防爆红外高速球的制作方法

本实用新型属于安防监控设备领域，尤其涉及一种防爆红外高速球。

背景技术：

防爆红外高速球是高度集成化的防爆摄像机，其兼具了防爆功能和红外拍摄功能，并能实现摄像机的快速、准确的定位和旋转，近年来在防爆领域被广泛应用；现有技术中防爆高速球中一般使用两个电机分别带动机体整体水平旋转和机体第二腔体俯仰旋转，摄像机设置在第二腔体中，基于设备的防爆要求，必须将两个电机封闭在壳体内部，杜绝电机产生的火花和电弧传播到壳体外；由于电机需要通过蜗轮蜗杆、带轮等传动机构来带动机体旋转，如果将传动机构与电机一起封闭在腔体内，则对于第二腔体来说，一是已经安装了摄像机的腔体内没有足够的空间来同时安装多个零件，二是传动机构的自重较大，设置在第二腔体内会影响俯仰旋转的灵活性，使设备灵敏度下降。

在申请号为201620140834.7的实用新型专利中公开了类似的防爆红外摄像仪，此方案设置了上下两个腔体，将带动电机俯仰转动的副传动机构设置在第二腔体内，这样设置虽然也能达到使设备俯仰拍摄的目的，但是由于第二腔体内结构冗杂，导致第二腔体整体重量很大，体积也相对增大，因此第二腔体不够轻便，俯仰转动时灵活性无法保证。

在申请号为201110094202.3的发明专利中，也设置了上下两个腔体，此实用新型将两个电机同时封闭在第一腔体内，并使用同步带将其中一个电机与第二腔体连接，带动第二腔体俯仰旋转，此方案的缺陷在于电机与第二腔体之间的同步带过长，在传动过程中容易产生振动，影响电机对第二腔体的控制，使第二腔体旋转不够精确及时。

此外防爆高速球的转速一般不高于120°/s，一般电机的速度要远大于高速球的转速，且电机在低速区间内会产生振动，噪音大，在上述两个方案中直接采用电机驱动防爆高速球会导致其工作状态不稳定，不能满足旋转时的速度和精度要求。

技术实现要素：

针对现有技术的缺点，本实用新型提供了一种新型的防爆红外高速球，通过设置三个腔体的方式，将带动设备俯仰旋转的传动机构单独封闭在一个腔体内，并通过同步传动轴结构将动力传回至装有俯仰电机的腔体上，既达到了封闭电机满足防爆要求的目的，又使带动摄像机俯仰转动的腔体重量和体积大大降低，转动时灵活性更高。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：防爆红外高速球，包括水平旋转的第一腔体、俯仰转动的第二腔体，以及将第二腔体悬吊在第一腔体下方的第三腔体；其中，第二腔体和第三腔体内还设有驱动第二腔体实现俯仰转动的俯仰转动机构，所述俯仰转动机构包括设置在第二腔体内的第二电机、设置在第三腔体内的减速传动机构，以及传动连接在第二电机与减速传动机构之间的内传动轴和传动连接在减速传动机构与第二腔体之间的外传动轴，且所述外传动轴转动连接在内传动轴的外侧，外传动轴和内传动轴的一端延伸至第二腔体内，另一端延伸至第三腔体内。

上述结构一方面将俯仰转动机构和水平转动机构封装在不同的两个腔体内，然后将俯仰转动机构的机械传动部分和电气部分又封装在不同的腔体内，经过两级分化，将不同机构进行分离，通过不同腔体的封装隔离，使危险源和防爆点进行了分化，可以将爆炸危险局部隔离，提高安全性；另外，俯仰转动机构的机械和电器部分分离，可以减小第二腔体的体积和重量，使设备整体更加小型化，降低对第二电机的性能要求。

进一步的，所述第一腔体内设有中心固定轴，第一腔体内侧壁上设有光电开关支架，中心固定轴的下端对应设有光电开关感应片，光电开关感应片固定不动，光电开关支架随着第一腔体旋转而旋转，光电开关支架旋转到与光电开关感应片接触时，此角度位置为旋转基准位置。

旋转基准位置即为本装置水平旋转的初始位置，每当水平旋转到支架和感应片接触的位置，角度信号便会归零，当第一腔体再次旋转时，能够以初始位置为基准进行转动，有利于更精确的控制水平旋转角度。

