一种航标用一体化智能影像采集装置

技术领域

本发明属于航海导向技术领域，具体为一种航标用一体化智能影像采集装置。

背景技术

我国海域辽阔，船只运输行业发达，因此为了保障航行的安全，各个海域要道都会安装有航标，航标应用于帮助引导船舶航行、定位和标示碍航物与标识警告的人工标志，通常设于通航水域或其近处，以标示航道、锚地、滩险及其他碍航物的位置。

目前传统的航标主要由浮座、警示灯、太阳能板和重块等部件构成，结构简单，功能单一，仅能起到简单的指引和警告等作用，但是由于通航水域辽阔，船舶数量众多，当船舶碰撞和非法行驶等情况时，管理部门无法第一时间锁定肇事船舶，且在肇事追责过程中无法提供直接证据，对于航标管理部门或者运维部门造成了极大的工作负担，此外，当船舶发生事故时，相关部门也无法第一时间了解现场情况组织营救，因此需要对现有的航标增设影像采集装置，以便进行取证和组织营救等，此外，将航标放置到海面上，航标会受到海水的作用会发生明显的晃动，使得固定安装在航标上的影像采集装置在采集影像时发生晃动，造成采集后的影像产生重影无法识别，另外，由于现有影像采集的对焦距离短，当船舶距离影像采集装置距离过远时，就无法获得清晰的图像，不利于取证和组织营救等，同时，附着在镜头上的海水，不但会造成图像不清晰，还会造成镜头磨损，使得使用成本增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种航标用一体化智能影像采集装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种航标用一体化智能影像采集装置，包括浮座，所述浮座下表面中部固定安装有底杆，所述底杆的底端固定安装有重块，所述浮座的中部设有稳定机构，所述浮座上表面的前侧对称安装有方套，两个所述方套的中部均滑动套接有方轴，两个所述方轴的上部均活动套接有第一旋转座，两个所述方轴内侧面的中部固定安装有连接梁，所述连接梁上表面的中部螺纹连接有底部与浮座活动套接的第一螺纹杆，所述第一螺纹杆的底部固定套接有第二被动齿轮，所述浮座的上表面固定安装有第二驱动件，所述第二驱动件输出轴的顶端固定安装有与第二被动齿轮啮合的第二主动齿轮，所述浮座上表面的后侧对称安装有支撑杆，两个所述支撑杆的顶部均活动套接有第二旋转座，两个所述第二旋转座的顶端固定安装有与第一旋转座滑动套接的下支撑座，所述下支撑座上表面的中部固定安装有外齿轮轴，所述外齿轮轴的上部活动套接有上支撑座，所述外齿轮轴曲面的上部固定套接有与上支撑座活动套接的限环,所述上支撑座上表面固定安装有第三驱动件，所述第三驱动件输出轴的底端固定安装有与外齿轮轴啮合的第三主动齿轮,所述上支撑座上表面固定安装有影像采集机构，所述上支撑座上表面固定安装有安装壳，所述安装壳上表面中部固定安装有警示灯，所述方套与支撑杆之间设有多组太阳蓄电板。

优选的，所述浮座包括安装槽，所述安装槽开设在浮座上表面的中部，所述安装槽侧面的上部固定安装有安装座，所述浮座的侧面开设有环槽，所述浮座的底部固定安装有限转板。

优选的，所述稳定机构包括第一驱动件，所述第一驱动件固定安装在安装座上表面的中部，所述第一驱动件的输出轴与安装座活动的套接，所述第一驱动件输出轴的底端固定安装有第一主动齿轮，所述安装槽内腔的底部活动套接有与第一主动齿轮啮合的齿轮组，所述环槽的中部活动套接有内齿环，所述内齿环的外侧面圆周等距固定安装有多个连接块，多个所述连接块的上表面均固定安装有竖杆，多个所述竖杆上部的外侧面均固定安装有横杆，多个所述横杆下表面的外侧均固定安装有套杆，多个所述套杆的底部均滑动套接有套筒，多个所述套筒内腔的底部均固定安装有顶端与套杆底端固定安装的弹性件，所述套筒内腔的上部固定安装由限位圈，多个所述套筒的底部均固定安装有浮球。

