专利名称：防爆摄像仪云台一体机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种防爆摄像仪云台一体机，由于带有云台转动机构、内置解码器和光源，可实现矿井下万向摄像功能，属于防爆工业监控系统领域。
背景技术：
目前市场上的矿用摄像仪多为定点型，安装完毕后，摄像仪筒体不再转动，根据内 置的摄像机、镜头的工作性能，只能满足一定视角范围内的摄像。大多矿用摄像仪依靠周围 环境的光线进行工作，一旦缺乏环境光线，内置的普通摄像机采集图像困难，即使选用低照 度或红外摄像机，所采集的图像依然不够清晰，效果不佳。现有的防爆摄像仪云台一体机，体型庞大而笨重，在矿井下的安装空间受到限制， 其转动速度为3° /s 8° /s，不能满足高速转动、跟踪的需要。
发明内容本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种安全性好、具有照明功能的 全方位高速跟踪的防爆摄像仪云台一体机。实现上述目的的技术方案是一种防爆摄像仪云台一体机，包括底座、云台和俯仰 筒体，云台由云台筒体以及云台筒体内的水平传动机构和俯仰传动机构组成，俯仰筒体由 摄像仪筒体和光源筒体组成，摄像仪筒体和光源筒体对称分布在云台筒体两侧，摄像仪筒 体内部安装有摄像仪装置，光源筒体内安装有光源装置，摄像仪筒体上固定有摄像仪轴，摄 像仪轴可旋转地支承在云台筒体的左基板上，摄像仪轴通过联轴器与固定在光源筒体上的 光源轴连接，光源轴可旋转地支承在云台筒体的右基板上，底座下端固定有底座板，并在底 座板上固定有电源板，在底座一侧安装有电源接线装置，电源接线装置由防爆接线座、接线 腔、线缆、压紧螺母和锁紧胶圈组成，防爆接线座与底座固定连接，接线腔与防爆接线座固 定连接，且接线腔与防爆接线座之间设置有密封圈，压紧螺母与接线腔的引线口螺纹连接， 锁紧胶圈安装在接线腔的引线口内，并在锁紧胶圈和压紧螺母间设置有垫圈，压紧螺母的 前端抵住垫圈，垫圈的另一侧抵住锁紧胶圈，线缆从压紧螺母的中心孔中穿入，穿过垫圈、 锁紧胶圈后从接线座内部进入底座内腔，再与电源板连接。进一步，摄像仪筒体内的摄像仪装置由摄像机、摄像机固定支架、主电路板和拨码 电路板组成，主电路板及摄像机固定在摄像机固定支架上，拨码电路板与主电路板固定连 接，摄像机固定支架压在尼龙垫圈上并与摄像机筒体连接，在摄像机的前方安装有摄像机 防爆玻璃，摄像机防爆玻璃通过第一玻璃压圈固定在摄像仪筒体前端，在摄像机防爆玻璃 与第一玻璃压圈之间安装有第一橡胶垫圈，在摄像机防爆玻璃与摄像仪筒体前端的配合处 安装有第一金属垫。进一步，光源筒体内部的光源装置包括散热器、第二玻璃压圈及光源组件，光源组 件由发光二极管以及光源电路板组成，散热器、光源电路板和第二玻璃压圈固定在一起，散 热器与光源组件之间安装有尼龙垫柱，光源组件与第二玻璃压圈之间安装有隔圈，第二玻璃压圈与光源筒体配合，光源筒体的前端通过第二玻璃压圈固定有光源防爆玻璃，光源防 爆玻璃与第二玻璃压圈之间设置有橡胶垫圈和金属片，光源防爆玻璃与光源筒体之间设置
有第二金属垫。进一步，散热器的上方安装有风扇及风扇支架，风扇固定在风扇支架上，风扇支架 固定在光源筒体侧面。进一步，水平传动机构包括纵向轴、纵向小轴、石墨环、水平电机和发信片，纵向轴 下端固定在底座上，石墨环放置在纵向轴中间，纵向轴上固定有右部大带轮，在纵向小轴上 固定安装左部小带轮和左部大带轮，右部大带轮和左部小带轮通过水平小同步带连接，在 水平电机的输出端安装有右部小带轮，右部小带轮和左部大带轮通过水平大同步带连接； 水平电机通过水平连接板与水平电机支架固定，水平电机支架和支架垫块固定安装在水平 基板上，水平基板与云台筒体的下端固定连接，发信片固定在纵向轴顶部，发信片与安装在 水平电机支架侧边的水平开关板配合。