为了向第二腔体内的用电设备供电，同时使第二腔体旋转更为平稳，进一步的方案是：所述第二腔体的另一侧活动连接有第四腔体，所述第四腔体与第三腔体对称设置，第四腔体上端与第一腔体密封连接，连接处设有电缆通道，所述电缆通道穿过第四腔体通入第二腔体。

第四腔体与第三腔体相对设置，不仅能够更加稳定的承托第二腔体，使第二腔体俯仰转动时更加平稳，而且第四腔体内单独设置了用于电缆走线的电缆通道，也就是将作为易爆点的电缆单独封闭在了第四腔体内，危险源再次被分化，设备的防爆性能再次升级。

进一步的，所述第二腔体内设有第一带轮，第一带轮与第二电机的输出轴通过同步带连接，第一带轮的芯部与内传动轴一端固定连接。

因为第二腔体内还需放置摄像机等其他部件，电机输出端很难直接与内传动轴实现连接，设置第一带轮不仅能够使第二电机与内传动轴实现连接，而且还具有减速的作用，使第三腔体内的减速传动机构的减速压力变小。

进一步的，所述减速传动机构包括平行于内传动轴设置的固定轴，第二带轮、第三带轮和第四带轮，内传动轴输出端上套设有第二带轮，固定轴上套设有第三带轮，外传动轴上固定套接有第四带轮，所述第二带轮与第三带轮通过同步带连接，第三带轮与第四带轮通过另一条同步带连接，第三带轮与第四带轮之间的同步带上设有涨紧轮。

进一步的，所述第三腔体与外传动轴连接处的内壁上固定设有一个环形凸起部，环形凸起部与外传动轴之间转动连接，环形凸起部与外传动轴之间还设有骨架油封，骨架油封使第三腔体内外部密封；优选的，环形凸起部与外传动轴之间通过深沟球轴承连接。

设置环形凸起部既能够支撑嵌套设置的内传动轴和外传动轴，又能够使外传动轴转动时同时相对于内轴和环形凸起部旋转，外传动轴在深沟球轴承的作用下旋转更加顺滑，带动第二腔体旋转时灵活性更好。

进一步的，所述第一腔体顶部固定连接有壁装支架，所述中心固定轴内设有电缆引入装置，电缆引入装置将壁装支架内的电缆引入第一腔体内。

进一步的，所述第三腔体和第四腔体上分别设有一个检修门，检修门上设有压板，压板能够完全覆盖检修门，压板与第三/第四腔体之间通过螺栓可拆卸连接。

由于第三腔体和第四腔体内均设有多个零件，检修门能够满足内部安装的零件检修更换的需求，压板与检修门可拆卸连接，为了保证检修门处的密闭性，检修门上使用了多组螺钉与固定架外壳进行连接。

进一步的，所述第二腔体还包括分别连接在第二腔体前后端的前盖和后盖，所述前盖上密封镶嵌有钢化玻璃，前盖上还设有多个红外灯孔位，前盖内表面处与红外灯孔位对应设有红外灯，前盖外表面设有雨刷。

进一步的，所述第二腔体内还设有摄像机、雨刷电机和雨刷电机支架，摄像机固定安装在第二腔体内，雨刷电机通过雨刷支架连接在摄像机上，雨刷电机输出轴伸出下腔体连接雨刷，雨刷电机带动雨刷转动，清扫钢化玻璃。

红外灯保证了本高速球具有红外摄像功能，能够应对夜间的监控需求，钢化玻璃防爆性能优越，不易被破坏，因防爆环境恶劣，钢化玻璃容易脏污，设置雨刷能够及时对钢化玻璃进行清洗扫尘。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型将第二电机设置在第二腔体内，将带动第二腔体俯仰旋转的传动机构设置在第二腔体外部，并将两者通过互相嵌套并能够相对旋转的的内、外传动轴进行连接，第二电机的动力通过内传动轴传递给外部的传动机构，外部的传动机构再通过外传动轴将动力传递至第二腔体外壳上，使第二腔体能在第二电机作用下旋转，由于腔体内未装载传动机构，第二腔体的体积和重量都降低了，第二腔体更加小型化、轻量化，不仅对第二电机的性能要求降低了，而且第二腔体在俯仰旋转进行拍摄时，更加敏捷，设备整体反应速度增加，拍摄质量更高。

