CN112004004B - 一种可调角度的土仓监控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可调角度的土仓监控装置，包括外圈、调节单元、内圈和筒体；所述内圈嵌套在所述外圈内部，所述内圈外表面与所述外圈内表面球形匹配，所述内圈前端内侧安装钢化玻璃，所述内圈后端与所述筒体前端法兰通过螺栓固定连接，所述筒体前端安装摄像头，所述摄像头伸入至内圈中，所述筒体后端法兰安装后盖，所述后盖外侧安装把手；所述钢化玻璃、内圈、筒体和后盖形成密封腔体；所述调节单元的一端连接外圈后端，所述调节单元的另一端连接筒体外侧，调节单元的长度可调；本发明通过调节角度，便于以满意角度拍摄并观察土仓内的情况，也便于更有效地冲洗掉钢化玻璃上的泥土。

Description

一种可调角度的土仓监控装置

技术领域

本发明涉及土仓监控领域，具体涉及一种可调角度的土仓监控装置。

背景技术

在盾构机掘进过程中，刀盘处于水密土仓壁前方，位于水密土仓壁后方的施工人员无法实时观察到刀盘的运转、刀具的磨损、掌子面、岩石、渣土和积水等情况，需通过监控装置来实时观察土仓内的情况。

现有技术中土仓监控装置固定安装在刀盘后方，在施工掘进过程中，监控装置将刀盘后面情况通过信号线传输至地面监控系统，同时监控装置一般配置清洗喷嘴，如果渣土附着在监控装置上，则可以通过清洗喷嘴对监控装置外侧进行清洗，确保摄像头拍摄实现清晰。

由于监控装置固定安装，其摄像角度固定，不能发生旋转。受制于土仓监控装置的安装位置，摄像头的拍摄范围难以满足施工人员的观察要求；由于清洗液喷射方向以及监控装置位置固定，受制于喷嘴的冲洗角度，监控装置外部上某些部分的粘土难以冲洗掉，影响拍摄范围和拍摄清晰度。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的旨在提供一种可调角度的土仓监控装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种可调角度的土仓监控装置，包括外圈、调节单元、内圈和筒体；

所述内圈嵌套在所述外圈内部，所述内圈外表面与所述外圈内表面球形匹配，所述内圈前端内侧安装钢化玻璃，所述内圈后端与所述筒体前端法兰通过螺栓固定连接，所述筒体前端安装摄像头，所述摄像头伸入至内圈中，所述筒体后端法兰安装后盖，所述后盖外侧安装把手；所述钢化玻璃、内圈、筒体和后盖形成密封腔体；

所述外圈内部设置清洗管道，所述外圈前端安装喷嘴座，所述喷嘴座安装喷射方向朝着钢化玻璃的喷嘴，所述喷嘴通过螺纹连接所述清洗管道；

所述调节单元一端连接外圈后端，另一端连接筒体外侧，所述调节单元的长度可调；所述把手或调节单元带动筒体和内圈相对于所述外圈旋转，所述筒体和内圈旋转至特定角度后再被调节单元固定，确保摄像头按照旋转之后的角度进行拍摄。

进一步的，所述外圈包括前外圈和后外圈，所述前外圈和后外圈具有相同球径的内球面，且所述前外圈和后外圈的接触面上分别设置匹配的凹止口和凸止口，且所述凸止口和凹止口通过螺栓连接在一起。

进一步的，所述喷嘴座焊接或者通过螺栓固定在所述前外圈前端；所述前外圈法兰通过螺栓连接至土仓壁，所述前外圈法兰和土仓壁之间设置密封槽。

进一步的，所述前外圈和后外圈接触面上设置密封槽，所述前外圈和内圈接触面上设置密封槽，所述后外圈和内圈接触面上设置密封槽。

进一步的，所述内圈还包括钢化玻璃安装槽，所述钢化玻璃安装在所述钢化玻璃安装槽中，所述钢化玻璃安装槽与钢化玻璃之间设置密封垫。

进一步的，所述所述压板覆盖在钢化玻璃外侧，且所述压板通过螺钉固定在内圈前端面，用于压紧钢化玻璃，所述压板和钢化玻璃之间设有密封垫。

进一步的，所述调节单元为调节杆或调节链，所述调节杆或调节链的一端固定连接外圈后端，另一端可拆卸地连接筒体外侧；所述调节杆或调节链通过气动方式或液压方式或电动方式来调节其长度。

进一步的，所述后盖外侧和后盖内侧通过螺钉安装电缆接头，所述电缆接头和盖板之间包括密封垫。

进一步的，所述内圈内部还包括补光灯，所述补光灯位于所述摄像头的外围，所述补光灯设置在所述钢化玻璃的内侧。

进一步的，所述调节单元为M个，均匀分布在所述筒体外侧和外圈后端；所述喷嘴为N个，均匀分布在所述外圈前端；M和N均为大于0的整数。

本发明的有益效果在于：本发明中把手或调节单元带动筒体、内圈和摄像头相对于外圈旋转，调节至满意角度后固定，此时，摄像头的拍摄角度以及喷嘴对钢化玻璃的清洗角度发生变化；本发明通过调节角度，便于以满意角度拍摄并观察土仓内的情况，也便于有效地冲洗掉钢化玻璃上的泥土。

附图说明

附图1为本发明一种可调角度的土仓监控装置的结构示意图。

附图标记：1前外圈，2后外圈，3清洗管路，4喷嘴座，5喷嘴，6内圈，7压板，8钢化玻璃，9补光灯，10摄像头，11电加热器，12筒体，13后盖，14电缆接头，15调节单元。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述：