优选的，所述影像采集机构包括采集器，所述采集器固定安装在上支撑座的上表面，所述采集器前侧面的中部固定安装有安装筒，所述安装筒的两侧对称开设有导向口，两个所述导向口的中部滑动套接有与安装筒内腔滑动套接的镜头支架，所述镜头支架的中部固定安装有聚焦镜头，所述安装筒内腔的前侧活动套接有外齿轮环，所述外齿轮环的中部固定安装有平面透镜，所述安装筒内腔的前侧固定安装有与外齿轮环前侧面滑动接触的密封圈，所述上支撑座上表面的后侧固定安装有第四驱动件，所述第四驱动件输出轴的两端均固定安装有主动锥齿轮，一侧所述上支撑座的上表面活动套接有与一侧所述主动锥齿轮啮合的换向轮，所述上支撑座的上表面位于采集器与第四驱动件的中部固定安装支撑板，所述支撑板中部的两侧均活动套接有与镜头支架螺纹连接的第二螺纹杆，两个所述第二螺纹杆的后端固定安装有被动锥齿轮，一侧所述被动锥齿轮与换向轮啮合，另一侧所述被动锥齿轮与主动锥齿轮啮合，两个所述第二螺纹杆的前端均固定安装与外齿轮环啮合的第四主动齿轮。

优选的，所述平面透镜采用透明度高的光滑平面玻璃材料制成，所述平面透镜的外侧面喷涂有多层透明且耐磨的钢化涂层。

优选的，所述安装筒内侧的前侧圆周等距开设有多组引流槽。

优选的，所述浮球侧面为光滑的平面，所述浮球的中部无实体。

本发明的有益效果如下：

1、本发明通过设置第二驱动件、第二主动齿轮、第二被动齿轮、第一螺纹杆、连接梁、连接梁、第一旋转座、支撑杆、第二旋转座、下支撑座、外齿轮轴、限环和上支撑座带动影像采集机构沿着第二旋转座的轴线垂直转动，此外，通过设置第三驱动件、第三主动齿轮、外齿轮轴和上支撑座带动影像采集机构沿着外齿轮轴的轴线水平方向转动，从而实现了影像采集机构对任意位置的船只进行拍摄。

2、本发明使用时，当一侧的水位高于另一侧时，一侧浮球受到海水的推动向上移动，浮球推动套筒向上移动，套筒通过弹性件推动套杆向上移动，此时弹性件受到压缩，对套杆向上移动起到减缓的作用，同理，另一侧弹性件对另一侧套杆向下移动起到减缓的作用，从而实现了装置从一侧到另一侧沿线的平稳，此外，启动第一驱动件，第一驱动件的输出轴带动第一主动齿轮转动，第一主动齿轮带动齿轮组转动，齿轮组带动内齿环转动，内齿环带动连接块转动，连接块带动竖杆转动，竖杆带动横杆转动，横杆带动套杆转动，套杆带动套筒转动，套筒带动套筒、弹性件和浮球转动，从而大幅度减缓了装置任意方向的摇摆和上下震动，进而有效的解决了影像采集机构的摇晃造成收集到的影像产生重影的问题，提高了影像的清晰度。

3、本发明通过设置第四驱动件、主动锥齿轮、换向轮、被动锥齿轮、第二螺纹杆和镜头支架带动聚焦镜头移动，从而使影像采集机构可以近距离和超远距离对焦，实现了对超远距离的船只进行拍照，此外，通过第二螺纹杆带动第四主动齿轮转动，第四主动齿轮转动使附着在平面透镜上的海水因离心力从平面透镜上脱离，从而解决了海水附着在平面透镜上，造成图像不清晰，和海水直接与聚焦镜头接触，造成聚焦镜头磨损的问题。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明整体外观示意图；

