专利名称：防爆热成像摄像仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于具有爆炸性气体和爆炸性粉尘存在的特种工业环境
下的采用热成像原理进行工业监控的防爆热成像摄像仪，属于防爆工业监控系统领域。
背景技术：
我国石油、化工、军工、航天、航海、交通、科研等诸多领域往往需要安装监控系统， 一来夜间工作的监控系统通常需要有夜视功能，目前使用红外摄像仪可以满足图像的采集 需求，但红外线发生器的探照范围有限，衰减严重，且容易受阻挡。由于隔爆型的摄像仪密 封的特性，使得摄像仪在工作时，产生的大量热量无法有效、及时地扩散，容易造成电路过 载、烧板，使得前端设备工作的可靠性大大降低，频繁的维修不利系统的稳定工作。二来石 油化工行业对明火的控制十分重视，很多工业环境下，压力容器、储油罐等设备往往有一定 的温度控制要求，当其表面或内部温度上升到一定极限后，容易产生爆炸、燃烧等事故，故 需要对这类场所、设备的温度进行监测，从而及时地发现安全隐患，控制火灾等事故的发 生。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种不仅具有气体、粉尘双重防 爆特性，而且不受气候影响的防爆热成像摄像仪。 实现上述目的的技术方案是一种防爆热成像摄像仪，包括底座、线缆装置、水平 传动机构、水平筒体、壳体、罩壳、俯仰传动机构、解码控制器和电源板，电源板和线缆装置 安装在底座内，水平传动机构安装在电源板的上方，俯仰传动机构安装在水平传动机构的 上方，水平筒体与水平传动机构连接，壳体的下端与水平筒体固定连接，壳体的上端与罩壳 固定连接，解码控制器安装在罩壳内，还包括内装视频摄像机的俯仰摄像机筒体和内装热 感应摄像机的俯仰热感应筒体，俯仰摄像机筒体和俯仰热感应筒体均与俯仰传动机构连 接，俯仰热感应筒体为一个由筒体、锗玻璃、玻璃压圈、抽屉板、后盖和密封圈组成的密封隔 爆腔体，后盖与筒体后端固定连接，且密封圈位于后盖和筒体之间，锗玻璃位于热感应摄像 机镜头前方，且锗玻璃通过玻璃压圈固定在筒体前端板内侧，并在筒体前端板上具有多个 小孔，抽屉板安装在筒体内，热感应摄像机固定安装在抽屉板上。 俯仰摄像机筒体为一个由筒体、透明钢化玻璃、金属包覆垫、玻璃压圈、抽屉板、后 盖和"O"型密封圈组成的密封隔爆腔体，透明钢化玻璃位于视频摄像机镜头前方，且透明钢 化玻璃通过玻璃压圈固定在筒体前端，后盖与筒体固定连接，"O"型密封圈位于后盖和筒体 之间，抽屉板安装在筒体内，视频摄像机固定安装在抽屉板上。 俯仰摄像机筒体上安装有雨刮器，该雨刮器由雨刷刮、雨刷电机和雨刷轴传动机 构组成，雨刷刮安装在雨刷轴传动机构的输出端，且雨刷刮紧贴在透明钢化玻璃上，雨刷轴 传动机构的输入端与雨刷电机的主轴连接。 水平传动机构由水平电机、电机小带轮、第一同步齿形带、第一被动大带轮、第一
4小齿轮、第二同步齿形带、第二被动大带轮、齿轮轴、行星齿轮、支架、水平机板、中心齿轮和 中心轴组成，电机小带轮固定在水平电机的输出轴上，第一被动大带轮通过第一同步齿形 带与电机小带轮连接，第一小齿轮与第一被动大带轮安装在同一根轴上，第二被动大带轮 通过第二同步齿形带与第一小齿轮连接，第二被动大带轮与行星齿轮均固定安装在齿轮轴 上，行星齿轮与中心齿轮啮合，中心齿轮固定安装在中心轴上，中心轴与底座固定连接，齿 轮轴通过轴承可旋转地支承在支架上，支架与水平机板固定连接，水平机板与水平筒体固 定连接。 俯仰传动机构由俯仰电机、电机小齿轮、第三同步齿形带、第三被动大带轮、第二
