一种可自动充电及镜面清洁的煤矿井下视频监控系统及其应用技术方案

本发明专利技术公开了一种可自动充电及镜面清洁的煤矿井下视频监控系统及其应用，包括保护装置、照明装置、清洁装置、升降装置、控制装置、鼓风装置、抓取装置、能源装置，利用控制装置实现视频监控系统的智能化运作，保护装置可以使整体防腐、防爆，内置有摄像头主体部分，照明装置可以自动开闭以保证视频监控画面的清晰明亮，清洁装置中的雾化器和刮刷用来对镜头进行清洁避免粉尘过度影响，升降装置在控制装置作用下实现动态视频监控的上下运动和360°转动，鼓风装置中的鼓风机通过防爆软管在控制装置作用下对镜头进行除尘吹干，抓取装置通过飞行机械手实现充电电池的更换，能源装置中的充电基站用来存放备用充电电池以保证视频监控系统的长期稳定工作。

【技术实现步骤摘要】
一种可自动充电及镜面清洁的煤矿井下视频监控系统及其应用
本专利技术涉及一种视频监控系统，尤其涉及一种可自动充电及镜面清洁的煤矿井下视频监控系统及其应用，属于矿山设备

技术介绍
随着智能化技术在煤矿行业上的广泛应用，为了安全的生产工作和日常井下管理，将摄像头作为视频监控系统的主体并安装在矿井以及井下机械设备上对安全生产实现实时监控化和能够有效提高管理效率。因为井下环境较为潮湿，且空气中漂浮许多小颗粒，导致视频监控系统在工作一段时间后，镜头表面会附着一层粉尘，从而导致视频监控系统的画面清晰度下降，并且由于有线视频监控系统线路错综复杂，对煤矿工作者造成一定的安全隐患。当人为对视频监控系统中的摄像头进行擦拭时很容易对镜头造成破坏，同时视频监控系统一般安置于高处不利用人为擦拭和线路对正常工作可能产生不必要的麻烦。因此，为了能够自动对镜头表面附着物进行清洁，能够起到防爆、防潮等作用，为了避免过多线路设置，所以设计了本专利技术这种可自动充电及镜面清洁的煤矿井下视频监控系统。
技术实现思路
为了解决现阶段市场上出现的视频监控系统在功能和应用中存在的不足，本专利技术提供了一种多功能煤矿井下视频监控系统。利用控制装置实现整个视频监控系统的智能化运作。本专利技术的技术方案如下：一种可自动充电及镜面清洁的煤矿井下视频监控系统，包括保护装置、照明装置、清洁装置、升降装置、控制装置、鼓风装置、抓取装置、能源装置；保护装置内设有摄像头，保护装置用于保护摄像头防腐防爆；照明装置包括红外灯，照明装置置于保护装置的上方，用于提供照明；清洁装置包括外部清洁结构和内部清洁结构，外部清洁结构置于保护装置侧面，用于对摄像头镜头进行清洁避免粉尘过度影响，内部清洁结构用于提供清洁用液体；升降装置包括电机和连接杆，连接杆一端连接在保护装置上，由电机带动保护装置进行三维方向的转动，使视频监控范围广泛准确；控制装置用于控制其他装置之间的运动和启停；鼓风装置包括鼓风管和鼓风机，鼓风管用于将气流输送至镜头前进行除尘吹干，最大化减少清洁装置对镜头清洁所产生的不利影响；抓取装置包括用于抓取充电电池并对位于保护装置中的蓄电池进行充电，通过定位导航技术能够保证换取电池的高效准确，能源装置中的充电基站用来充电及存放备用充电电池以保证视频监控系统长期稳定工作。利用蓄电池、充电电池、充电基站三大部分，在抓取装置的作用下，实现视频监控系统和充电基站之间的交互，使用蓄电池是为了减少过多电源线路的连接，最大化减少在潮湿或阴暗条件下由于过多线路所造成的安全隐患；由于蓄电池和充电电池的灵活性，可以将视频监控系统设置在所需要的地方，方便视频监控系统的广泛应用。利用能源装置的充电电池和充电基站可以给视频监控系统提供源源不断的动力。蓄电池工作周期为十天，充电基站一般设置在离许多视频监控系统近的地方，可以同时为多个视频监控系统进行充电电池的交互。优选的，保护装置包括外侧保护装置和内侧保护装置，外侧保护装置包括保护壳体，保护壳体一侧设有镜头盖，镜头盖为钢化玻璃，抗撞击能力强能够保护好摄像头主体且便于清洁，保护壳体内部设有摄像头；内侧保护装置包括卡座和缓冲装置，摄像头外侧设有卡座，卡座与保护壳体内壁间设置缓冲装置。进一步优选的，保护壳体侧面设有两个通孔，通孔处通过滑道设有补充拉门(清水箱拉门、清洁剂拉门)，拉门可通过滑道上下移动，用于从外界向清洁装置中补充清水和清洁剂；保护壳体材质为不锈钢材质，对于矿井下恶劣环境能够防爆、防潮。