进一步，俯仰传动机构包括俯仰小轴、俯仰电机、俯仰电机支架、俯仰电路板、俯仰 开关板、下部大带轮、机械限位块和俯仰发信片，下部大带轮固定在摄像仪轴中部，俯仰发 信片和机械限位块固定在下部大带轮上，在俯仰小轴上安装有上部小带轮和上部大带轮， 上部小带轮和下部大带轮通过俯仰小同步带相连，在俯仰电机的输出端安装有下部小带 轮，下部小带轮和上部大带轮通过俯仰大同步带相连，俯仰电机通过俯仰连接板与俯仰电 机支架固定，俯仰电路板固定在俯仰电机支架上，俯仰发信片与安装在俯仰电机支架侧边 的俯仰开关板配合，俯仰电机支架通过支架垫块固定安装在云台筒体的左基板上。采用上述技术方案后，摄像机、光源装置、水平传动机构和俯仰传动机构都集成在 筒体内，通过唯一的防爆电源接线装置，采用综合线缆接驳内置防爆接线端子，改变了以往 分体产品摄像仪、云台等分别接驳的方式，减少了多个电缆引入装置带来的安全隐患。由于 在云台筒体一侧设置光源装置，光源装置与摄像仪装置通过联轴器将摄像仪轴和光源轴连 接在一起保证两者同步运转，从而使光源装置持续准确地给摄像仪装置提供照明，保证在 任何环境及时间都能获取清晰的图像。通过进一步改进，本实用新型水平传动机构和俯仰传动机构抛弃了传统的铜蜗轮、蜗杆配合传动的设计，电机通过主动带轮和同步带，直接驱动被动带轮，经过两级传动 放大，将扭矩传递至纵向轴和摄像仪轴上，使得云台筒体、摄像机筒体和光源筒体转动。由 于采用两级传动放大的方式进行传动，因此高转速、低扭矩的小体积电机即可以满足防爆 摄像仪云台一体机自身的重量所需的扭矩，进而可以缩小摄像仪的体积。采用步进电机作 为动力源，配合专用驱动电路，可实现0. 1° /s 45° /s的无极变速和90° /s的预置位 调用速度。水平传动机构实现了 360°无限位连续旋转，俯仰传动机构实现180°旋转。水 平传动机构内置的发信片和水平开关板及俯仰传动机构内置的俯仰发信片和俯仰开关板 起到停止、旋转、寻找目标点的作用。
图1为本实用新型的主视剖面结构示意图；图2为水平传动机构的左视剖面结构示意图；图3为俯仰传动机构的仰视剖面结构示意图。[0017]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 3所示，一种防爆摄像仪云台一体机，包括底座62、云台和俯仰筒体，云 台由云台筒体以及云台筒体内的水平传动机构和俯仰传动机构组成，俯仰筒体由摄像仪筒 体12和光源筒体32组成，摄像仪筒体12和光源筒体32对称分布在云台筒体两侧，摄像仪 筒体12与左侧的筒体盖板10固定配合并且在摄像仪筒体12与筒体盖板10的配合处安装 有密封圈11，光源筒体32与右侧的侧盖板36固定配合并且在光源筒体32和侧盖板36的 配合处安装有密封圈35，摄像仪筒体12内部安装有摄像仪装置，光源筒体32内安装有光 源装置，摄像仪筒体12上固定有摄像仪轴13，摄像仪轴13通过轴承15可旋转地支承在云 台筒体的左基板98上，并且在轴承15的左部安装有旋转密封圈14，起到保证摄像仪轴13 旋转的同时又能防水；摄像仪轴13通过联轴器24与固定在光源筒体32上的光源轴26连 接，光源轴26通过轴承28可旋转地支承在云台筒体的右基板29上，并且在光源轴26与俯 仰侧板29的配合处安装有旋转密封圈31进行旋转密封，在轴承28左侧的光源轴26上固 定有弹性挡圈27起到轴向固定；在俯仰筒体上端具有上罩25，上罩25左端与左基板98固 定并且上罩25与左基板98的配合处安装有密封圈17，上罩25右端与右基板29固定并且 上罩25与右基板29的配合处安装有密封圈30，密封圈17和密封圈30主要起到防水的作 