采煤机用摄像头防尘系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及摄像头防尘技术领域，具体而言，涉及一种采煤机用摄像头防尘系统及其控制方法。

背景技术

随着采煤技术智能化发展，在采煤工作面上布置越来越多的视频监控系统，用以监控工作面采煤机割煤生产过程、拍摄现场工作面情况及状态。但由于工作面环境粉尘浓度极大，这些粉尘伴随着工作面通风系统弥漫在整个采煤工作面，很快就会污染镜片，影响拍摄图像效果。

目前常规的解决方法是人工现场清理，严重影响工作连续性，且采煤工作面设备众多，体积和功率极大，可能威胁人身安全。在此基础上，本领域技术人员提出通过设置清洗设备对镜头进行冲洗的方案，但每个摄像头均需配备对应的水箱，清洗设备结构复杂、占用空间大，不可避免地空气中的颗粒物还容易进入冲洗管道内部，影响镜头正常冲洗。综上，本领域亟需一种新型采煤机摄像头防尘系统，能够实现连续地自动化摄像头除尘，保证摄像头采集图像清晰度的同时，提高除尘效率，保证工作连续性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种采煤机摄像头防尘系统及控制方法，从而解决或者至少缓解了现有技术中存在的上述问题和其它方面的问题中的一个或多个。

为了实现前述目的，本发明的第一方面提供了一种采煤机用摄像头防尘系统，其中，所述防尘系统包括：

开设有观察窗的防尘罩，所述摄像头对准所述观察窗且容置在所述防尘罩内；

第一压紧转轴、第二压紧转轴，所述第一压紧转轴、所述第二压紧转轴分别布置在摄像头的两侧，且由压紧电机控制同步前后移动；

第一转轴，所述第一转轴缠绕清洁的防尘带，布置在所述第一压紧转轴侧；

第二转轴，所述第二转轴缠绕污染的防尘带，布置在所述第二压紧转轴侧；

防尘带，所述防尘带依次绕过第一转轴、第一压紧转轴、第二压紧转轴、第二转轴，所述摄像头透过防尘带进行拍摄工作；

当处于第一工作位时，所述压紧电机控制所述第一压紧转轴、所述第二压紧转轴同步前移，将防尘带压紧在所述观察窗的内侧边沿；当处于第二工作位时，第二转轴转动收卷污染的防尘带，观察窗区域的防尘带向第二转轴侧移动并自动更新为清洁的防尘带。

在如前所述的防尘系统中，可选地，当所述防尘系统由第一工作位切换至第二工作位时，所述压紧电机通过第一传动单元驱动第一压紧转轴、第二压紧转轴同步后移第一距离d

在如前所述的防尘系统中，可选地，所述防尘系统还设置有旋转电机，当处于第二工作位时，所述旋转电机通过第二传动单元驱动所述第二转轴转动收卷污染的防尘带，所述第一转轴在观察窗区域的防尘带带动下，自适应地跟随转动放卷清洁的防尘带。

在如前所述的防尘系统中，可选地，所述第一压紧转轴上还设置有旋转传感器，所述旋转传感器将第一压紧转轴转动圈数

在如前所述的防尘系统中，可选地，所述阈值

在如前所述的防尘系统中，可选地，在所述防尘罩内还设置有密闭的镜头舱，所述摄像头、所述压紧电机和所述旋转电机均安装在所述镜头舱内。

在如前所述的防尘系统中，可选地，所述摄像头正前方还设置有防护镜片，所述防护镜片与观察窗区域的防尘带平行布置且保持第二距离d

在如前所述的防尘系统中，可选地，所述第一距离d

在如前所述的防尘系统中，可选地，所述防尘系统还设置有第一远程控制按钮、第二远程控制按钮，所述第一远程控制按钮、所述第二远程控制按钮分别与上位机通讯交互第一工作位执行信号、第二工作位执行信号。

在如前所述的防尘系统中，可选地，第一转轴、第一压紧转轴的连线与第一压紧转轴、第二压紧转轴的连线的夹角为20°~60°，第二转轴、第二压紧转轴的连线与第一压紧转轴、第二压紧转轴的连线的夹角为120°~160°。

