述第一、第二连接器通过螺栓安装在台阶状通孔内；筒体（2）内部隔板（14）上开有接线孔，连接器的内部接线通过接线孔与控制电路相连接。

5.如权利要求4所述的矿用本安型球型摄像仪，其特征在于，第一连接器（8）作为电源供电输入端口，第二连接器（9）作为网络信号传输端口。

6.如权利要求1-3任一项所述的矿用本安型球型摄像仪，其特征在于，顶盖（3）上开有四个安装孔，其中三个安装孔内焊接有第一安装座（11），最后一个安装孔内焊接有第二安装座（12）；所述第一安装座（11）内部开有台阶状通孔，所述红外补光单元（6）安装于第一安装座（11）；第二安装座（12）内部开有通孔，通孔两端均呈台阶状结构；所述感光单元（7）粘接在通孔的较小台阶处；顶盖（3）外表面四个安装孔的台阶部位用透明材料封装。

7.如权利要求6所述的矿用本安型球型摄像仪，其特征在于，三个红外补光单元（6）等间距环绕顶盖（3）中心布置；感光单元（7）设在其中两个红外补光单元（6）中间。

8.如权利要求1-3任一项所述的矿用本安型球型摄像仪，其特征在于，顶盖（3）呈一个锥体结构，锥度为35-50度；透明罩（4）呈半球壳状。

9.如权利要求1-3任一项所述的矿用本安型球型摄像仪，其特征在于，底盖（1）、筒体（2）和顶盖（3）的厚度为2-3mm。

Images