小齿轮、第四同步齿形带、热感应俯仰轴、第四被动大带轮、联轴器和摄像机俯仰轴组成，俯
仰电机固定安装在壳体上，电机小齿轮固定在俯仰电机的主轴上，第三被动大带轮通过第
三同步齿形带与第二小齿轮连接，第四被动大带轮通过第四同步齿形带与第二小齿轮连
接，第四被动大带轮固定在热感应俯仰轴上或摄像机俯仰轴上，摄像机俯仰轴和热感应俯
仰轴通过联轴器连接，摄像机俯仰轴和热感应俯仰轴均可转动地支撑在壳体上，热感应俯
仰轴与俯仰热感应筒体固定连接，摄像机俯仰轴与俯仰摄像机筒体固定连接。 采用上述技术方案后，由于热感应摄像机的工作原理特性，普通玻璃对红外线有
吸收作用，而锗玻璃对红外线透明，但锗玻璃不具备钢化玻璃的抗冲击性能，为了实现防爆
的性能，在锗玻璃外侧一面附有不锈钢板材，表面进行镂空设计，根据所需采集的红外线波
长，按特定的算法，计算出圆孔的直径和分布密度后打孔，既能使红外线顺利透过，被热感
应摄像机捕捉，又能满足防爆抗冲击试验。热感应摄像机结合另一侧的常规摄像仪，该实用
新型可以做到常规视频摄像和红外热成像摄像相结合的功能，实现在夜间、零照度和恶劣
气候条件下的目标监控，不仅仅实现可见光部分的视频采集，同时也能更直接地反映出目
标物表面的温度分布情况。水平传动机构和俯仰传动机构同时安装在此装置上实现了水平
方向360° 、俯仰方向的±90°转动，达到"万向"的视角，进行全向视频、热图像的采集。
图1为本实用新型的剖视结构示意图； 图2为本实用新型的水平传动机构的剖视结构示意图； 图3为图2的部分传动结构的左视图； 图4为本实用新型的俯仰传动部分的剖视结构示意图； 图5为图4的部分传动结构的俯视图； 图6为本实用新型的俯仰摄像机筒体的剖视结构示意图； 图7为本实用新型的俯仰热感应筒体的剖视结构示意图； 图8为图7的左视图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。 如图1 8所示，一种防爆热成像摄像仪，包括底座1、线缆装置2、水平传动机构 3、水平筒体4、壳体10、罩壳11、俯仰传动机构5、解码控制器7和电源板9，电源板9和线缆 装置2安装在底座1内，水平传动机构3安装在电源板9的上方，俯仰传动机构5安装在水
5平传动机构3的上方，水平筒体4与水平传动机构3连接，壳体10的下端与水平筒体4固 定连接，壳体10的上端与罩壳11固定连接，解码控制器7安装在罩壳11内，还包括内装视 频摄像机6-4的俯仰摄像机筒体6和内装热感应摄像机8-4的俯仰热感应筒体8，俯仰摄像 机筒体6和俯仰热感应筒体8均与俯仰传动机构5连接，俯仰热感应筒体8为一个由筒体 8-l、锗玻璃8-2、玻璃压圈8-3、抽屉板8-5、后盖8_6和密封圈8_7组成的密封隔爆腔体，后 盖8-6与筒体8-1后端固定连接，且密封圈8-7位于后盖8-6和筒体8_1之间，锗玻璃8_2 位于热感应摄像机8-4镜头前方，且锗玻璃8-2通过玻璃压圈8-3固定在筒体8-1前端板 内侧，并在筒体前端板上具有多个小孔8-8，这些小孔8-8设计成蜂窝状，抽屉板8-5安装在 筒体8-1内，热感应摄像机8-4固定安装在抽屉板8-5上。 