在如前所述的防尘系统中，可选地，所述第一转轴、所述第二转轴设置为可拆卸更换。

为了实现前述目的，本发明的第二方面提供了一种采煤机用摄像头防尘控制方法，采用如前述第一方面中任一项所述的防尘系统，其中实现如下控制方法：

S1：操作人员根据摄像头拍摄清晰度，判断是否需要更新防尘带，若判断为否，操作人员按下第一远程控制按钮，所述第一远程控制按钮向上位机输送第一工作位的执行信号，执行步骤S4；若判断为是，则操作人员按下第二远程控制按钮，所述第二远程控制按钮向上位机输送第二工作位的执行信号，执行步骤S2；

S2：所述上位机控制压紧电机工作，所述压紧电机通过第一传动单元驱动第一压紧转轴、第二压紧转轴同步后移第一距离d

S3：所述上位机控制旋转电机工作，所述旋转电机通过第二传动单元驱动第二转轴转动，第二转轴转动收卷污染的防尘带，所述污染的防尘带经由摄像头正前方的观察窗区域带动第一转轴转动放卷清洁的防尘带，当所述上位机接收到第一压紧转轴转动圈数达到预设的

S4：所述上位机控制压紧电机工作，所述压紧电机通过第一传动单元驱动第一压紧转轴、第二压紧转轴同步前移第一距离d

在如前所述的防尘系统中，可选地，在执行步骤S1前，还包括设置第一距离d

在如前所述的防尘系统中，可选地，在执行步骤S1前，还包括操作人员根据粉尘浓度设置第一压紧转轴转动圈数的阈值

本发明在摄像头正前方设置可收卷并自动更新的防尘带，通过布置在摄像头两侧的压紧转轴将防尘带压紧在观察窗的内测边沿，实现对防尘罩的密封，将摄像头及其防尘系统与粉尘隔离，在保证摄像头透过清洁的防尘带进行正常拍摄工作的同时，避免粉尘中的颗粒物进入防尘系统，影响防尘系统正常工作，提高系统使用寿命。当需要更新时，压紧转轴同步后移，驱动单元控制缠绕污染防尘带的转轴转动自动收卷并更新摄像头前的防尘带，无需人工操作，能够实现连续自动化更换，保证摄像头采集图像的清晰度，提高除尘效率，保证工作连续性和生产安全性。此外，在压紧转轴上设置旋转传感器，记录每次防尘带更新时转轴所需转动的圈数为

附图说明

参照附图，本发明的公开内容将更加显然。应当了解，这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：

图1为本发明的采煤机用摄像头防尘系统的一个实施例的结构示意图；

图2为本发明的采煤机用摄像头防尘控制方法的流程示意图。

附图标记：1-防尘罩；2-摄像头；3-防尘带；4-第一转轴；5-第二转轴；6-第一压紧转轴；7-第二压紧转轴；8-防护镜片；9-镜头舱。

具体实施方式

参照附图和具体实施例，下面将以示例方式来说明根据本发明的采煤机用摄像头防尘系统及控制方法的结构、组成、特点和优点等，然而所有描述不应理解为对本发明的保护范围形成任何限制。

此外，对于在本文提及的实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，本发明仍然允许在这些技术特征（或其等同物）之间继续进行任意组合或者删减而不存在任何的技术障碍，从而应当认为这些根据本发明的更多实施例也是在本文的记载范围之内。

还需要说明的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示即采煤机用摄像头防尘系统的各组成部分的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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公开的限制。

图1为本发明的防尘系统的一个实施例的结构示意图。如图1所示，本实施中采煤机用摄像头防尘系统包括防尘罩1，所述防尘罩1构造成开设有观察窗的壳体，所述壳体结构可以是长方形、正方形、圆形、椭圆形等中的任一种，本领域技术人员可以根据工作面现场空间结构作适应性的设计，本实施例中以长方形作示例性的说明，所述防尘罩对摄像头起到防尘作用的同时，还可保护摄像头避免工作面上坠落物对摄像头造成的冲击损害。摄像头2对准所述观察窗容置在防尘罩1的壳体内，所述摄像头透过观察窗对工作面进行图像采集工作。所述摄像头2将防尘罩1的壳体隔离成左右两个腔室，其中一侧腔室内设置有第一转轴4和第一压紧转轴6，另一侧腔室内布置有第二转轴5和第二压紧转轴7。在工作过程中，一侧腔室内的第一转轴4上缠绕清洁的防尘带，另一侧腔室内的第二转轴5上缠绕污染的防尘带，两侧腔室相互隔离，从而能够保证清洁侧的防尘带不会被污染。

