本實(shí)用新型屬于海洋牧場(chǎng)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有自清潔功能的水下照明攝像一體化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的水下攝像機(jī)云臺(tái)分固定和電動(dòng)云臺(tái)兩種：固定云臺(tái)一般是探照燈與攝像機(jī)在同一個(gè)或者數(shù)個(gè)水密耐壓艙中的簡(jiǎn)單組合，由潛水員手持使用或者固定在指定工作位置；電動(dòng)云臺(tái)體積較小，一般是子彈頭型，攝像機(jī)及電機(jī)等元件固定在水密耐壓艙中，電機(jī)可帶動(dòng)攝像機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)多個(gè)角度的觀測(cè)?，F(xiàn)有的水下攝像機(jī)云臺(tái)主要存在以下三點(diǎn)缺點(diǎn)：(1)固定式云臺(tái)無法轉(zhuǎn)動(dòng)，只能對(duì)單一方向進(jìn)行觀測(cè)，靈活性差；(2)電動(dòng)云臺(tái)受結(jié)構(gòu)與散熱上的限制，無法安裝大功率探照燈，觀測(cè)視野相對(duì)固定云臺(tái)較小；(3)現(xiàn)有水下攝像機(jī)云臺(tái)無外壁清理裝置，觀測(cè)外壁一旦附著雜物將大大降低觀測(cè)質(zhì)量甚至無法觀測(cè)，所以其無法在海洋牧場(chǎng)等復(fù)雜水況中長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的固定式云臺(tái)無法轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)致靈活性差的技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種水下攝像機(jī)云臺(tái)，尤其是涉及一種具有自清潔功能的水下照明攝像一體化系統(tǒng)。

本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：

一種具有自清潔功能的水下照明攝像一體化系統(tǒng)，從上到下依次包括控制艙體和觀測(cè)艙體，控制艙體頂部設(shè)置有上端蓋，上端蓋頂部中心軸處設(shè)有用于電纜通過的水密接頭，控制艙體和觀測(cè)艙體密封處設(shè)置有中端蓋，觀測(cè)艙體的上端靠近中端蓋處設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)端蓋，中端蓋的中軸處通過螺栓固定電機(jī)，電機(jī)下端連接有聯(lián)軸器，聯(lián)軸器穿過轉(zhuǎn)動(dòng)端蓋與位于觀測(cè)艙體中心軸位置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸相連接，轉(zhuǎn)動(dòng)軸的下端通過軸承嵌設(shè)在觀測(cè)艙體底部的下端蓋上；觀測(cè)艙體內(nèi)設(shè)置有支撐板單元，攝像機(jī)和LED燈固定在支撐板單元的支撐板上，并通過轉(zhuǎn)動(dòng)端蓋與轉(zhuǎn)動(dòng)軸連接為一體。

進(jìn)一步的，所述控制艙體頂部設(shè)置有上端蓋，上端蓋頂部中心軸處設(shè)有用于電纜通過的水密接頭。

進(jìn)一步的，所述支撐板單元由聚光板a、聚光板b和支撐板組成，支撐板呈豎直設(shè)置，聚光板a和聚光板b對(duì)稱設(shè)置在支撐板同側(cè)的上下兩端且呈梯形結(jié)構(gòu)排布。

進(jìn)一步的，所述支撐板與轉(zhuǎn)動(dòng)軸緊密接觸，聚光板a和聚光板b與豎直方向夾角為15°～-60°銳角。

進(jìn)一步的，所述攝像機(jī)上下兩側(cè)根據(jù)觀測(cè)情況安裝遮光板。

進(jìn)一步的，所述觀測(cè)艙體的內(nèi)側(cè)壁上呈環(huán)形等間距設(shè)置有刷子，刷子的底部固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸的下端。

進(jìn)一步的，所述刷子以轉(zhuǎn)動(dòng)軸為中心軸設(shè)置為側(cè)壁呈內(nèi)凹弧形結(jié)構(gòu)的三棱柱體結(jié)構(gòu)，三棱柱體的三個(gè)端點(diǎn)處沿縱向軸線分別設(shè)置有一排刷毛，刷毛和觀測(cè)艙體的外側(cè)壁密切接觸。