用，保证云台正常工作；底座62下端固定有底座板60，并在底座板60上固定有电源板63， 在底座62与底座板60的配合处安装有密封圈61，在底座62 —侧安装有电源接线装置，电 源接线装置由防爆接线座53、接线腔55、线缆59、压紧螺母58和锁紧胶圈56组成，防爆接 线座53与底座62固定连接，接线腔55与防爆接线座53固定连接，且接线腔55与防爆接 线座53之间设置有密封圈52，压紧螺母58与接线腔55的引线口螺纹连接，锁紧胶圈56安 装在接线腔55的引线口内，并在锁紧胶圈56和压紧螺母58间设置有垫圈57，压紧螺母58 的前端抵住垫圈57，垫圈57的另一侧抵住锁紧胶圈56，线缆59从压紧螺母58的中心孔中 穿入，穿过垫圈57、锁紧胶圈56后从接线座53内部进入底座62内腔，再与电源板63连接， 锁紧胶圈56及垫圈57起到锁紧线缆59并防水的作用。如图1所示，摄像仪筒体12内的摄像仪装置由摄像机8、摄像机固定支架5、主电 路板6和拨码电路板9组成，主电路板6及摄像机8固定在摄像机固定支架5上，拨码电路 板9与主电路板6固定连接，摄像机固定支架5压在尼龙垫圈7上并与摄像机筒体12连 接，在摄像机8的前方安装有摄像机防爆玻璃2，摄像机防爆玻璃2通过第一玻璃压圈4固 定在摄像仪筒体12前端，在摄像机防爆玻璃2与第一玻璃压圈4之间安装有第一橡胶垫圈 3，在摄像机防爆玻璃2与摄像仪筒体12前端的配合处安装有第一金属垫1。如图1所示，光源筒体32内部的光源装置包括散热器37、第二玻璃压圈41及光源组 件38，光源组件38由发光二极管46以及光源电路板47组成，散热器37、光源电路板47和第二 玻璃压圈41固定在一起，散热器37与光源组件38之间安装有尼龙垫柱39，光源组件38与第 二玻璃压圈41之间安装有隔圈40，第二玻璃压圈41与光源筒体32配合，光源筒体32的前端 通过第二玻璃压圈41固定有光源防爆玻璃44，光源防爆玻璃44与第二玻璃压圈41之间设置 有橡胶垫圈43和金属片42，光源防爆玻璃44与光源筒体32之间设置有第二金属垫45。如图1所示，散热器37的上方安装有风扇34及风扇支架33，风扇34固定在风扇支架33上，风扇支架33固定在光源筒体32的侧面。[0023]如图1、2所示，水平传动机构是通过两级传动来实现的，具体过程如下水平电机 78带动右部小带轮79转动，通过水平大同步带76带动左部大带轮73运转，左部大带轮73 转动从而使安装在同一根纵向小轴72上的左部小带轮71转动，左部小带轮71再带动水平 小同步带75围绕右部大带轮81转动，右部大带轮81通过水平键49固定在俯仰轴64上并 且右部大带轮81通过弹性挡圈50轴向固定，左部大带轮73转动的同时也带动纵向小轴72 转动，纵向小轴72再通过第二轴承70和第三轴承74带动水平电机支架82转动，由于水平 电机支架82和支架垫块83固定安装在水平基板65上，水平基板65通过轴承69与纵向轴 64配合并在配合处安装有旋转密封圈68进行密封，纵向轴64下端固定在底座62上，水平 基板65通过平面轴承66与底座62配合，因此纵向轴64固定不动，水平基板65围绕纵向 轴64转动，水平基板65与云台筒体的下端固定连接，并在在水平基板65与云台筒体的配 合处安装有密封圈67，水平基板65再带动云台筒体及俯仰筒体做水平转动，石墨环84放置 在纵向轴64中间，线缆59穿过石墨环84，使得云台在360度连续旋转时不扭曲线缆59，发 信片80与安装在水平电机支架82侧边的水平开关板48配合，起到停止、旋转、寻找目标点 的作用。