一种水下机器人用摄像机的制作方法

1.本发明涉及水下机器人摄像技术领域，尤其涉及一种水下机器人用摄像机。


背景技术：

2.随着人类对海洋的开发，水下摄像机技术已成为开发观测水域的眼睛，通过将水下摄像机安装在水下机器人的前段，利用水下机器人对水下进行探索，传统的水下摄像机可以为控制人员提供画面支持。
3.在公告号为cn214663961u的中国实用新型专利中公开了一种船舶清理用水下机器人的照明装置，包括机架，所述机架顶部的四角均固定连接有连接杆，所述连接杆的一端固定连接有低速电机，所述低速电机的输出端固定连接有照明灯，所述照明灯的顶部固定连接有摄像机；该实用新型的优点在于：利用倾斜的连接杆使照明灯向外侧输出，避免支撑板等影响其照明效果，当机器人在对船体进行清理时，另一侧的两个照明灯可以转动向清理侧进行补光。
4.针对上述中的相关技术，发明人认为存在以下缺陷：现有的水下摄像机在水中摄影的过程中配合照明灯进行照明补光，摄影机进行焦距调节的过程中，不能对照明灯照射位置进行调节，导致摄影画面易出现过曝或者补光不足的情况；因此，提出一种水下机器人用摄像机。