2、第二电机是用电设备，将第二电机密封在第二腔体内能够杜绝第二电机产生的电流等与外部爆炸环境中的危险物质产生反应，使设备整体的防爆安全性更高；将减速传动机构部分封装在第三腔体内，当第二腔体内的易爆点发生爆炸时，隔绝在第三腔体内的减速传动部分不会被爆炸破坏，爆炸只对设备的局部产生影响，不波及装置的其他部分。

2、设置在第三腔体内的减速传动机构能够降低第二电机的速度，使最终传回至第二腔体的转动速度满足高速球的转速要求，对第二电机具有保护作用。

附图说明

图1为本实用新型防爆红外高速球正面剖视图；

图2为本实用新型防爆红外高速球侧面剖视图；

图3为本实用新型中第三腔体与第二腔体连接处的放大结构视图；

图中标记为：第一腔体1、电缆引入装置11、中心固定轴12、第一电机13、第一传动机构14、电源板15、解码板16、光电开关支架17、光电开关感应片18、第一腔体底盖19、第二腔体2、第二电机21、第一带轮22、内传动轴23、雨刷电机241、雨刷电机支架242、雨刷243、红外灯25、钢化玻璃26、摄像机27、前盖281、后盖282、第三腔体3、固定轴31、第二带轮32、第三带轮33、第四带轮34、涨紧轮341、外传动轴35、环形凸起部36、骨架油封37、轴承a、轴承b、检修门38、压板39、第四腔体4、电缆通道41、壁装支架5。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的描述。

如图1-3所示为本实用新型防爆红外高速球，包括第一腔体1、第二腔体2、第三腔体3、第四腔体4和壁装支架5，所述第一腔体1上端连接壁装支架5，第一腔体1底盖中部为内凹形，第一腔体底盖19两侧通过第三腔体3和第四腔体4与第二腔体2连接，所述第三腔体3和第四腔体4分别对应连接在第二腔体2的侧壁上，第二腔体2为圆筒形结构，其前后端分别固定连接有前盖281和后盖282。

第二腔体2与第三腔体3之间通过同心传动轴连接，同心传动轴包括内传动轴23、外传动轴35以及连接内传动轴23和外传动轴35的轴承a，外传动轴35能够与内传动轴相对旋转，所述第二腔体2内设有第二电机21，第三腔体3内设有减速传动机构，内传动轴23一端连接第二电机21，另一端连接减速传动机构的输入端，减速传动机构的输出端连接在外传动轴35上，外传动轴35的另一端固定连接在第三腔体3上。

所述第二腔体2内设有第二电机21和第一带轮22，第二电机21的输出轴通过同步带与第一带轮22连接，第一带轮22芯部固定连接内传动轴23，内传动轴23的另一端伸入第三腔体3内；所述减速传动机构包括固定轴31、第二带轮32、第三带轮33、第四带轮34和涨紧轮341，在第三腔体3内平行于内传动轴23设有一根固定轴31，第三腔体3内的内传动轴输出端上套设有第二带轮32，所述固定轴31上套设有第三带轮33，外传动轴35上固定套接有第四带轮34，所述第二带轮32与第三带轮33通过同步带连接，第三带轮33与第四带轮34通过另一条同步带连接，第三带轮33与第四带轮34之间的同步带上设有涨紧轮341；所述第三腔体3与外传动轴35连接处的内壁上固定设有一个环形凸起部36，环形凸起部36与外传动轴35之间通过轴承b连接，环形凸起部36与外传动轴35之间还设有骨架油封37，骨架油封37使第三腔体3内外部密封。

所述第一腔体1内设有中心固定轴12，中心固定轴12与壁装支架5密封连接，中心固定轴12内部设有供电缆穿过的电缆引入装置11，中心固定轴12外套设有中心外传动轴，中心固定轴12与中心外传动轴之间通过深沟球轴承和推力球轴承连接，中心外传动轴与第一腔体1的外壳固定连接；第一腔体1内设有电源板15、解码板16、第一电机13和第一传动机构14，电源板15和解码板16与从外部通入的电缆连接，第一电机13通过连接板与第一腔体1内侧壁固定连接，第一电机13输出轴相邻处设有一根轴，此轴上端与第一腔体顶面固定连接，轴上连接一个带轮，此带轮下半部分通过同步带与第一电机输出轴连接，带轮上半部分通过另一条同步带与中心外传动轴同步连接，且连接带轮和中心外传动轴的同步带上还设有张紧装置；第一电机13与第一腔体1相对固定，第一电机13将动力传递给包括轴、带轮、张紧装置以及同步带在内的第一传动机构14，第一传动机构14带动中心外传动轴以及第一腔体1整体绕中心固定轴旋转，所述第一电机13为步进电机，第一电机13接收来自解码板16的脉冲信号，并根据信号来执行转动角度。