如图1、3所示，俯仰传动机构是通过两级传动来实现的，具体过程如下俯仰电机 23带动下部小带轮94转动，通过俯仰大同步带92带动上部大带轮89转动，从而使安装在 同一根俯仰小轴90上的上部小带轮87转动，上部小带轮87再通过俯仰小同步带85带动 下部大带轮97转动，由于下部大带轮97通过俯仰键18固定在摄像仪轴13上，并且在下部 大带轮97的左侧固定弹性挡圈88在摄像仪轴13上，起到轴向固定防止下部大带轮97滑 动的作用，因此摄像仪轴13由于下部大带轮97的带动转动起来，而摄像仪轴13与摄像仪 筒体12固定连接，所以摄像仪轴13带动摄像仪筒体12转动，摄像仪筒体12带动摄像机8 转动，又由于摄像仪轴13通过联轴器24与光源轴26连接，并且光源轴26与光源筒体32 固定连接，摄像仪轴13带动光源轴26转动，光源轴26带动光源筒体32转动，光源筒体32 带动光源组件38转动。机械限位块96固定在下部大带轮97上起到防止云台旋转过度扭 伤线缆59，俯仰小轴90通过轴承86和轴承91与俯仰支架19配合，在下部大带轮97的右 侧的摄像仪轴13上固定俯仰发信片95，并在俯仰发信片95右侧安装有弹性挡圈93，起到 轴向固定防止俯仰发信片95滑动的作用，俯仰发信片95与安装在俯仰电机支架19侧边的 俯仰开关板21配合，起到停止、旋转、寻找目标点的作用。
权利要求一种防爆摄像仪云台一体机，包括底座(62)、云台和俯仰筒体，云台由云台筒体以及云台筒体内的水平传动机构和俯仰传动机构组成，其特征在于俯仰筒体由摄像仪筒体(12)和光源筒体(32)组成，摄像仪筒体(12)和光源筒体(32)对称分布在云台筒体两侧，摄像仪筒体(12)内部安装有摄像仪装置，光源筒体(32)内安装有光源装置，摄像仪筒体(12)上固定有摄像仪轴(13)，摄像仪轴(13)可旋转地支承在云台筒体的左基板(98)上，摄像仪轴(13)通过联轴器(24)与固定在光源筒体(32)上的光源轴(26)连接，光源轴(26)可旋转地支承在云台筒体的右基板(29)上，底座(62)下端固定有底座板(60)，并在底座板(60)上固定有电源板(63)，在底座(62)一侧安装有电源接线装置，电源接线装置由防爆接线座(53)、接线腔(55)、线缆(59)、压紧螺母(58)和锁紧胶圈(56)组成，防爆接线座(53)与底座(62)固定连接，接线腔(55)与防爆接线座(53)固定连接，且接线腔(55)与防爆接线座(53)之间设置有密封圈(52)，压紧螺母(58)与接线腔(55)的引线口螺纹连接，锁紧胶圈(56)安装在接线腔(55)的引线口内，并在锁紧胶圈(56)和压紧螺母(58)间设置有垫圈(57)，压紧螺母(58)的前端抵住垫圈(57)，垫圈(57)的另一侧抵住锁紧胶圈(56)，线缆(59)从压紧螺母(58)的中心孔中穿入，穿过垫圈(57)、锁紧胶圈(56)后从接线座(53)内部进入底座(62)内腔，再与电源板(63)连接。
2.根据权利要求1或2所述的防爆摄像仪云台一体机，其特征在于摄像仪筒体(12) 内的摄像仪装置由摄像机(8)、摄像机固定支架(5)、主电路板(6)和拨码电路板(9)组成， 主电路板(6)及摄像机(8)固定在摄像机固定支架(5)上，拨码电路板(9)与主电路板(6) 固定连接，摄像机固定支架(5)压在尼龙垫圈(7)上并与摄像机筒体(12)连接，在摄像机 (8)的前方安装有摄像机防爆玻璃(2)，摄像机防爆玻璃(2)通过第一玻璃压圈(4)固定在 摄像仪筒体(12)前端，在摄像机防爆玻璃(2)与第一玻璃压圈(4)之间安装有第一橡胶垫 圈(3)，在摄像机防爆玻璃(2)与摄像仪筒体(12)前端的配合处安装有第一金属垫(1)。