技术实现要素：

5.本发明提出的一种水下机器人用摄像机，解决了现有的水下摄影机补光灯不能灵活配合摄影机焦距调节的问题。
6.本发明提出的一种水下机器人用摄像机，包括压力罩和摄影机本体，所述摄影机本体安装于压力罩内部，所述压力罩内壁安装有驱动电机，驱动电机输出端连接有转轴，摄影机本体安装于驱动电机输出端，所述压力罩周侧面安装有环形抗压玻璃，压力罩内部安装有随水深变化调节罩内压力的气压平衡组件，摄影机本体周侧面固定安装有固定环，固定环一侧壁开设有多组安装槽，安装槽内部安装有补光灯，且固定环内部安装有同时驱动多组补光灯角度调节的驱动组件。
7.通过上述技术方案，通过驱动电机带动摄影机本体旋转，实现摄影角度的调节，通过设置环形抗压玻璃和压力罩，有效缓解因水压给摄影机的外观和结构、摄影画面的清晰度以及摄影机电池寿命均带来的影响；通过驱动组件可以同时调节多组补光灯朝向摄影区域进行补光，出现光照过强过曝时，让补光灯发散式照射，减少摄影区域光照强度；当光照弱需要补光时，让补光灯聚焦与摄影区域进行补光，极大地提升了补光灵活性，让摄影机在水中可以保证良好的摄影清晰度。
8.作为上述方案的进一步改进，所述驱动组件包括微型电机、第一主动齿、第一从动齿、第二主动齿、第二从动齿、联动杆、驱动轴和转环，微型电机安装于摄影机本体周侧，所述固定环内部安装有旋转槽，所述微型电机输出端连接有转杆，转杆输出端连接至旋转槽
内，转杆一端安装第一主动齿，所述转环转动连接于旋转槽内壁，转环内壁阵列有内齿，第一主动齿与内齿啮合，所述旋转槽顶壁转动连接有从动杆，从动杆位置与转环侧壁相适，从动杆一端固定连接第一从动齿，转环侧壁阵列有若干齿条，齿条与第一从动齿啮合，从动杆另一端固定连接第二主动齿，旋转槽内壁转动连接联动杆和驱动轴，驱动轴一端延伸至安装槽，联动杆位置与从动杆和驱动轴均相适，所述从动杆另一端安装第二主动齿，联动杆一端安装第二从动齿，第二主动齿与第二从动齿啮合，联动杆与驱动轴之间安装有转动带。
9.通过上述技术方案，通过微型电机通过转杆带动第一主动齿旋转，第一主动齿通过内齿带动转环旋转，转环侧壁的齿条通过与多组第一从动齿旋转，从而驱动多组第二主动齿旋转，第二主动齿再配合第二从动齿，使联动杆旋转，联动杆通过转动带带动驱动轴旋转，驱动轴带动补光灯旋转调节角度，且补光灯的角度始终朝向摄影机摄影端。
10.作为上述方案的进一步改进，所述气压平衡组件包括压缩气罐和排气管，压缩气罐安装于压力罩内，压缩气罐排气端安装有排气阀，排气管安装于压力罩顶壁。
11.作为上述方案的进一步改进，所述排气管内壁安装有泄压阀和单向阀，所述压力罩内部安装有压力传感器，排气阀、泄压阀均与压力传感器电连接。
12.通过上述技术方案，压力传感器检测压力罩内部气压变化，压力罩内部气压增大时，压力传感器检测压力信号，通过控制泄压阀，将压力罩内部气体从泄压管释出，实现压力罩内的气压平衡；当装置上浮时，压力罩内部气压增大时，压力传感器检测压力信号，排气阀将压缩气罐内的惰性气体导入压力罩内，通过补气操作平衡压力罩内气压；保证摄影机及其电子元器件可以稳定运行，同时有效保证了压力罩内的气压平衡，避免了气压变化引起的玻璃起雾现象，保证了摄影机本体在压力罩内的摄影清晰度。
13.作为上述方案的进一步改进，所述压力罩观测窗口内壁固定连接有限位环，环形抗压玻璃与限位环卡合安装。
14.作为上述方案的进一步改进，所述压力罩上表面固定连接有连接座。
15.作为上述方案的进一步改进，所述摄影机本体旋转过程中朝向环形抗压玻璃。
16.作为上述方案的进一步改进，所述补光灯的数量为四个。
17.本发明的有益效果：1、通过驱动电机带动摄影机本体旋转，实现摄影角度的调节，通过设置环形抗压玻璃和压力罩，有效缓解因水压给摄影机的外观、结构、摄影画面的清晰度以及摄影机电池寿命均带来的影响；通过驱动组件可以同时调节多组补光灯朝向摄影区域进行补光，出现光照过强过曝时，让补光灯发散式照射，减少摄影区域光照强度；当光照弱需要补光时，让补光灯聚焦与摄影区域进行补光，极大地提升了补光灵活性，让摄影机在水中可以保证良好的摄影清晰度。
18.2、通过气压平衡组件平衡压力罩内气压，保证摄影机及其电子元器件可以稳定运行，同时有效保证了压力罩内的气压平衡，避免了气压变化引起的玻璃起雾现象，保证了摄影机本体在压力罩内的摄影清晰度。
附图说明
19.图1为一种水下机器人用摄像机的等轴侧立体结构示意图；图2为摄像机本体的等轴侧立体结构示意图；
图3为一种水下机器人用摄像机的上视结构示意图图4为图3中a-a剖面结构示意图；图5为图4中b部分局部放大图；图6为固定环和驱动组件的第一立体结构示意图；图7为固定环和驱动组件的第二立体结构示意图；图8为图7中c部分局部放大图。