如图6所示，俯仰摄像机筒体6为一个由筒体6-6、透明钢化玻璃6-l、金属包覆垫 6-2、玻璃压圈6-3、抽屉板6-5、后盖6-7和"0"型密封圈6_8组成的密封隔爆腔体，透明钢 化玻璃6-1位于视频摄像机6-4镜头前方，且透明钢化玻璃6-1通过玻璃压圈6-3固定在 筒体6-6前端，后盖6-7与筒体6-6固定连接，"0"型密封圈6-8位于后盖6_7和筒体6_6 之间，抽屉板6-5安装在筒体6-6内，视频摄像机6-4固定安装在抽屉板6-5上。 如图6所示，俯仰摄像机筒体6上安装有雨刮器，该雨刮器由雨刷刮6-10、雨刷电 机6-9和雨刷轴传动机构6-11组成，雨刷刮6-10安装在雨刷轴传动机构6-11的输出端，且 雨刷刮6-10紧贴在透明钢化玻璃6-1上，雨刷轴传动机构6-11的输入端与雨刷电机6-9的 主轴连接。俯仰摄像机筒体6的雨刷部分主要由雨刷电机6-9带动雨刷轴传动机构6-11， 从而使紧贴前端钢化玻璃6-1的雨刷刮6-10进行来回摆动运动，达到清洁玻璃视口的目 的。 如图2、3所示，水平传动机构3由水平电机3-1、电机小带轮3_2、第一同步齿形带 3-3、第一被动大带轮3-4、第一小齿轮3-5、第二同步齿形带3-6、第二被动大带轮3-7、齿轮 轴3-8、行星齿轮3-9、支架3-10、水平机板3-11、中心齿轮3-12和中心轴3_13组成，电机 小带轮3-2固定在水平电机3-1的输出轴上，第一被动大带轮3-4通过第一同步齿形带3-3 与电机小带轮3-2连接，第一小齿轮3-5与第一被动大带轮3-4安装在同一根轴上，第二被 动大带轮3-7通过第二同步齿形带3-6与第一小齿轮3-5连接，第二被动大带轮3-7与行星 齿轮3-9均固定安装在齿轮轴3-8上，行星齿轮3-9与中心齿轮3-12啮合，中心齿轮3_12 固定安装在中心轴3-13上，中心轴3-13与底座1固定连接，齿轮轴3-8通过轴承可旋转地 支承在支架3-10上，支架3-10与水平机板3-11固定连接，水平机板3-11与水平筒体4固 定连接。 如图2、3所示，水平转动机构3是通过3级传动来实现的，具体过程如下水平电 机3-1带动电机小带轮3-2转动，通过第一同步齿形带3-3带动第一被动大带轮3-4转动， 从而使在同一根轴上的第一小齿轮3-5转动，通过第二同步齿形带3-6带动第二被动大带 轮3-7转动，从而使齿轮轴3-8上的行星齿轮3-9转动，行星齿轮3-9在中心齿轮3_12上滚 动，即行星齿轮3-9既自转又围绕中心轴3-13公转，齿轮轴3-8跟着行星齿轮3-9公转，齿 轮轴3-8又带动与其连接的支架3-10转动，支架3-10带动与其固定连接的水平机板3-11 转动，水平机板3-11再带动与其固定连接的水平筒体4转动，水平筒体4带动与其固定连 接的壳体10转动，并由壳体10带动摄像机俯仰轴5-10和热感应俯仰轴5-7转动，再由摄 像机俯仰轴5-10带动俯仰摄像机筒体6转动，热感应俯仰轴5-7带动俯仰摄像机筒体8转动。 如图4所示，俯仰传动机构5由俯仰电机5-l、电机小齿轮5-2、第三同步齿形带 5-3、第三被动大带轮5-4、第二小齿轮5-5、第四同步齿形带5-6、热感应俯仰轴5-7、第四被 动大带轮5-8、联轴器5-9和摄像机俯仰轴5-10组成，俯仰电机5-1固定安装在壳体10上， 电机小齿轮5-2固定在俯仰电机5-l的主轴上，第三被动大带轮5-4通过第三同步齿形带 5-3与第二小齿轮5-5连接，第四被动大带轮5-8通过第四同步齿形带5-6与第二小齿轮 5-5连接，第四被动大带轮5-8固定在热感应俯仰轴5-7上，摄像机俯仰轴5-10和热感应俯 仰轴5-7通过联轴器5-9连接，摄像机俯仰轴5-10和热感应俯仰轴5-7均可转动地支撑在 壳体10上，热感应俯仰轴5-7与俯仰热感应筒体8固定连接，摄像机俯仰轴5-10与俯仰摄 像机筒体6固定连接。 