一种应用于高速相机阵列的双层保护壳体

技术领域

本发明属于测试技术领域，具体涉及一种应用于高速相机阵列的双层保护壳体。

背景技术

目前，为了保证火箭橇在轨运行实况图像的记录，一般采用高速相机设备进行拍摄记录。由于高速相机具有帧频高、空间分辨率高的特点，可实现对高速运动过程的慢回放，便于后期对火箭橇试验中被试产品飞行姿态、分离过程及着靶姿态等细节进行分析评估。通过事后高清图像分析与处理，为火箭橇试验技术提升、分析失效原因、改进试验橇体、推力系统、载荷安装方式等提供重要的图像依据。由于试验过程图像是试验发生故障后进行分析的重要依据，对记录试验过程图像的高速相机设备进行有效保护是成功完成试验任务的关键步骤。

目前，利用高速相机设备观测火箭橇试验的方法主要有两种。第一种方法是通过将高速相机架设在火箭橇轨道末端侧面，在高速相机前面设置大面积掩体来保护相机机身，主要用于记录被试产品的着靶过程。第二种方法是通过橇载的方式将高速相机固定在火箭橇橇体上，利用一个塞满减震泡沫的铁盒中对高速相机进行保护，主要用于记录被试产品分离和抛罩过程。这两种高速相机的保护方法存在保护装置简陋、架设条件受限、易受环境因素影响等问题，严重阻碍高速相机在试验场的应用发展。

随着试验任务的不断拓展，利用野外试验环境测试被试产品的需求不断提升，对利用高速相机观察火箭橇在轨运行实况的技术要求也愈加严苛。野外环境火箭橇试验主要面临以下问题：

1.环境问题：野外试验场主要分布在沙漠、荒地、高原、寒地等特殊地区，高速相机容易面临暴晒、沙尘暴、强降雨、强降雪、大风、雷电等极端恶劣环境，对高速相机的使用性能易产生影响。

2.试验设备架设问题：野外火箭橇试验所覆盖距离远，一般长达数公里，使用单台高速相机无法完成火箭橇轨全过程试验记录，需采用高速相机阵列接力观测的方式完成全过程高清图像数据采集。

3.试验周期问题：野外火箭橇试验周期较长，需要高速相机阵列长时间在外工作，面临无人值守、无人看护等问题。

4.人力短缺问题：外场试验环境艰苦，试验人员短缺，无法做到对高速相机阵列中每个相机的实时控制、维护、检修，需通过远程指挥中心统一控制。

因此，为提高野外试验测试效率，亟需一款能用于野外环境无人值守情况下对火箭橇外场试验中高速相机阵列进行防护的装置。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种应用于高速相机阵列的双层保护壳体，具有容纳高速相机、环境监测传感器、位移传感、震动传感器及猫眼摄像头的第一壳体、以及容纳散热风扇、防尘网及U型加热管的第二壳体。高速相机通过高速相机固定架放置在第一壳体下底板中心，通过散热风扇形成空气对流，从而实现将第一壳体的热量导出。本发明具有防风沙、防雨雪、防雷电、防尘、防热、保温、环境监测、防盗、及视频监控功能。装备安装、维修、更换、清理操作简单，适用于野外环境无人值守情况下对火箭橇外场试验中高速相机阵列进行防护。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括如下步骤：

一种应用于高速相机阵列的双层保护壳体，包括第一壳体、第二壳体、散热风扇和U型加热管；

所述第一壳体包括内侧上顶盖、下底板、第一内侧板和第二内侧板；所述内侧上顶盖、下底板、第一内侧板和第二内侧板相互接触围成第一壳体；所述下底板与第二壳体连通；

所述第二壳体包括外侧上顶盖、第一外侧板、第二外侧板、后背板、前面板、防尘网、前侧挡风板和侧面挡风板；所述外侧上顶盖、第一外侧板、第二外侧板、后背板、前面板相互接触以围成第二壳体，所述第二壳体与第一壳体共用下底板；所述第一外侧板遮盖于第一内侧板的外侧，且第一外侧板、第一内侧板之间通过间隙隔开，第二外侧板遮盖于第二内侧板的外侧，且第二外侧板、第二内侧板之间通过间隙隔开，外侧上顶盖遮盖于内侧上顶盖的外侧，且外侧上顶盖、内侧上顶盖之间通过间隙隔开；