进一步优选的，卡座数量为四个，从上下左右保护在摄像头四周，每个卡座与保护壳体之间连接有4个缓冲装置，缓冲装置可以是弹簧、橡胶垫等柔性物体，为了在突发情况使视频监控系统工作稳定可靠。鉴于应用环境的特殊性，利用卡座和缓冲装置将视频监控主体部分上下约束，通过缓冲装置的柔性变形，可以使视频监控主体被约束固定在水平线上，同时当遇到外界冲击时最大化减少视频画面的晃动。保护装置中的卡座和缓冲装置保证视频监控系统在遇到突发撞击时仍能稳定工作，减少外界影响。优选的，照明装置包括支撑臂和支撑底板，支撑臂底部固定在支撑底板上，并与保护装置(保护壳体)上侧用螺钉连接固定；支撑臂前端设有照明灯，环境光传感器放置于照明灯一端，环境光传感器用于感应周围环境光度并将信号传至控制装置，进而由控制装置控制照明灯的开闭，使视频监控画面清晰准确，支撑臂一侧还设有扫描识别传感器，扫描识别传感器对应保护装置进行视频监控的一侧(镜头盖)，用于感应待清洁程度，通过感应镜头盖上的粉尘分布和厚度，进而通过控制装置去控制清洁装置工作去清洁镜头盖、鼓风装置工作去实现对镜头的洗涤和吹干，提高视频监控画面的清晰度。优选的，清洁装置包括外部结构和内部结构，外部结构置于保护装置进行视频监控的一侧，外部结构包括清水雾化器、清洁剂雾化器、橡胶刮刷，橡胶刮刷的长度大于进行视频监控的范围，橡胶刮刷的两端固定在视频监控范围的两端，其中一端连接刮刷电机，由刮刷电机控制刮刷在视频监控范围的外表面进行刮刷除尘；清水雾化器、清洁剂雾化器与内部结构相连，通过内部结构提供清洁液体进而对镜头盖进行清洁工作；内部结构包括抽液系统、清水导管、清洁剂导管，清水导管、清洁剂导管与清水雾化器、清洁剂雾化器连接，清水导管和清洁剂导管用来输送抽液系统中的清水和清洁剂。进一步优选的，橡胶刮刷包括上部和下部，上部套在下部空腔内，当刮刷电机转时，借由材质的软作用，下半部分套在上半部分，可以实现长度的收缩，适应镜面的凹凸感。进一步优选的，外部结构还包括伸缩柱，伸缩柱与控制装置连接，伸缩柱置于视频监控范围的外边缘，用于在橡胶刮刷不工作时伸出以进一步固定橡胶刮刷的位置，避免遮挡监控视线。进一步优选的，抽液系统包括清水胶管泵、清洁剂胶管泵、泵座、水箱，清水胶管泵和清洁剂胶管泵通过泵座置于水箱上方，水箱置于保护装置(保护壳体)内侧，水箱内部分为两部分，分别存储清水和清洁剂，通过对应胶管泵将液体经导管运输至对应雾化器上进而对镜头盖进行清理作业，同时可以通过清水箱拉门和清洁剂拉门通过补液管道将外界的清水和清洁剂补充至水箱中。优选的，升降装置包括支撑立臂、旋转底盘、连接杆、连接座，支撑立臂用来将视频监控系统整体通过螺纹连接固定在墙壁上，支撑立臂一端设有旋转底座，旋转底座上有旋转底盘，旋转底盘通过第一电机带动下在旋转底座上360°转动，连接杆两端分别通过第二电机、第三电机与连接座、旋转底盘连接，实现摄像头的竖直调节，第二电机、第三电机与连接杆通过轴承转递转矩，连接座与保护装置连接。进一步优选的，第二电机、第三电机外侧设有端盖，进行保护。进一步优选的，鼓风装置包括鼓风管、鼓风机、风机防爆壳，鼓风机通过螺钉连接固定在支撑立臂上，鼓风管为伸缩管，具有可伸缩性、密封性好，用于传输风流，鼓风管外部设置风机防爆壳，鼓风管出口吹向保护装置的视频监控区域。进一步优选的，鼓风机包括鼓风电机、肋板座、风机底座，鼓风电机通过肋板座支撑固定在风机底座上，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可自动充电及镜面清洁的煤矿井下视频监控系统，其特征在于，包括保护装置、照明装置、清洁装置、升降装置、控制装置、鼓风装置、抓取装置、能源装置；/n保护装置内设有摄像头，保护装置用于保护摄像头防腐防爆；/n照明装置包括红外灯，照明装置置于保护装置的上方，用于提供照明；/n清洁装置包括外部清洁结构和内部清洁结构，外部清洁结构置于保护装置侧面，用于对摄像头镜头进行清洁，内部清洁结构用于提供清洁用液体；/n升降装置包括电机和连接杆，连接杆一端连接在保护装置上，由电机带动保护装置进行三维方向的转动；/n控制装置用于控制其他装置之间的运动和启停；鼓风装置包括鼓风管和鼓风机，鼓风管用于将气流输送至镜头前进行除尘吹干；/n抓取装置包括用于抓取充电电池并对位于保护装置中的蓄电池进行充电，能源装置中的充电基站用来充电及存放备用充电电池。/n