20.图中标号：1、压力罩；2、限位环；3、环形抗压玻璃；4、连接座；5、压缩气罐；6、排气阀；7、驱动电机；8、转轴；9、摄影机本体；901、固定环；10、排气管；11、泄压阀；12、单向阀；13、旋转槽；14、微型电机；15、转杆；16、第一主动齿；17、转环；18、内齿；19、齿条；20、从动杆；21、第一从动齿；22、第二主动齿；23、联动杆；24、第二从动齿；25、驱动轴；26、转动带；27、补光灯；28、安装槽。
具体实施方式
21.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
22.实施例1：参照图1-图8，一种水下机器人用摄像机，包括压力罩1和摄影机本体9，摄影机本体9安装于压力罩1内部，压力罩1内壁安装有驱动电机7，驱动电机7输出端连接有转轴8，摄影机本体9安装于驱动电机7输出端，，压力罩1周侧面安装有环形抗压玻璃3，摄影机本体9旋转过程中朝向环形抗压玻璃3，压力罩1内部安装有随水深变化调节罩内压力的气压平衡组件，摄影机本体9周侧面固定安装有固定环901，固定环901一侧壁开设有多组安装槽28，安装槽28内部安装有补光灯27，优选的安装槽28和补光灯27的数量为四个，且固定环901内部安装有同时驱动多组补光灯27角度调节的驱动组件。
23.参照图5-图8，驱动组件包括微型电机14、第一主动齿16、第一从动齿21、第二主动齿22、第二从动齿24、联动杆23、驱动轴25和转环17，微型电机14安装于摄影机本体9周侧，固定环901内部安装有旋转槽13，微型电机14输出端连接有转杆15，转杆15输出端连接至旋转槽13内，转杆15一端安装第一主动齿16，转环17转动连接于旋转槽13内壁，转环17内壁阵列有内齿18，第一主动齿16与内齿18啮合，旋转槽13顶壁转动连接有从动杆20，从动杆20位置与转环17侧壁相适，从动杆20一端固定连接第一从动齿21，转环17侧壁阵列有若干齿条19，齿条19与第一从动齿21啮合，从动杆20另一端固定连接第二主动齿22，旋转槽13内壁转动连接联动杆23和驱动轴25，驱动轴25一端延伸至安装槽28，联动杆23位置与从动杆20和驱动轴25均相适，从动杆20另一端安装第二主动齿22，联动杆23一端安装第二从动齿24，第二主动齿22与第二从动齿24啮合，联动杆23与驱动轴25之间安装有转动带26。
24.驱动电机7带动摄影机本体9旋转，实现摄影角度的调节，通过设置环形抗压玻璃3和压力罩1，有效缓解因水压给摄影机的外观和结构、摄影画面的清晰度以及摄影机电池寿命均带来的影响；通过驱动组件可以同时调节多组补光灯27朝向摄影区域进行补光，出现光照过强过曝时，让补光灯27发散式照射，减少摄影区域光照强度；当光照弱需要补光时，让补光灯27聚焦与摄影区域进行补光，极大地提升了补光灵活性，让摄影机在水中可以保证良好的摄影清晰度；微型电机14通过转杆15带动第一主动齿16旋转，第一主动齿16通过内齿18带动转环17旋转，转环17侧壁的齿条19通过与多组第一从动齿21旋转，从而驱动多
组第二主动齿22旋转，第二主动齿22再配合第二从动齿24，使联动杆23旋转，联动杆23通过转动带26带动驱动轴25旋转，驱动轴25带动补光灯27旋转调节角度，且补光灯27的角度始终朝向摄影机摄影端。
25.参照图4，气压平衡组件包括压缩气罐5和排气管10，压缩气罐5安装于压力罩1内，压缩气罐5排气端安装有排气阀6，排气管10安装于压力罩1顶壁，排气管10内壁安装有泄压阀11和单向阀12，压力罩1内部安装有压力传感器，排气阀6、泄压阀11均与压力传感器电连接。
26.压力传感器检测压力罩1内部气压变化，压力罩1内部气压增大时，压力传感器检测压力信号，通过控制泄压阀11，将压力罩1内部气体从泄压管释出，实现压力罩1内的气压平衡；当装置上浮时，压力罩1内部气压增大时，压力传感器检测压力信号，排气阀6将压缩气罐5内的惰性气体导入压力罩1内，通过补气操作平衡压力罩1内气压；保证摄影机及其电子元器件可以稳定运行，同时有效保证了压力罩1内的气压平衡，避免了气压变化引起的玻璃起雾现象，保证了摄影机本体9在压力罩1内的摄影清晰度。
27.压力罩1观测窗口内壁固定连接有限位环2，环形抗压玻璃3与限位环2卡合安装，通过限位环2对玻璃安装，保证了玻璃的安装稳定性，提升环形抗压玻璃3抗水压效果，压力罩1上表面固定连接有连接座4，通过连接座4，可以将该摄像机与水下机器人机械能安装。