所述第一腔体1内还设有光电开关支架17和光电开关感应片18，光电开关感应片18固定连接在中心固定轴12下端，并且与解码板16电性连接，光电开关支架17与第一腔体内侧壁固定连接，并跟随第一腔体1的旋转而旋转，当光电开关支架17转动到与光电开关感应片18接触时，感应片将信号传递给解码板16，此角度为转动的初始位置，当第一电机13接收信号旋转时，均以此位置为基准进行相应的角度旋转；初始位置的存在使水平旋转角度更为精确，旋转角度可控性更高。

第四腔体4与第三腔体3对应设置，第四腔体4的上端与第一腔体底盖19密封连接，连接处设有电缆通道41，所述电缆通道41穿过第四腔体4通入到第二腔体2内，电缆通道41用于将第一腔体1内的电缆引入至第二腔体2内，第四腔体4与第二腔体2连接处设有一个与外传动轴35形状相似的中空连接件，所述中空连接件内填有密封胶，使通过该中空连接件进入第二腔体2内的电缆保持与外部隔绝的状态，密封性能更好，中空连接件与第二腔体2之间固定连接，中空连接件与第四腔体4内部通过轴承连接，中空连接件能够在轴承作用下相对于第四腔体4俯仰转动。第三腔体3与外传动轴35连接处设有骨架油封，第四腔体4与中空连接件连接处也设有骨架油封，所述骨架油封内套设有箍紧弹簧，使这两处连接处与第一、第四腔体内部保持密封。

所述第三腔体3和第四腔体4远离第二腔体2的一面上各设有检修门38，检修门38上覆盖有压板39，压板39通过螺钉与第三腔体3和第四腔体4连接，将检修门38处密封。

第二腔体2的前盖281上密封镶嵌有钢化玻璃26，前盖281上还设有多个红外灯孔位，前盖281内表面处与红外灯孔位对应设有红外灯25，前盖281外表面设有雨刷243；所述第二腔体2内还设有摄像机27、雨刷电机241和雨刷电机支架242，摄像机27固定安装在第二腔体2内，雨刷电机241通过雨刷电机支架242连接在摄像机27上，雨刷电机241输出轴伸出第二腔体2连接外部的雨刷243，雨刷电机241带动雨刷243转动，清扫钢化玻璃26；所述后盖282沿第二腔体2轴线方向的截面为弧形，设置成内凹形的第一腔体底盖19是为了配合弧形的后盖282，使其转动时不被阻挡。

本实用新型防爆红外高速球用于防爆环境的监控，本设备中对于所有与外界环境之间有互相渗透可能的接合面，均做出符合标准的隔爆处理，对于所有接合面，做出隔爆处理的最小长度均大于25mm，最大间隙不大于0.15mm，在一般的隔爆接合面处，使用密封圈进行内外部密封；对于有电缆通过的接合处，均使用了密封胶填料的方式将电缆封闭在内，密封效果更好；对于一些体积较大零件之间的相互穿插接合处，使用了骨架油封进行密封，骨架油封中设有环形弹簧，能够对零件进行箍紧密封，比传统油封或密封圈的密封效果更好。

本设备能够在第一电机13和第一传动机构14带动下整体进行360°旋转，同时在第二电机21驱动下，第二腔体2能够进行±90°俯仰旋转，使第二腔体2内的摄像机27能在防爆环境中实现全景式拍摄；第二腔体前盖281上还设有多个红外灯25，在黑暗环境下，摄像机27能够进行红外拍摄；装载了摄像机27的第二腔体2是最重要的拍摄前端，对于本设备来说，摆脱了笨重的传动零件的第二腔体2转动更为灵活，使用时敏捷性更高，这对于及时捕捉监控画面具有重要意义。

以上所述，仅为本实用新型较佳的几个实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化和替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。