【技术特征摘要】
1.一种可自动充电及镜面清洁的煤矿井下视频监控系统，其特征在于，包括保护装置、照明装置、清洁装置、升降装置、控制装置、鼓风装置、抓取装置、能源装置；
保护装置内设有摄像头，保护装置用于保护摄像头防腐防爆；
照明装置包括红外灯，照明装置置于保护装置的上方，用于提供照明；
清洁装置包括外部清洁结构和内部清洁结构，外部清洁结构置于保护装置侧面，用于对摄像头镜头进行清洁，内部清洁结构用于提供清洁用液体；
升降装置包括电机和连接杆，连接杆一端连接在保护装置上，由电机带动保护装置进行三维方向的转动；
控制装置用于控制其他装置之间的运动和启停；鼓风装置包括鼓风管和鼓风机，鼓风管用于将气流输送至镜头前进行除尘吹干；
抓取装置包括用于抓取充电电池并对位于保护装置中的蓄电池进行充电，能源装置中的充电基站用来充电及存放备用充电电池。


2.根据权利要求1所述的可自动充电及镜面清洁的煤矿井下视频监控系统，其特征在于，保护装置包括外侧保护装置和内侧保护装置，外侧保护装置包括保护壳体，保护壳体一侧设有镜头盖，镜头盖为钢化玻璃，保护壳体内部设有摄像头；
内侧保护装置包括卡座和缓冲装置，摄像头外侧设有卡座，卡座与保护壳体内壁间设置缓冲装置；
优选的，保护壳体侧面设有两个通孔，通孔处通过滑道设有补充拉门，用于从外界向清洁装置中补充清水和清洁剂；保护壳体材质为不锈钢材质；
进一步优选的，卡座数量为四个，每个卡座与保护壳体之间连接有4个缓冲装置。


3.根据权利要求1所述的可自动充电及镜面清洁的煤矿井下视频监控系统，其特征在于，照明装置包括支撑臂和支撑底板，支撑臂底部固定在支撑底板上，并与保护装置上侧连接固定；支撑臂前端设有照明灯，环境光传感器放置于照明灯一端，环境光传感器用于感应周围环境光度并将信号传至控制装置，进而由控制装置控制照明灯的开闭，支撑臂一侧还设有扫描识别传感器，扫描识别传感器对应保护装置进行视频监控的一侧，用于感应待清洁程度。


4.根据权利要求1所述的可自动充电及镜面清洁的煤矿井下视频监控系统，其特征在于，清洁装置包括外部结构和内部结构，外部结构置于保护装置进行视频监控的一侧，外部结构包括清水雾化器、清洁剂雾化器、橡胶刮刷，橡胶刮刷的长度大于进行视频监控的范围，橡胶刮刷的两端固定在视频监控范围的两端，其中一端连接刮刷电机；清水雾化器、清洁剂雾化器与内部结构相连，通过内部结构提供清洁液体进而进行清洁工作；
内部结构包括抽液系统、清水导管、清洁剂导管，清水导管、清洁剂导管与清水雾化器、清洁剂雾化器连接，清水导管和清洁剂导管用来输送抽液系统中的清水和清洁剂；
优选的，橡胶刮刷包括上部和下部，上部套在下部空腔内；
进一步优选的，外部结构还包括伸缩柱，伸缩柱与控制装置连接，伸缩柱置于视频监控范围的外边缘，用于在橡胶刮刷不工作时伸出以进一步固定橡胶刮刷的位置。


5.根据权利要求4所述的可自动充电及镜面清洁的煤矿井下视频监控系统，其特征在于，抽液系统包括清水胶管泵、清...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨扬，李兆基，曾庆良，万丽荣，张鑫，王成龙，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37