28.工作原理：驱动电机7带动摄影机本体9旋转，实现摄影角度的调节，当补光灯出现光照过强过曝时或者当光照弱需要补光时，需要调节补光灯27照射角度；微型电机14通过转杆15带动第一主动齿16旋转，第一主动齿16通过内齿18带动转环17旋转，转环17侧壁的齿条19通过与多组第一从动齿21旋转，从而驱动多组第二主动齿22旋转，第二主动齿22再配合第二从动齿24，使联动杆23旋转，联动杆23通过转动带26带动驱动轴25旋转，驱动轴25带动补光灯27旋转调节角度，四组补光灯27同时沿摄影端进行照射。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
30.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
31.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种水下机器人用摄像机，包括压力罩（1）和摄影机本体（9），所述摄影机本体（9）安装于压力罩（1）内部，其特征在于，所述压力罩（1）内壁安装有驱动电机（7），驱动电机（7）输出端连接有转轴（8），摄影机本体（9）安装于驱动电机（7）输出端，所述压力罩（1）周侧面安装有环形抗压玻璃（3），压力罩（1）内部安装有随水深变化调节罩内压力的气压平衡组件，摄影机本体（9）周侧面固定安装有固定环（901），固定环（901）一侧壁开设有多组安装槽（28），安装槽（28）内部安装有补光灯（27），且固定环（901）内部安装有同时驱动多组补光灯（27）角度调节的驱动组件。2.根据权利要求1所述的一种水下机器人用摄像机，其特征在于，所述驱动组件包括微型电机（14）、第一主动齿（16）、第一从动齿（21）、第二主动齿（22）、第二从动齿（24）、联动杆（23）、驱动轴（25）和转环（17），微型电机（14）安装于摄影机本体（9）周侧，所述固定环（901）内部安装有旋转槽（13），所述微型电机（14）输出端连接有转杆（15），转杆（15）输出端连接至旋转槽（13）内，转杆（15）一端安装第一主动齿（16），所述转环（17）转动连接于旋转槽（13）内壁，转环（17）内壁阵列有内齿（18），第一主动齿（16）与内齿（18）啮合，所述旋转槽（13）顶壁转动连接有从动杆（20），从动杆（20）位置与转环（17）侧壁相适，从动杆（20）一端固定连接第一从动齿（21），转环（17）侧壁阵列有若干齿条（19），齿条（19）与第一从动齿（21）啮合，从动杆（20）另一端固定连接第二主动齿（22），旋转槽（13）内壁转动连接联动杆（23）和驱动轴（25），驱动轴（25）一端延伸至安装槽（28），联动杆（23）位置与从动杆（20）和驱动轴（25）均相适，所述从动杆（20）另一端安装第二主动齿（22），联动杆（23）一端安装第二从动齿（24），第二主动齿（22）与第二从动齿（24）啮合，联动杆（23）与驱动轴（25）之间安装有转动带（26）。3.根据权利要求1所述的一种水下机器人用摄像机，其特征在于，所述气压平衡组件包括压缩气罐（5）和排气管（10），压缩气罐（5）安装于压力罩（1）内，压缩气罐（5）排气端安装有排气阀（6），排气管（10）安装于压力罩（1）顶壁。4.根据权利要求3所述的一种水下机器人用摄像机，其特征在于，所述排气管（10）内壁安装有泄压阀（11）和单向阀（12），所述压力罩（1）内部安装有压力传感器，排气阀（6）、泄压阀（11）均与压力传感器电连接。5.根据权利要求1所述的一种水下机器人用摄像机，其特征在于，所述压力罩（1）观测窗口内壁固定连接有限位环（2），环形抗压玻璃（3）与限位环（2）卡合安装。6.根据权利要求1所述的一种水下机器人用摄像机，其特征在于，所述压力罩（1）上表面固定连接有连接座（4）。7.根据权利要求1所述的一种水下机器人用摄像机，其特征在于，所述摄影机本体（9）旋转过程中朝向环形抗压玻璃（3）。8.根据权利要求1所述的一种水下机器人用摄像机，其特征在于，所述补光灯（27）的数量为四个。

技术总结
本发明涉及水下机器人摄像技术领域，公开了一种水下机器人用摄像机，包括压力罩和摄影机本体，摄影机本体安装于压力罩内部，压力罩内壁安装有驱动电机，驱动电机输出端连接有转轴，摄影机本体安装于驱动电机输出端，压力罩周侧面安装有环形抗压玻璃，压力罩内部安装有随水深变化调节罩内压力的气压平衡组件，摄影机本体周侧面固定安装有固定环，固定环一侧壁安装有若干补光灯，且固定环内部安装有同时驱动多组补光灯角度调节的驱动组件，有效缓解水压给摄影机带来的影响，驱动组件可以同时调节多组补光灯朝向摄影区域进行补光，极大地提升了补光灵活性，让摄影机在水中可以保证良好的摄影清晰度。摄影清晰度。摄影清晰度。


技术研发人员：张雷 孙刘林 韩朋 邢伟 胡升 陈小平
受保护的技术使用者：安徽省交通科学研究院
技术研发日：2023.07.26
技术公布日：2023/10/19