第四被动大带轮5-8也可以固定在摄像机俯仰轴5-10上。只要将俯仰电机5-1 的方向和位置做相应的调整即可。 结合图4和图5，俯仰转动机构5是通过2级传动来实现的，具体过程如下俯仰 电机5-1带动电机小带轮5-2转动，通过第三同步齿形带5-3带动第三被动大带轮5-4转 动，从而使在同一根轴上的第二小齿轮5-5转动，通过第四同步齿形带5-6带动固定在热感 应俯仰轴5-7上的第四被动大带轮5-8转动，从而带动热感应俯仰轴5-7转动，热感应俯仰 轴5-7再带动俯仰热感应筒体8转动，从而实现俯仰热感应筒体8转动。而俯仰摄像机筒 体6的转动是通过联轴器5-9连接热感应俯仰轴5-7与摄像机俯仰轴5-10，以实现俯仰摄 像机筒体6和俯仰热感应筒体8同步转动。 本实用新型可以实现夜间、零照度和恶劣气候条件下的全向的可见光部分的视频 采集或热图像的目标采集。
权利要求一种防爆热成像摄像仪，包括底座(1)、线缆装置(2)、水平传动机构(3)、水平筒体(4)、壳体(10)、罩壳(11)、俯仰传动机构(5)、解码控制器(7)和电源板(9)，电源板(9)和线缆装置(2)安装在底座(1)内，水平传动机构(3)安装在电源板(9)的上方，俯仰传动机构(5)安装在水平传动机构(3)的上方，水平筒体(4)与水平传动机构(3)连接，壳体(10)的下端与水平筒体(4)固定连接，壳体(10)的上端与罩壳(11)固定连接，解码控制器(7)安装在罩壳(11)内，其特征在于还包括内装视频摄像机(6-4)的俯仰摄像机筒体(6)和内装热感应摄像机(8-4)的俯仰热感应筒体(8)，俯仰摄像机筒体(6)和俯仰热感应筒体(8)均与俯仰传动机构(5)连接，俯仰热感应筒体(8)为一个由筒体(8-1)、锗玻璃(8-2)、玻璃压圈(8-3)、抽屉板(8-5)、后盖(8-6)和密封圈(8-7)组成的密封隔爆腔体，后盖(8-6)与筒体(8-1)后端固定连接，且密封圈(8-7)位于后盖(8-6)和筒体(8-1)之间，锗玻璃(8-2)位于热感应摄像机(8-4)镜头前方，且锗玻璃(8-2)通过玻璃压圈(8-3)固定在筒体(8-1)前端板内侧，并在筒体前端板上具有多个小孔(8-8)，抽屉板(8-5)安装在筒体(8-1)内，热感应摄像机(8-4)固定安装在抽屉板(8-5)上。
2. 根据权利要求1所述的防爆热成像摄像仪，其特征在于俯仰摄像机筒体(6)为一 个由筒体(6-6)、透明钢化玻璃(6-1)、金属包覆垫(6-2)、玻璃压圈(6-3)、抽屉板(6-5)、后 盖(6-7)和"0"型密封圈(6-8)组成的密封隔爆腔体，透明钢化玻璃(6-1)位于视频摄像 机(6-4)镜头前方，且透明钢化玻璃(6-1)通过玻璃压圈(6-3)固定在筒体(6-6)前端，后 盖(6-7)与筒体(6-6)固定连接，"0"型密封圈(6-8)位于后盖(6-7)和筒体(6-6)之间， 抽屉板(6-5)安装在筒体(6-6)内，视频摄像机(6-4)固定安装在抽屉板(6-5)上。
3. 根据权利要求2所述的防爆热成像摄像仪，其特征在于俯仰摄像机筒体(6)上安 装有雨刮器，该雨刮器由雨刷刮(6-10)、雨刷电机(6-9)和雨刷轴传动机构(6-11)组成，雨 刷刮(6-10)安装在雨刷轴传动机构(6-11)的输出端，且雨刷刮(6-10)紧贴在透明钢化玻 璃(6-1)上，雨刷轴传动机构(6-11)的输入端与雨刷电机(6-9)的主轴连接。