所述前侧挡风板和侧面挡风板分别安装在第二壳体的前面和侧面，用于遮挡部分雨雪；

所述散热风扇设置在外侧上顶盖、内侧上顶盖之间的间隙内，通过散热风扇形成空气对流，从而实现将第一壳体的热量导出；

所述U型加热管设置在第一外侧板、第一内侧板之间的间隙内；

所述下底板、外侧上顶盖、第一外侧板、第二外侧板、后背板、前面板共同构成一个封闭壳体；

所述第二外侧板设有一个矩形窗口，所述防尘网安装在矩形窗口，用于防止外界灰尘、风沙进入高速相机双层保护壳体内；

所述下底盖上设有高速相机固定架，所述高速相机固定架由四个直角固定卡座组成，四个直角固定卡座布设位置与高速相机的尺寸匹配；

所述下底盖上设有一个位移传感器固定架、一个环境监测传感器固定架和一个震动传感器固定架；所述位移传感器固定架、环境监测传感器固定架和震动传感器固定架设置在下底盖上同一侧；所述位移传感器固定架、环境监测传感器固定架和震动传感器固定架分别用于安装位移传感器、环境监测传感器和震动传感器。

优选地，所述内侧上顶盖内壁设有一个猫眼摄像头固定架，所述猫眼摄像头固定架通过螺栓固定在内侧上顶盖内壁，用于放置猫眼摄像头；

优选地，所述第一内侧板下方设有一个圆形光纤通孔，用于将散热风扇和U型加热管的控制线和电源线引入第一壳体内；所述下底盖上设有一个圆形光纤通孔和一个电源插板，其中光纤通孔用于将高速相机的触发线、高速相机的数据线、散热风扇的控制线和U型加热管的控制线引出双层保护壳体，电源插板用于连接电源线，为高速相机、散热风扇、U型加热管和猫眼摄像头供电；所述电源插板下端有一矩形电源线通孔，用于连接外界所提供的电源线。

优选地，所述U型加热管通过三个不锈钢U型加热管箍固定于第一外侧板内壁。

优选地，所述第二壳体的外侧上顶盖设置两条水平延伸竖脊，两条竖脊的距离与散热风扇尺寸保持一致，竖脊的一侧设有一道水平延伸凹槽，凹槽长度与竖脊长度一致，凹槽宽度与散热风扇宽度保持一致。

优选地，所述后背板设有一个防盗锁，防盗锁设置在后背板靠近第二外侧板一侧中部；所述背板设有一个防盗锁保护盖。

优选地，所述前面板中心开一圆孔，圆孔中通过密封胶条固定一个圆形防弹玻璃，所述防弹玻璃厚度与前面板厚度一致，防弹玻璃尺寸与圆孔尺寸一致。

优选地，所述前面板通过转轴固定一个镜头保护罩，所述镜头保护罩尺寸与圆形防弹玻璃尺寸一致。

本发明的有益效果如下：

本发明设计了一种用于高速相机阵列的双层保护壳体，设置的第一壳体能够容纳高速相机、环境监测传感器、位移传感器、震动传感器、及猫眼摄像头，具备环境监测、防盗、及视频监控功能，设置的第二壳体能容纳散热风扇、及U型加热管。散热风扇能够使周围的空气与内侧上顶盖的热量不断接触，形成空气对流，实现第一壳体主动散热，很大程度上加快第一壳体的散热速度。U型加热管能够通过第一内侧板将产生的热量传递至第一壳体内，维持高速相机使用环境温度。解决了高速相机在野外试验环境中无人看管的问题，为实现高速相机远程操纵提供有力保障。

附图说明

图1为本发明整体结构的示意图。

图2为本发明整体结构的爆炸示意图。

图3为本发明整体结构的后视剖面图。

图4为本发明整体结构的底面示意图。

图5为本发明整体结构的正面示意图。

图6为本发明整体结构的俯视剖面图。

图7为本发明去掉后背板结构的后视轴向示意图。

图8为本发明上顶盖结构的爆炸示意图。

图9为本发明第一外侧面板的轴向示意图。

图10为本发明U型加热管箍的结构示意图。

图11为本发明第二外侧面板内侧的结构示意图。

图12为本发明猫眼摄像头固定架的结构示意图。

图13为本发明不锈钢铰链的结构示意图。

图中：防盗锁保护盖1、后背板2、第一外侧板3、U型加热管箍4、U型加热管5、散热风扇6、外侧上顶盖7、前面板8、前侧挡风板9、侧面挡风板10、防尘网11、第二外侧板12、第二内侧板13、第一内侧板14、下底板15、光纤通孔16、防盗锁17、内侧上顶盖18、电源插板19、光纤通孔20、螺栓孔21、高速相机固定架22、位移传感器固定架23、环境监测传感器固定架24、外侧上顶盖竖脊25、猫眼摄像头固定架26、电源线通孔27、螺栓孔28、防弹玻璃29、不锈钢铰链30、镜头保护罩31、震动传感器固定架32、螺栓孔33、转轴34。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明提供一种高速相机阵列的双层保护壳体，具有防风沙、防雨雪、防雷电、防尘、防热、保温、环境监测、防盗、及视频监控功能。装备安装、维修、更换、清理操作简单。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种高速相机阵列的双层保护壳体，设置的第一壳体能容纳高速相机、环境监测传感器、位移传感器、震动传感器、及猫眼摄像头，具备环境监测、防盗、及视频监控功能，设置的第二壳体能容纳散热风扇、及U型加热管。散热风扇能够使周围的空气与内侧上顶盖的热量不断接触，形成空气对流，实现第一壳体主动散热，很大程度上加快第一壳体的散热速度。U型加热管能够通过第一内侧板将产生的热量传递至第一壳体内，维持高速相机使用环境温度。