图3为本发明安装筒结构示意图；

图4为本发明稳定机构示意图；

图5为本发明下支撑座示意图。

图中：1、浮座；101、安装槽；102、安装座；103、环槽；104、限转板；2、底杆；3、重块；4、稳定机构；401、第一驱动件；402、第一主动齿轮；403、齿轮组；404、内齿环；405、连接块；406、竖杆；407、横杆；408、套杆；409、套筒；410、弹性件；411、限位圈；412、浮球；5、方套；501、方轴；502、第一旋转座；503、连接梁；504、第一螺纹杆；505、第二被动齿轮；506、第二驱动件；507、第二主动齿轮；6、支撑杆；601、第二旋转座；7、下支撑座；8、外齿轮轴；801、限环；9、上支撑座；10、第三驱动件；1001、第三主动齿轮；11、影像采集机构；1101、采集器；1102、安装筒；1103、导向口；1104、镜头支架；1105、聚焦镜头；1106、外齿轮环；1107、平面透镜；1108、密封圈；1109、第四驱动件；1110、主动锥齿轮；1111、换向轮；1112、支撑板；1113、第二螺纹杆；1114、被动锥齿轮；1115、第四主动齿轮；12、安装壳；13、警示灯。

具体实施方式

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图5所示，本发明实施例提供了一种航标用一体化智能影像采集装置，包括浮座1，浮座1下表面中部固定安装有底杆2，底杆2底端固定安装有重块3，浮座1的中部设有稳定机构4，浮座1上表面的前侧对称安装有方套5，两个方套5的中部均滑动套接有方轴501，两个方轴501的上部均活动套接有第一旋转座502，两个方轴501内侧面的中部固定安装有连接梁503，连接梁503上表面的中部螺纹连接有底部与浮座1活动套接的第一螺纹杆504，第一螺纹杆504的底部固定套接有第二被动齿轮505，浮座1的上表面固定安装有第二驱动件506，第二驱动件506输出轴的顶端固定安装有与第二被动齿轮505啮合的第二主动齿轮507，浮座1上表面的后侧对称安装有支撑杆6，两个支撑杆6的顶部均活动套接有第二旋转座601，两个第二旋转座601的上表面固定安装有与第一旋转座502滑动套接的下支撑座7，下支撑座7上表面的中部固定安装有外齿轮轴8，外齿轮轴8的上部活动套接有上支撑座9，外齿轮轴8曲面上部固定套接有与上支撑座9活动套接的限环801,上支撑座9上表面固定安装有第三驱动件10，第三驱动件10输出轴的底端固定安装有与外齿轮轴8啮合的第三主动齿轮1001,上支撑座9上表面固定安装有影像采集机构11，上支撑座9上表面固定安装有安装壳12，安装壳12上表面中部固定安装有警示灯13，方套5与支撑杆6之间设有多组太阳蓄电板，太阳能蓄电板通过将太阳能转化为电能，并将电能存储起来，为第一驱动件401、第二驱动件506、第三驱动件10和第四驱动件1109提供电能，已解决海上供电困难的问题，下支撑座7下表面的两侧对称开设有限位槽，第一旋转座502与限位槽滑动接触，限环801用来限制上支撑座9上下移动，安装壳12由不透明的材料制成，避免外部光线干涉到影像采集机构11，造成成像效果变差，启动第二驱动件506，第二驱动件506的输出轴带动第二主动齿轮507转动，第二主动齿轮507带动第二被动齿轮505转动，第二被动齿轮505带动第一螺纹杆504转动，第一螺纹杆504带动连接梁503向上移动，连接梁503带动第一旋转座502向上移动，第一旋转座502推动下支撑座7沿着第二旋转座601的轴线转动，同时，第一旋转座502沿着限位槽先上滑动，下支撑座7推动外齿轮轴8转动，外齿轮轴8带动上支撑座9转动，上支撑座9带动影像采集机构11沿着第二旋转座601的轴线垂直转动，此外，启动第三驱动件10，第三驱动件10带动第三主动齿轮1001转动，第三主动齿轮1001沿着外齿轮轴8侧面转动，第三主动齿轮1001通过第三驱动件10带动上支撑座9沿着外齿轮轴8的轴线转动，上支撑座9带动影像采集机构11沿着外齿轮轴8的轴线水平方向转动，从而实现了影像采集机构11对任意位置的船只进行拍摄。