第一压紧转轴6、第二压紧转轴7分别抵靠在摄像头2的两侧、布置在靠近观察窗内侧边沿位置。所述第一压紧转轴6、第二压紧转轴7由压紧电机控制可实现同步前后移动。此处“前后”方向指的是，如附图1所示，摄像头的图像采集方向为“前”，反方向为“后”，也即，压紧转轴靠近观察窗内侧为“前”，远离观察窗内侧为“后”。第一转轴4上缠绕清洁的防尘带，第二转轴5上缠绕污染的防尘带，防尘带3依次绕过第一转轴4、第一压紧转轴6、第二压紧转轴7、第二转轴5，所述防尘带3经由并覆盖摄像头2对准防尘罩观察窗正前方的区域，清洁的防尘带是透明材质，所述摄像头2可以透过透明的清洁防尘带进行图像采集工作。

在本实施例中，防尘系统设置有第一工作位和第二工作位，当防尘系统处于所述第一工作位时，压紧电机通过第一传动单元驱动第一压紧转轴6、第二压紧转轴7同步前移，将摄像头正前方的防尘带压紧抵靠在防尘罩观察窗的内侧边沿上。本领域技术人员可以根据具体结构布置需要对第二传动单元作常规设计，所述第二传动单元可以是变速齿轮箱、传动轴结构，也可以是蜗杆传动结构，本发明在此不作特殊限定。第一压紧转轴6、第二压紧转轴7之间压紧的防尘带将防尘罩的观察窗密封，防止粉尘污染摄像头以及进入防尘罩，对摄像头起到防尘的同时，保证防尘罩内部两个腔室的洁净度，避免第一转轴4上缠绕的清洁防尘带被污染，延长防尘系统使用寿命。

当防尘系统由第一工作位切换至所述第二工作位时，压紧电机通过第一传动单元驱动第一压紧转轴、第二压紧转轴同步后移，在前后方向上，所述第一压紧转轴6、第二压紧转轴7与防尘罩内侧之间的垂直距离为第一距离d

当防尘系统处于第二工作位时，可选地，所述第一转轴4设置为从动轴，所述第一转轴5设置为主动轴，所述防尘罩1内还设置有旋转电机，所述旋转电机能够通过第一传动单元驱动第二转轴5转动。此处需要说明的是，本领域技术人员可以根据具体结构布置需要对第一传动单元作常规设计，所述第一传动单元可以是变速齿轮箱、传动轴结构，也可以是蜗杆传动结构，本发明在此不作特殊限定。第二转轴5转动收卷污染的防尘带，第一转轴4在防尘带的带动下跟随转动放卷清洁的防尘带，摄像头2正前方观察窗区域的污染防尘带绕第一压紧转轴6、第二压紧转轴7移动并自动更新为清洁的防尘带。需要说明的是，第一转轴、第二转轴也可以均设置为主动轴，通过设置两个旋转电机同步控制，同样地，也可以设置两个压紧电机分别控制第一压紧转轴、第二压紧转轴，本领域技术人员可以根据具体结构布置做适应性设计，在不偏离本发明构思和原理的前提下，对上述实施方式进行变形和修改，均应当属于本发明的范围内。

可选地，在本实施例中，在所述摄像头2的正前方还设置有防护镜片8，防护镜片8设置为透明的防水防尘镜片，对摄像头起到防水防尘保护作用。当防尘系统由第一工作位切换至第二工作位时，所述压紧电机通过第一传动单元驱动第一压紧转轴、第二压紧转轴同步后移，在前后方向上，所述防尘带与所述防护镜片的垂直距离为第二距离d