更進(jìn)一步的，所述刷子的刷毛形成的圓周直徑大于攝像機(jī)外側(cè)壁沿周向形成的圓周直徑，攝像機(jī)的外側(cè)壁位于刷子弧形側(cè)壁和觀測(cè)艙體內(nèi)壁之間。

進(jìn)一步的，所述電機(jī)設(shè)置為小型步進(jìn)電機(jī)，攝像機(jī)設(shè)置為微型攝像機(jī)，其安裝在觀測(cè)艙體的中部位置，LED燈沿著攝像機(jī)的上下兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)。

本實(shí)用新型的有益效果為：

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種具有自清潔功能的水下照明攝像一體化系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，采取電動(dòng)云臺(tái)模式，將攝像機(jī)、電機(jī)、探照燈等元器件安裝在水密耐壓艙體中，結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，節(jié)省了水下設(shè)備有限的空間資源，工作人員通過控制電機(jī)運(yùn)行，傳遞給聯(lián)軸器一個(gè)旋轉(zhuǎn)力，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸上的微型攝像機(jī)和LED燈的協(xié)同作用，可對(duì)水下進(jìn)行360度多方位觀測(cè)。

本實(shí)用新型的支撐板單元由反光效果良好的兩塊聚光板a、聚光板b和支撐板組成，通過采用高亮的LED燈與聚光板的組合，照明效果顯著增強(qiáng)，提高了水下觀測(cè)的效果。使用聚光板，增強(qiáng)了對(duì)LED燈的利用率，從而可以選擇體積比較小的LED燈，使整個(gè)云臺(tái)體積縮小，方便操作與攜帶。兩塊聚光板和支撐板之間呈梯形結(jié)構(gòu)排布，根據(jù)光學(xué)原理與光源呈最佳聚光角度，支撐板與轉(zhuǎn)動(dòng)軸緊密接觸，有利于LED燈的散熱。攝像機(jī)上下兩側(cè)則根據(jù)觀測(cè)情況安裝遮光板，以避免強(qiáng)光照射對(duì)攝像質(zhì)量的影響，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。

本實(shí)用新型中攝像頭所在觀測(cè)艙外安裝有呈120度角對(duì)稱分布的3個(gè)刷子，觀測(cè)時(shí)，刷子與攝像機(jī)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，其作用是清理附著在透明觀測(cè)艙外的雜物，清潔觀測(cè)艙外壁，為長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)和觀測(cè)質(zhì)量提供保障，大大提高了云臺(tái)的工作時(shí)長(zhǎng)和觀測(cè)質(zhì)量。為了不影響攝像頭的攝像質(zhì)量，刷子設(shè)置為側(cè)壁呈內(nèi)凹弧形結(jié)構(gòu)的三棱柱體結(jié)構(gòu)，使刷毛與攝像機(jī)之間形成如圖3所示的角度關(guān)系，提高了攝像頭的攝像質(zhì)量。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型中水下攝像機(jī)云臺(tái)原理結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型中的支撐板單元結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本實(shí)用新型中的刷子結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1、水密接頭；2、上端蓋；3、控制艙體；4、電機(jī)；5、中端蓋；6、聯(lián)軸器；7、觀測(cè)艙體；8、轉(zhuǎn)動(dòng)端蓋；9、支撐板單元；10、攝像機(jī)；11、LED燈；12、轉(zhuǎn)動(dòng)軸；13、軸承；14、下端蓋；15、刷子；16、聚光板a；17、支撐板；18、聚光板b。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種海洋牧場(chǎng)用水下攝像機(jī)云臺(tái)，包括水密接頭1、上端蓋2、控制艙體3、小型步進(jìn)電機(jī)4、中端蓋5、聯(lián)軸器6、觀測(cè)艙體7、轉(zhuǎn)動(dòng)端蓋8、支撐板17單元9、攝像機(jī)10、LED燈11、轉(zhuǎn)動(dòng)軸12、軸承13、下端蓋14和刷子15，所述控制艙體3和觀測(cè)艙體7從上到下排布設(shè)置，控制艙體3頂部設(shè)置有上端蓋2，上端蓋2頂部中心軸處設(shè)有用于電纜通過的水密接頭1，控制艙體3和觀測(cè)艙體7密封處設(shè)置有中端蓋5，觀測(cè)艙體7的上端靠近中端蓋5處設(shè)有轉(zhuǎn)動(dòng)端蓋8，中端蓋5的中軸處通過螺栓固定小型步進(jìn)電機(jī)，小型步進(jìn)電機(jī)下端連接有聯(lián)軸器6，聯(lián)軸器6穿過轉(zhuǎn)動(dòng)端蓋8與位于觀測(cè)艙體7中心軸位置的轉(zhuǎn)動(dòng)軸12相連接，轉(zhuǎn)動(dòng)軸12的下端通過軸承13嵌設(shè)在觀測(cè)艙體7底部的下端蓋14上；觀測(cè)艙體7內(nèi)設(shè)置有支撐板17單元9，攝像機(jī)10和LED燈11固定在支撐板17單元9的支撐板17上，并通過轉(zhuǎn)動(dòng)端蓋8與轉(zhuǎn)動(dòng)軸12連接為一體。