4. 根据权利要求1或2或3所述的防爆热成像摄像仪，其特征在于水平传动机构(3) 由水平电机(3-l)、电机小带轮(3-2)、第一同步齿形带(3-3)、第一被动大带轮(3-4)、第 一小齿轮(3-5)、第二同步齿形带(3-6)、第二被动大带轮(3-7)、齿轮轴(3-8)、行星齿轮 (3-9)、支架(3-10)、水平机板(3-ll)、中心齿轮(3-12)和中心轴(3-13)组成，电机小带 轮(3-2)固定在水平电机(3-1)的输出轴上，第一被动大带轮(3-4)通过第一同步齿形带 (3-3)与电机小带轮(3-2)连接，第一小齿轮(3-5)与第一被动大带轮(3-4)安装在同一 根轴上，第二被动大带轮(3-7)通过第二同步齿形带(3-6)与第一小齿轮(3-5)连接，第二 被动大带轮(3-7)与行星齿轮(3-9)均固定安装在齿轮轴(3-8)上，行星齿轮(3-9)与中 心齿轮(3-12)啮合，中心齿轮(3-12)固定安装在中心轴(3-13)上，中心轴(3-13)与底座 (1)固定连接，齿轮轴(3-8)通过轴承可旋转地支承在支架(3-10)上，支架(3-10)与水平 机板(3-11)固定连接，水平机板(3-11)与水平筒体(4)固定连接。
5. 根据权利要求1或2或3所述的防爆热成像摄像仪，其特征在于俯仰传动机构(5) 由俯仰电机(5-l)、电机小齿轮(5-2)、第三同步齿形带(5-3)、第三被动大带轮(5-4)、第二 小齿轮(5-5)、第四同步齿形带(5-6)、热感应俯仰轴(5-7)、第四被动大带轮(5-8)、联轴 器(5-9)和摄像机俯仰轴(5-10)组成，俯仰电机(5-1)固定安装在壳体(10)上，电机小 齿轮(5-2)固定在俯仰电机(5-1)的主轴上，第三被动大带轮(5-4)通过第三同步齿形带(5-3)与第二小齿轮(5-5)连接，第四被动大带轮(5-8)通过第四同步齿形带(5-6)与第二 小齿轮(5-5)连接，第四被动大带轮(5-8)固定在热感应俯仰轴(5-7)上或摄像机俯仰轴 (5-10)上，摄像机俯仰轴(5-10)和热感应俯仰轴(5-7)通过联轴器(5-9)连接，摄像机俯 仰轴(5-10)和热感应俯仰轴(5-7)均可转动地支撑在壳体(10)上，热感应俯仰轴(5-7) 与俯仰热感应筒体(8)固定连接，摄像机俯仰轴(5-10)与俯仰摄像机筒体(6)固定连接。
专利摘要一种防爆热成像摄像仪，包括底座(1)、线缆装置(2)、水平传动机构(3)、水平筒体(4)、壳体(10)、罩壳(11)、俯仰传动机构(5)、解码控制器(7)和电源板(9)，还包括内装视频摄像机(6-4)的俯仰摄像机筒体(6)和内装热感应摄像机(8-4)的俯仰热感应筒体(8)，俯仰摄像机筒体(6)和俯仰热感应筒体(8)均与俯仰传动机构(5)连接，俯仰热感应筒体(8)为一个由筒体(8-1)、锗玻璃(8-2)、玻璃压圈(8-3)、抽屉板(8-5)、后盖(8-6)和密封圈(8-7)组成的密封隔爆腔体，锗玻璃(8-2)位于热感应摄像机(8-4)镜头前方，且锗玻璃(8-2)通过玻璃压圈(8-3)固定在筒体(8-1)前端板内侧。本实用新型实现了夜间、零照度和恶劣气候条件下的全向的可见光部分或热图像的目标采集。
文档编号H04N7/18GK201515436SQ20092004842
公开日2010年6月23日 申请日期2009年10月22日 优先权日2009年10月22日
发明者凡灼华, 周嵩, 陈瑞 申请人:常州裕华电子设备制造有限公司