所述第一壳体包括内侧上顶盖、下底板、第一内侧板、及第二内侧板，内侧上顶盖、下底板、第一内侧板、以及第二内侧板相互接触以围成第一壳体，所述第一壳体的正面、背面均与第二壳体连通，所述下底板上设有高速相机固定架、环境监测传感器固定架、位移传感器固定架、及震动传感器固定架。

所述第二壳体包括外侧上顶盖、第一外侧板、第二外侧板、后背板、前面板、防尘网、前侧挡风板、及侧面挡风板，外侧上顶盖、第一外侧板、第二外侧板、后背板、前面板、防尘网、前侧挡风板及侧面挡风板相互接触以围成第二壳体。第一外侧板遮盖于第一内侧板的外侧，且第一外侧板、第一内侧板之间通过间隙隔开，第二外侧板遮盖于第二内侧板的外侧，且第二外侧板、第二内侧板之间通过间隙隔开，外侧上顶盖遮盖于内侧上顶盖的外侧，且外侧上顶盖、内侧上顶盖之间通过间隙隔开，所述散热风扇设置在外侧上顶盖、内侧上顶盖之间的间隙内，通过散热风扇形成空气对流，从而实现将第一壳体的热量导出；所述U型加热管设置在第一外侧板、第一内侧板之间的间隙内。

所述第一壳体的下底板、第二壳体的外侧上顶盖、第一外侧板、第二外侧板、后背板、前面板、防尘网、前侧挡风板、及侧面挡风板共同构成一个密封壳体。

所述第一壳体的内侧上顶盖内壁设有一个猫眼摄像头固定架，所述猫眼摄像头固定架通过螺栓固定在内侧上顶盖内壁，固定架里可放置猫眼摄像头。

所述第一壳体的下底盖上设有一个高速相机固定架，所述高速相机固定架由四个直角固定卡座组成，直角固定卡座布设位置根据高速相机的尺寸定义。

所述第一壳体的下底盖上设有一个位移传感器固定架、一个环境监测传感器固定架、及一个震动传感器固定架，所述位移传感器固定架、环境监测传感器固定架、及震动传感器固定架设置在下底盖上同一侧。

所述第一壳体的第一内侧板下方开有一个圆形光纤通孔，用于将所述散热风扇和所述U型加热管的控制线和电源线引入第一壳体内。

所述第一壳体的下底板上设有一个圆形光纤通孔和一个电源插板，其中光纤通孔用于将高速相机的触发线、高速相机的数据线、散热风扇的控制线、及U型加热管的控制线引出所述双层保护壳体，电源插板用于连接电源线，为高速相机、散热风扇、U型加热管、及猫眼摄像头供电。

所述电源插板下端有一矩形电源线通孔，用于连接外界所提供的电源线。

所述第二壳体的第一外侧板内设置一个U型加热管，U型加热管通过三个不锈钢U型加热管箍固定于第一外侧板内壁。

所述第二壳体的外侧上顶盖设置两条水平延伸竖脊，这两条竖脊的距离与散热风扇尺寸保持一致，竖脊的一侧设有一道水平延伸凹槽，凹槽长度与竖脊长度一致，凹槽宽度与散热风扇宽度保持一致。

所述第二壳体的防尘网与第二外侧板相贴合，所述第二外侧板上贯穿设有与防尘网相对应的通气孔。所述防尘网所遮盖的截面大于通气孔的截面。

所述第二壳体的后背板设有一个防盗锁，防盗锁设置在后背板靠近第二外侧板一侧中部。

所述第二壳体的后背板设有一个防盗锁保护盖。

所述第二壳体的前面板中心开一圆孔，圆孔中通过密封胶条固定一个圆形防弹玻璃，所述防弹玻璃厚度为前面板厚度，所述防弹玻璃尺寸与圆孔尺寸一致。

所述第二壳体的前面板通过转轴固定一个镜头保护罩，所述镜头保护罩尺寸与所述圆形防弹玻璃尺寸一致。

实施例：

请参阅说明书附图1-图13，本发明提供一种技术方案：一种应用于高速相机阵列的双层保护壳体，第一壳体具有环境监测、防盗、及视频监控功能，第二壳体具有防风沙、防雨雪、防雷电、防尘、防热、及保温功能。