具體使用過程為：將電纜穿過控制艙體3上端蓋2頂部中心軸處的水密接頭1，在工作時(shí)，其主體結(jié)構(gòu)保持靜止，必要的輸出部件相對(duì)主體結(jié)構(gòu)無牽連運(yùn)動(dòng)，避免了電纜等脆弱部件的纏繞干涉問題，提高了設(shè)備的可靠性，通過電纜連接安裝好控制裝置，電纜連接后穩(wěn)定可靠，對(duì)于強(qiáng)調(diào)安全性、可靠性的水下施工環(huán)境非常適用，電纜與控制系統(tǒng)相連，在為云臺(tái)提供電源和控制信號(hào)的同時(shí)，并將云臺(tái)姿態(tài)、角度以及水下攝像機(jī)10拍攝的畫面?zhèn)骰乜刂葡到y(tǒng)。通過遙控器控制電源開關(guān)，啟動(dòng)控制艙體3內(nèi)的小型步進(jìn)電機(jī)4運(yùn)行，小型步進(jìn)電機(jī)4旋轉(zhuǎn)傳遞給聯(lián)軸器6一個(gè)旋轉(zhuǎn)力，從而帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸12旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸12上的微型攝像機(jī)10和LED燈11的協(xié)同作用，可對(duì)水下進(jìn)行360度多方位觀測(cè)，通過轉(zhuǎn)動(dòng)軸12的旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)10環(huán)形方向的運(yùn)動(dòng)，使攝像機(jī)10采集的信號(hào)范圍更大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，維護(hù)方便。

