[發明專利]一種水下視頻攝像系統的鏡頭防污染裝置及方法

有效

• 申請號: 201610904606.7
• 申請日: 2016-10-18
• 公開（公告）號: CN106733785B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 李彩;楊澤明;許占堂;周雯;曹文熙;楊躍忠;茍馬龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院南海海洋研究所
• 主分類號: B08B1/04
• 分類號: B08B1/04;B08B13/00;H04N23/50;H04N23/56
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 陳衛

1.一種水下視頻攝像系統的鏡頭防污染裝置，其特征在于，包括驅動裝置(1)、清潔刷(2)和支撐桿(3)，所述支撐桿(3)一端連接所述驅動裝置(1)，另一端連接所述清潔刷(2)，所述驅動裝置(1)設在水下視頻攝像機鏡頭(4)和照明光源鏡頭(5)的中間，所述清潔刷(2)設在水下視頻攝像機鏡頭(4)和照明光源鏡頭(5)的上方，為“V”字形質地柔軟且耐磨的膠刷，膠刷“V”字形的尖端緊貼所述水下視頻攝像機鏡頭(4)和照明光源鏡頭(5)，并對所述水下視頻攝像機鏡頭(4)和照明光源鏡頭(5)進行清掃；

所述驅動裝置(1)包括水密套筒(6)、驅動電機(7)、電機工作控制系統(8)、計數定位裝置和清潔刷驅動軸(9)，所述驅動電機(7)、電機工作控制系統(8)和清潔刷驅動軸(9)設在所述水密套筒(6)內，所述電機工作控制系統(8)設在所述驅動電機(7)的底部，并與驅動電機(7)電連接，所述計數定位裝置設在所述驅動電機(7)的頂部，所述清潔刷驅動軸(9)一端連接在所述驅動電機(7)的輸出軸上，另一端穿出所述水密套筒(6)與所述清潔刷(2)連接；

所述計數定位裝置包括清潔刷定位感應片(10)、清潔次數計數感應器(11)、停止定位感應器(12)和固定板(13)，所述固定板(13)設在所述驅動電機(7)的頂部端面上，所述清潔次數計數感應器(11)和停止定位感應器(12)固定在所述固定板(13)上，所述清潔刷定位感應片(10)設在所述清潔刷驅動軸(9)與所述驅動電機(7)的輸出軸連接的一端上，所述清潔刷定位感應片(10)的安裝高度與所述清潔次數計數感應器(11)以及停止定位感應器(12)的安裝高度相配合；

所述停止定位感應器(12)設在所述固定板(13)上靠近所述照明光源鏡頭(5)的一側，且能使所述清潔刷(2)停在不會遮擋所述水下視頻攝像機鏡頭(4)和照明光源鏡頭(5)的位置上；所述清潔次數計數感應器(11)設在所述固定板(13)上，且不跟所述停止定位感應器(12)與所述清潔刷驅動軸(9)中心的連線重合的位置上，或者所述清潔次數計數感應器(11)設在所述固定板(13)上，當所述清潔刷(2)從所述停止定位感應器(12)出發轉動到所述清潔次數計數感應器(11)時，已完整清掃過所述水下視頻攝像機鏡頭(4)和照明光源鏡頭(5)的位置上。

2.根據權利要求1所述的一種水下視頻攝像系統的鏡頭防污染裝置，其特征在于，所述清潔刷(2)的長度略大于所述水下視頻攝像機鏡頭(4)直徑和照明光源鏡頭(5)直徑中的較大值。

3.根據權利要求1所述的一種水下視頻攝像系統的鏡頭防污染裝置，其特征在于，所述清潔次數計數感應器(11)和停止定位感應器(12)為槽型光耦，所述清潔刷定位感應片(10)在隨所述清潔刷驅動軸(9)轉動的過程中，能分別穿過所述清潔次數計數感應器(11)和停止定位感應器(12)的感光區的中心位置。

4.根據權利要求1所述的一種水下視頻攝像系統的鏡頭防污染裝置，其特征在于，所述水密套筒(6)的頂端設有上封蓋(14)，所述清潔刷驅動軸(9)從所述上封蓋(14)上穿出，所述水密套筒(6)的底端設有下封蓋(15)，所述上封蓋(14)與所述水密套筒(6)之間、所述清潔刷驅動軸(9)與所述上封蓋(14)之間以及所述下封蓋(15)與所述水密套筒(6)之間均設有密封圈，所述電機工作控制系統(8)下方設有水密電纜(16)，所述水密電纜(16)一端連接電機工作控制系統(8)，另一端從所述下封蓋(15)上穿出與外部供電系統連接。

5.根據權利要求1所述的一種水下視頻攝像系統的鏡頭防污染裝置，其特征在于，所述電機工作控制系統(8)包括具有I/O輸出功能的微型單片機(17)，所述驅動電機(7)與外部供電系統之間設有線性供電控制開關(18)，所述線性供電控制開關(18)通過第一I/O口(19)與所述微型單片機(17)連接，所述清潔次數計數感應器(11)和停止定位感應器(12)分別通過第二I/O口(20)和第三I/O口(21)與所述微型單片機(17)連接。

6.一種水下視頻攝像系統的鏡頭防污染方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1.水下視頻攝像機開始水下攝像工作，且照明光源未開啟照明前，微型單片機(17)將其上的各I/O口設置為低電平；

S2.線性供電控制開關(18)導通給驅動電機(7)供電，驅動電機(7)通電后，會驅動其輸出軸帶動清潔刷驅動軸(9)轉動，在此過程中清潔刷驅動軸(9)會帶動清潔刷(2)對水下視頻攝像機鏡頭(4)和照明光源鏡頭(5)進行清掃，清潔刷驅動軸(9)還會同步攜帶清潔刷定位感應片(10)轉動；

S3.當清潔刷定位感應片(10)進入清潔次數計數感應器(11)的槽型感光區時，微型單片機(17)上用于記錄清潔次數的第二I/O口(20)探測到高電平，當清潔刷定位感應片(10)進入停止定位感應器(12)的槽型感光區時，微型單片機(17)上用于判斷停止清潔刷定位的第三I/O口(21)探測到高電平；

S4.微型單片機(17)通過判斷第二I/O口(20)和第三I/O口(21)的電平變化過程來感應水下視頻攝像機鏡頭(4)和照明光源鏡頭(5)被清掃的次數，即：判斷到第二I/O口(20)由低電平變為高電平后又變為低電平，隨后第三I/O口(21)由低電平變為高電平后又變為低電平時，水下視頻攝像機鏡頭(4)和照明光源鏡頭(5)被清掃的次數增加1次，連續感應N(N1)次之后，當清潔刷定位感應片(10)再經過停止定位感應器(12)的槽型感光區時，第三I/O口(21)由低電平變為高電平，微型單片機(17)上與線性供電控制開關(18)連接的第一I/O口(19)輸出高電平，線性供電控制開關(18)斷開，驅動電機(7)斷電停止工作，此時，一個完整的清潔過程結束。