3.根据权利要求1所述的防爆摄像仪云台一体机，其特征在于光源筒体(32)内部的 光源装置包括散热器(37)、第二玻璃压圈(41)及光源组件(38)，光源组件(38)由发光二 极管(46)以及光源电路板(47)组成，散热器(37)、光源电路板(47)和第二玻璃压圈(41) 固定在一起，散热器(37)与光源组件(38)之间安装有尼龙垫柱(39)，光源组件(38)与第 二玻璃压圈(41)之间安装有隔圈(40)，第二玻璃压圈(41)与光源筒体(32)配合，光源筒 体(32)的前端通过第二玻璃压圈(41)固定有光源防爆玻璃(44)，光源防爆玻璃(44)与第 二玻璃压圈(41)之间设置有橡胶垫圈(43)和金属片(42)，光源防爆玻璃(44)与光源筒体 (32)之间设置有第二金属垫(45)。
4.根据权利要求2所述的防爆摄像仪云台一体机，其特征在于散热器(37)的上方安 装有风扇(34)及风扇支架(33)，风扇(34)固定在风扇支架(33)上，风扇支架(33)固定在 光源筒体(32)侧面。
5.根据权利要求1或2所述的防爆摄像仪云台一体机，其特征在于所述的水平传动 机构包括纵向轴(64)、纵向小轴(72)、石墨环(84)、水平电机(78)和发信片(80)，纵向轴 (64)下端固定在底座(62)上，石墨环(84)放置在纵向轴(64)中间，纵向轴(64)上固定有 右部大带轮(81)，在纵向小轴(72)上固定安装左部小带轮(71)和左部大带轮(73)，右部 大带轮(81)和左部小带轮(71)通过水平小同步带(75)连接，在水平电机(78)的输出端 安装有右部小带轮(79)，右部小带轮(79)和左部大带轮(73)通过水平大同步带(76)连接；水平电机(78)通过水平连接板(77)与水平电机支架(82)固定，水平电机支架(82)和 支架垫块(83)固定安装在水平基板(65)上，水平基板(65)与云台筒体的下端固定连接， 发信片(80)固定在纵向轴(64)顶部，发信片(80)与安装在水平电机支架(82)侧边的水 平开关板(48)配合。
6.根据权利要求1或2所述的防爆摄像仪云台一体机，其特征在于所述的俯仰传动 机构包括俯仰小轴(90)、俯仰电机(23)、俯仰电机支架(19)、俯仰电路板(20)、俯仰开关板(21)、下部大带轮(97)、机械限位块(96)和俯仰发信片(95)，下部大带轮(97)固定在摄像仪轴(13)中部，俯仰发信片(95)和机械限位块(96)固定在下部大带轮(97)上，在俯仰小 轴(90)上安装有上部小带轮(87)和上部大带轮(89)，上部小带轮(87)和下部大带轮(97) 通过俯仰小同步带(85)相连，在俯仰电机(23)的输出端安装有下部小带轮(94)，下部小带 轮(94)和上部大带轮(89)通过俯仰大同步带(92)相连，俯仰电机(23)通过俯仰连接板(22)与俯仰电机支架(19)固定，俯仰电路板(20)固定在俯仰电机支架(19)上，俯仰发信 片(95)与安装在俯仰电机支架(19)侧边的俯仰开关板(21)配合，俯仰电机支架(19)通 过支架垫块(16)固定安装在云台筒体的左基板(98)上。
专利摘要一种防爆摄像仪云台一体机，包括底座、云台和俯仰筒体，俯仰筒体由摄像仪筒体和光源筒体组成，在底座一侧安装有电源接线装置，电源接线装置由防爆接线座、接线腔、线缆、压紧螺母和锁紧胶圈组成，防爆接线座与底座固定连接，接线腔与防爆接线座固定连接，且接线腔与防爆接线座之间设置有密封圈，压紧螺母与接线腔的引线口螺纹连接，锁紧胶圈安装在接线腔的引线口内，并在锁紧胶圈和压紧螺母间设置有垫圈，压紧螺母的前端抵住垫圈，垫圈的另一侧抵住锁紧胶圈，线缆从压紧螺母的中心孔中穿入，穿过垫圈、锁紧胶圈后从接线座内部进入底座内腔，再与电源板连接。本实用新型安全性好、具有照明功能，并可以全方位高速跟踪。
文档编号H04N5/225GK201590851SQ200920282618
公开日2010年9月22日 申请日期2009年12月25日 优先权日2009年12月25日
发明者凡灼华, 周嵩, 许焯迪 申请人:常州裕华电子设备制造有限公司