可选地，在本实施例中，在所述防尘罩内还设置有密封的镜头舱9，所述防护镜片8、摄像头2、压紧电机和旋转电机均布置在所述镜头舱9内，所述第一压紧轴6、第二压紧轴7紧靠所述镜头舱9的两侧布置，所述镜头舱将所述防尘罩分割成左右两个腔室。由于镜头舱的隔离，进一步避免了在第二工作位下通过第一压紧转轴、第二压紧转轴和防尘罩之间的间隙进入左右两个腔室的粉尘颗粒对压紧电机、旋转电机以及摄像头的污染，进一步提高了系统的防尘效果，提高了压紧电机和旋转电机的使用寿命。可选地，第一转轴4、第二转轴5设置成可作整体更换，当第一转轴4上清洁的防尘带用完和/或第二转轴5上污染的防尘带收卷过多，可以对第一转轴4、第二转轴5作整体更换，方便维护和操作。压紧电机和旋转电机布置在镜头舱9内，还方便电机排线布置，在第一转轴4、第二转轴5作更换时，避免电机排线与防尘带发生缠绕、降低工作效率的情况。

可选地，在本实施例中，第一压紧转轴6上还设置有旋转传感器，所述旋转传感器记录所述第一压紧转轴6在防尘带的带动下所转过的圈数

可选地，在本实施例中，为保证第一转轴、第二转轴能稳定持续地收卷和移动防尘带，将第一转轴4、第一压紧转轴6的连线与第一压紧转轴6、第二压紧转轴7的连线的夹角设置为20°~60°，第二转轴5、第二压紧转轴7的连线与第一压紧转轴6、第二压紧转轴7的连线的夹角设置为120°~160°。

可选地，在本实施例中，防尘系统还设置有第一远程控制按钮、第二远程控制按钮，所述第一远程控制按钮、第二远程控制按钮分别与上位机通信交互第一工作位执行信号、第二工作位执行信号。操作人员根据摄像头8拍摄清晰度，判断是否需要更新防尘带，如果判断为否，则按下第一远程控制按钮，第一远程控制按钮向上位机输送第一工作位执行信号，防尘系统保持第一工作位的密封状态。如果判断为是，操作人员按下第二远程控制按钮，向上位机传输第二工作位执行信号，所述上位机控制压紧电机和旋转电机协同工作，由第一工作位的密封状态切换至第二工作位对摄像头正前方的防尘带进行更新，待摄像头正前方观察窗区域的污染防尘带自动更新为清洁的防尘带，所述上位机控制压紧电机驱动第一压紧转轴、第二压紧转轴前移，将第一压紧转轴、第二压紧转轴之间的防尘带压紧在观察窗内侧边沿，所述防尘系统重新恢复至第一工作位的密封状态。

另一方面，本发明还提供一种采煤机用摄像头防尘控制方法，该控制方法采用前述的防尘系统。在防尘系统工作之前，优选地，可以对第一距离d

S01：在防尘系统工作之前，操作人员根据防尘罩和摄像头的具体结构尺寸、空间布置以及压紧电机的性能，设置第一压紧转轴、第二压紧转轴与防尘罩内侧之间的第一距离d

S02：在执行步骤S1之前，还包括：操作人员根据工作面粉尘浓度调整防尘带所需移动更新的距离，进而对第一压紧转轴转动圈数的阈值

1）在节能模式下，取

2）在轻粉尘/颗粒物浓度工况下，取防尘带的移动距离为1.5L，即，

3）在重粉尘/颗粒物浓度工况下，取防尘带的移动距离为2L，即，

图2为本发明的采煤机用摄像头防尘控制方法的流程示意图，如附图2所示，本实施例中采用如下控制方法：

S1：操作人员根据摄像头拍摄清晰度，判断是否需要更新防尘带，若判断为否，操作人员按下第一远程控制按钮，所述第一远程控制按钮向上位机输送第一工作位的执行信号，执行步骤S4，防尘系统执行第一工作位的密封状态；若判断为是，则操作人员按下第二远程控制按钮，所述第二远程控制按钮向上位机输送第二工作位的执行信号，对摄像头正前方观察窗区域的防尘带进行更新，执行步骤S2。

S2：所述上位机控制压紧电机启动工作，所述压紧电机通过第一传动单元驱动第一压紧转轴、第二压紧转轴同步后移第一距离d

S3：当所述第一压紧转轴、第二压紧转轴同步完成后移第一距离d

S4：所述上位机控制压紧电机启动工作，所述压紧电机通过第一传动单元驱动第一压紧转轴、第二压紧转轴同步前移第一距离d

以上描述仅为本发明的示例性实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本发明中所涉及的公开范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述公开构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本发明中公开的（但不限于）具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。