實(shí)施例2

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，不同于實(shí)施例1，如圖2所示，一種海洋牧場(chǎng)用水下攝像機(jī)云臺(tái)，從上到下依次包括控制艙體3和觀測(cè)艙體7，觀測(cè)艙體7內(nèi)設(shè)置有支撐板17單元9，所述支撐板17單元9由聚光板a16、聚光板b18和支撐板17組成，支撐板17呈豎直設(shè)置，使用聚光板，增強(qiáng)了對(duì)LED燈11的利用率，從而可以選擇體積比較小的LED燈11，使整個(gè)云臺(tái)體積縮小，方便操作與攜帶,聚光板a16和聚光板b18對(duì)稱設(shè)置在支撐板17同側(cè)的上下兩端且呈梯形結(jié)構(gòu)排布，所述支撐板17與轉(zhuǎn)動(dòng)軸12緊密接觸，有利于LED燈11的散熱，根據(jù)光學(xué)原理與光源呈最佳聚光角度，聚光板a16設(shè)置在支撐板17的右上方，聚光板b18設(shè)置在支撐板17的右下方，聚光板a16和聚光板b18與豎直方向的支撐板17之間的夾角為30°，優(yōu)選為45°銳角。攝像機(jī)10和LED燈11固定在支撐板17單元9的支撐板17上，所述攝像機(jī)10設(shè)置為微型攝像機(jī)10，其安裝在觀測(cè)艙體7的中部位置，LED燈11沿著攝像機(jī)10的上下兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)，攝像機(jī)10和LED燈11的電源和信號(hào)通過水下電纜傳輸，并通過轉(zhuǎn)動(dòng)端蓋8與轉(zhuǎn)動(dòng)軸12連接為一體，通過小型步進(jìn)電機(jī)4控制攝像機(jī)10環(huán)形旋轉(zhuǎn)，用以實(shí)現(xiàn)在同一水深內(nèi)對(duì)水下測(cè)試場(chǎng)景各個(gè)角度的監(jiān)控，通過采用高亮的LED燈11與聚光板的組合，照明效果顯著增強(qiáng)，提高了水下觀測(cè)的效果。攝像機(jī)10上下兩側(cè)則根據(jù)觀測(cè)情況安裝遮光板，以避免強(qiáng)光照射對(duì)攝像質(zhì)量的影響，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。

實(shí)施例3

在實(shí)施例1的基礎(chǔ)上，不同于實(shí)施例1，如圖3所示，一種海洋牧場(chǎng)用水下攝像機(jī)云臺(tái)，從上到下依次包括控制艙體3和觀測(cè)艙體7，所述觀測(cè)艙體7的內(nèi)側(cè)壁上呈環(huán)形等間距設(shè)置有刷子15，刷子15的底部固定在轉(zhuǎn)動(dòng)軸12的下端，即在觀測(cè)艙外安裝有呈120度角對(duì)稱分布的3個(gè)刷子15，控制清潔刷子15調(diào)節(jié)小型步進(jìn)電機(jī)的速度，刷子15與攝像機(jī)10同步轉(zhuǎn)動(dòng)，其作用是清理附著在透明觀測(cè)艙外的雜物，清潔觀測(cè)艙外壁，為長(zhǎng)時(shí)間觀測(cè)和觀測(cè)質(zhì)量提供保障，大大提高了云臺(tái)的工作時(shí)長(zhǎng)和觀測(cè)質(zhì)量。當(dāng)觀測(cè)艙體7的污染程度較低，可降低小型步進(jìn)電機(jī)兩端的電壓，使小型步進(jìn)電機(jī)低速清潔，在保證清潔效果的同時(shí)，有效的降低了能耗。為了不影響攝像頭的攝像質(zhì)量，所述刷子15以轉(zhuǎn)動(dòng)軸12為中心軸設(shè)置為側(cè)壁呈內(nèi)凹弧形結(jié)構(gòu)的三棱柱體結(jié)構(gòu)，三棱柱體的三個(gè)端點(diǎn)處沿縱向軸線分別設(shè)置有一排刷毛，刷毛和觀測(cè)艙體7的外側(cè)壁密切接觸，所述刷子15的刷毛形成的圓周直徑大于攝像機(jī)10外側(cè)壁沿周向形成的圓周直徑，攝像機(jī)10的外側(cè)壁位于刷子15弧形側(cè)壁和觀測(cè)艙體7內(nèi)壁之間，使刷毛與攝像機(jī)10之間形成如圖3所示的角度關(guān)系，提高了攝像頭的攝像質(zhì)量。通過圖像質(zhì)量，判斷鏡頭是否需要清潔，并進(jìn)行相應(yīng)操作，解決了定時(shí)清潔的能耗問題，可實(shí)現(xiàn)對(duì)云臺(tái)的清潔，便于推廣。

以上所述并非是對(duì)本實(shí)用新型的限制，應(yīng)當(dāng)指出：對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型實(shí)質(zhì)范圍的前提下，還可以做出若干變化、改型、添加或替換，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。