第一层壳体包括：内侧上顶盖18、下底板15、第一内侧板14、及第二内侧板13，内侧上顶盖18、下底板15、第一内侧板14、以及第二内侧板13相互接触以围成第一壳体。

第一壳体的正面、背面均与第二壳体连通，第一壳体下底板上设有高速相机固定架22、环境监测传感器固定架24、位移传感器固定架23、及震动传感器固定架32。

第二壳体包括外侧上顶盖7、第一外侧板3、第二外侧板12、后背板2、前面板8、防尘网11、前侧挡风板9、及侧面挡风板10，外侧上顶盖7、第一外侧板3、第二外侧板12、后背板2、前面板8、防尘网11、前侧挡风板9及侧面挡风板10相互接触以围成第二壳体。

第一外侧板3遮盖于第一内侧板14的外侧，且第一外侧板3、第一内侧板14之间通过间隙隔开，第二外侧板12遮盖于第二内侧板13的外侧，且第二外侧板12、第二内侧板13之间通过间隙隔开，外侧上顶盖7遮盖于内侧上顶盖18的外侧，且外侧上顶盖7、内侧上顶盖18之间通过间隙隔开。

散热风扇6设置在外侧上顶盖7、内侧上顶盖18之间的间隙内，通过散热风扇6形成空气对流，从而实现将第一壳体的热量导出。散热风扇6通过两道外侧上顶盖竖脊25固定卡在外侧上顶盖7上，可以通过抽取进行清洗、更换和维修。

U型加热管5设置在第一外侧板3、第一内侧板14之间的间隙内。U型加热管通过三个U型加热管箍4固定在第一外侧板3的内壁上。U型加热管箍4的左右两侧设有螺栓孔21。

第二壳体的后背板2设有一个防盗锁17，防盗锁17通过防盗锁保护盖1与外界隔开，具有隐蔽、防雨雪、及防风沙的功能。

第二壳体的前面板8内嵌入一个圆形防弹玻璃29，可将外界光线传入相机镜头通光。第二壳体的前面板8上通过一个不锈钢铰链30固定一个镜头保护罩31，用于防止防弹玻璃被雨雪、灰尘等污染。镜头保护罩31在使用时可打开。

第二壳体的第二外侧板12设有一个矩形窗口，用于与外界空气进行交换。在第二外侧板12内壁紧贴一个防尘网11，用于防止外界灰尘、风沙进入高速相机双层保护壳体内。

第二壳体的外侧设有前侧挡风板9和侧面挡风板10，用于遮挡部分雨雪。

后背板2、第一外侧板3、第二外侧板12、前面板8、及外侧上顶盖7材料为金属铝合金，第一内侧板14、第二内侧板13、内侧上顶盖18、下底板15、U型加热管箍4、散热风扇6、防尘网11、防盗锁17、防盗锁保护盖1、高速相机固定架22、位移传感器固定架23、环境监测传感器固定架24、震动传感器固定架32、猫眼摄像头固定架26、镜头保护罩31、不锈钢铰链30、及转轴34的材料为不锈钢，具备防生锈、抗腐蚀、防雷电的功能。

当后背板2被打开后，猫眼摄像头自动开启视频记录功能，用户可通过手机APP直接查看视频监控，当背板2被强制打开，震动传感器检测到异常震动后，会向远程指控中心发出告警信号，若高速相机被移动，位移传感器捕捉到异常信号后，会再次向远程指控中心发出告警信号。

环境监测传感器、U型加热管4和散热风扇6共同构成一个温度控制系统。当环境监测传感器检测到壳体内温度高于设定值时，温度控制系统将自动控制散热风扇6开始工作，当环境监测传感器检测到壳体内温度低于设定值时，温度控制系统将自动控制U型加热管4开始工作，直到壳内温度恢复设定温度区间，温度控制系统停止散热、加热过程，继续利用环境监测传感器监测环境的温度、湿度。

根据环境监测传感器所提供的数据，可以判断高速相机双层保护壳体的设备状态，若出现湿度明显超出设定值，则可判断为设备内部进水。

前面板的镜头保护罩31可通过远程操控电机进行打开和闭合操作，减少环境对防弹玻璃29的污染。

第一壳体与第二壳体之间形成空气对流层，在阳光暴晒情况下，由于第二壳体遮盖于第一壳体外侧，能够有效防止紫外线进入第一壳体，避免了单层壳体由于紫外辐射导致最外层壳体温度过高，而直接将高温传递至高速相机设备，导致热量聚集在单层壳体内，无法有效散热的情况发生。。

当第二壳体部分功能受损，如防尘网被破坏或腐蚀时，第一层壳体能形成高速相机设备与外界环境的第二层防护，减少外界沙尘对高速相机设备的损坏。