如图3和图4所示，浮座1包括安装槽101，安装槽101开设在浮座1上表面的中部，安装槽101的上部固定安装有安装座102，浮座1的侧面开设有环槽103，浮座1的底部固定安装有限转板104，环槽103和内齿环404的接触面均为光滑面，减小内齿环404转动时受到的摩擦阻力，从而在减小第一驱动件401负载的同时减小电量消耗，

如图1至图4所示，稳定机构4包括第一驱动件401，第一驱动件401固定安装在安装座102上表面的中部，第一驱动件401的输出轴与安装座102活动的套接，第一驱动件401输出轴的底端固定安装有第一主动齿轮402，安装槽101内腔的底部活动套接有与第一主动齿轮402啮合的齿轮组403，环槽103的中部活动套接有内齿环404，内齿环404的外侧面圆周等距固定安装有多个连接块405，多个连接块405的上表面均固定安装有竖杆406，多个竖杆406上部的外侧面均固定安装有横杆407，多个横杆407的下表面均固定安装有套杆408，多个套杆408的底部均滑动套接有套筒409，套筒409内腔的上部固定安装由限位圈411，多个套筒409内腔的底部均固定安装有顶端与套杆408底端固定安装的弹性件410，多个套筒409的底部均固定安装有浮球412,限位圈411用来限制套杆408上下位移的幅度，避免套杆408脱离套筒409的内腔，同时避免套杆408过度压缩弹性件410，导致弹性件410损坏，使用时，当一侧的水位高于另一侧时，一侧浮球412受到海水的推动向上移动，浮球412推动套筒409向上移动，套筒409通过弹性件410推动套杆408向上移动，此时弹性件410受到压缩，对套杆408向上移动起到向上减缓的作用，同理，另一侧弹性件410对另一侧套杆408向下移动起到向下减缓的作用，从而实现了装置从一侧到另一侧沿线的平稳，此外，启动第一驱动件401，第一驱动件401的输出轴带动第一主动齿轮402转动，第一主动齿轮402带动齿轮组403转动，齿轮组403带动内齿环404转动，内齿环404带动连接块405转动，连接块405带动竖杆406转动，竖杆406带动横杆407转动，横杆407带动套杆408转动，套杆408带动套筒409转动，套筒409带动套筒409、弹性件410和浮球412转动，从而大幅度减缓了装置任意方向的摇摆和上下震动，进而有效的解决了影像采集机构11的摇晃造成收集到的影像产生重影的问题，提高了影像的清晰度。

如图1、图3和图5所示，影像采集机构11包括采集器1101，采集器1101固定安装在上支撑座9的上表面，采集器1101前侧面的中部固定安装有安装筒1102，安装筒1102的两侧对称开设有导向口1103，两个导向口1103的中部滑动套接有与安装筒1102内腔滑动套接的镜头支架1104，镜头支架1104的中部固定安装有聚焦镜头1105，安装筒1102内腔的前侧活动套接有外齿轮环1106，外齿轮环1106的中部固定安装有平面透镜1107，安装筒1102内腔的前侧固定安装有与外齿轮环1106前侧面滑动接触的密封圈1108，上支撑座9上表面的后侧固定安装有第四驱动件1109，第四驱动件1109输出轴的两端均固定安装有主动锥齿轮1110，一侧上支撑座9的上表面活动套接有与一侧主动锥齿轮1110啮合的换向轮1111，上支撑座9的上表面位于采集器1101与第四驱动件1109的中部固定安装支撑板1112，支撑板1112中部的两侧均活动套接有与镜头支架1104螺纹连接的第二螺纹杆1113，两个第二螺纹杆1113的后端固定安装有被动锥齿轮1114，一侧被动锥齿轮1114与换向轮1111啮合，另一侧被动锥齿轮1114与主动锥齿轮1110啮合，两个第二螺纹杆1113的前端均固定安装与外齿轮环1106啮合的第四主动齿轮1115，镜头支架1104与第二螺纹杆1113采用螺纹螺杆连接，可以使镜头支架1104移动距离更加的准确，从而提高影像采集机构11的成像效果，使其成像更加清晰，使用时，启动第四驱动件1109，第四驱动件1109的输出轴带动主动锥齿轮1110转动，一侧主动锥齿轮1110带动换向轮1111转动，换向轮1111带动一侧被动锥齿轮1114转动，另一侧主动锥齿轮1110带动另一侧被动锥齿轮1114转动，被动锥齿轮1114带动第二螺纹杆1113转动，第二螺纹杆1113带动镜头支架1104移动，从而使影像采集机构11可以近距离和超远距离对焦，实现了对超远距离的船只进行拍照，此外，第二螺纹杆1113带动第四主动齿轮1115转动，转动的第四主动齿轮1115使附着在平面透镜1107上的海水因离心力从平面透镜1107上脱离，从而解决了海水附着在平面透镜1107上，造成图像不清晰，和海水直接与聚焦镜头1105接触，造成聚焦镜头1105磨损的问题。

如图1、图3和图5所示，平面透镜1107采用透明度高的光滑平面玻璃材料制成，避免光线损耗，提高成像质量，平面透镜1107的外侧面喷涂有多层透明且耐磨的钢化涂层，减缓海水对平面透镜1107表面的磨损，提高平面透镜1107使用寿命，同时避免聚焦镜头1105与海水接触磨损，提高聚焦镜头1105使用寿命。

如图1、图3和图5所示，安装筒1102内侧的前侧圆周等距开设有多组引流槽，从而更快的使聚集在外齿轮环1106前侧的海水流出安装筒1102，减小海水对平面透镜1107的遮挡，提高成像质量。

如图1至图4所示，浮球412侧面为光滑的平面，减小浮球412运动时受到海水的阻力，减小第一驱动件401负载，降低电能消耗，浮球412的中部无实体，减小装置的重量，提高浮力，便于运输。

工作原理及使用流程：

使用时，将装置放到水面上，先启动稳定机构4，稳定机构4运转，使装置在水面上保持平稳，再启动第二驱动件506，第二驱动件506的输出轴带动第二主动齿轮507转动，第二主动齿轮507带动第二被动齿轮505转动，第二被动齿轮505带动第一螺纹杆504转动，第一螺纹杆504带动连接梁503向上移动，连接梁503带动第一旋转座502向上移动，第一旋转座502带动下支撑座7沿着第二旋转座601的轴线转动，下支撑座7带动外齿轮轴8转动，外齿轮轴8带动上支撑座9转动，上支撑座9带动影像采集机构11沿着第二旋转座601的轴线垂直转动，此外，启动第三驱动件10，第三驱动件10带动第三主动齿轮1001转动，第三主动齿轮1001沿着外齿轮轴8侧面转动，第三主动齿轮1001通过第三驱动件10带动上支撑座9沿着外齿轮轴8的轴线转动，上支撑座9带动影像采集机构11沿着外齿轮轴8的轴线水平方向转动，从而实现了影像采集机构11对任意位置的船只进行拍摄取证，解决了晃动的航标造成影像采集装置采集的影像重影和海水遮挡镜头磨损镜头的问题。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。