如附图1所示，本发明提供的一种可调角度的土仓监控装置，包括外圈、调节单元15、内圈6和筒体12；内圈6嵌套在外圈内部，内圈6外表面与外圈内表面球形匹配，内圈6前端内侧安装钢化玻璃8，内圈6后端与筒体12前端法兰通过螺栓固定连接，且筒体12前端法兰和内圈后端之间设置O型圈。筒体12的前端安装摄像头10，摄像头10伸入至内圈6中，筒体12后端法兰安装后盖13，后盖13外侧安装把手；钢化玻璃8、内圈6、筒体12和后盖13形成密封腔体。优选的，内圈前端面和后端面可以但不限于为圆形，筒体的前端面和后端面可以但不限于为圆形。

其中，外圈包括前外圈和1后外圈2，前外圈1和后外圈2具有相同球径的内球面，前外圈1和后外圈2相接触的面上设置匹配的凹止口和凸止口，前外圈和后外圈通过匹配的凹止口和凸止口进行连接，且凹止口和凸止口通过螺栓连接在一起；前外圈1和后外圈2接触面上设置密封槽，前外圈和内圈接触面上设置密封槽，后外圈和内圈接触面上设置密封槽，且前外圈和后外圈的密封槽中配置对应的O型圈，用于实现水密。前外圈法兰通过螺栓固定在土仓壁上，相对应的，土仓壁需相应加工安装孔或螺纹孔，同时，前外圈法兰和土仓壁之间设置密封槽。本申请设置N个喷嘴座4均匀环绕在前外圈1前端，喷嘴座4上固定安装喷嘴5，喷嘴5的喷射方向朝着钢化玻璃8，用于清洗钢化玻璃上沾粘的沙土或泥污；在前外圈1和后外圈2中分布N条对应的清洗管道3，每个清洗管道连接至对应的喷嘴，用于提供清洗液。

内圈6外表面与外圈内表面球形匹配，内圈还包括钢化玻璃安装槽，由于外圈和内圈球形匹配，内圈可以相对于外圈进行旋转旋转一定的角度。由于前外圈和后外圈具有相同的球径的内球面，如附图1所示，前外圈1和后外圈2对称分布在内圈6外侧的前后侧。钢化玻璃安装槽位于内圈前端内侧，钢化玻璃安装在钢化玻璃安装槽中，钢化玻璃安装槽与钢化玻璃之间设置密封垫，密封垫可以但不限于为O型圈；同时，压板覆盖在钢化玻璃外侧，且压板通过螺钉固定在内圈前端面，用于压紧钢化玻璃，压板和钢化玻璃之间设有密封垫，密封垫可以但不限于为O型圈；钢化玻璃与内圈之间的密封垫以及钢化玻璃和压板之间的密封垫均是为了实现水密。具体的钢化玻璃为单片钢化玻璃或夹胶钢化玻璃。

内圈6后端与筒体12前端法兰通过螺栓固定连接。筒体12前端固定安装摄像头10。摄像头10伸入至内圈6腔体中，优选的，摄像头10的视线中心线与筒体12中心线重合，摄像头10靠近钢化玻璃，钢化玻璃为透明材质，并不会干扰摄像头的视线，摄像头10所采集的视频信号，通过网线将数据传输至主机，对土仓实施视频监控、录像和回放等。在摄像头10的外围设置补光灯9，补光灯9设置在钢化玻璃8的内侧，可为环状结构，围绕在摄像头10的一圈，用于对摄像头10拍摄过程中光线进行调节。如此一来，内圈6腔室中从后往前依次设置摄像头10、补光灯9和钢化玻璃8。筒体后端法兰安装后盖13，后盖外侧安装把手，由于内圈和筒体固定连接，且内圈可以相对于外圈进行旋转，因此，把手或调节单元带动筒体和内圈可以相对于外圈进行旋转，进而使得摄像头的拍摄角度发生变化；由于喷嘴固定在前外圈上，并不会随着内圈旋转而旋转，进而使得喷嘴对钢化玻璃的喷射角度发生变化。

后盖内侧设置电加热器11，电加热器11用于调整内圈和筒体密封环境中的温度。后盖13内侧和外侧还设置电缆接头14，外侧的电缆接头14用于将摄像头、电加热器、补光灯连接至外部电源以及外侧信号接收装置。电缆接头14和后盖13之间设置密封垫，用于确保后盖外侧电缆接头连接处的良好密封性，确保即使钢化玻璃槽发生破裂之后，电缆接头处仍然保持水密。本申请中内圈、筒体、钢化玻璃、后盖形成的腔室为密封环境，摄像头、电加热器、补光灯被固定在密封腔室中。

本申请还包括M个调节单元15，调节单元15的一端连接后外圈2后端，即后外圈远离前外圈的一端，调节单元15的另一端连接筒体12的外侧。调节单元可以为自动调节单元或者手动调节单元，自动调节单元可以自动改变调节单元的长度，进而使得调节单元带动筒体和内圈进行旋转；手动调节单元可以通过手动转动把手或者手动改变调节单元的长度，进而使得把手或者调节单元带动筒体和内圈进行旋转。

调节单元15具体可以为调节链或者调节杆或者其他长度可变的调节单元结构，上述调节链可以为柔性链状，如绳索、钢链等。调节单元均匀分布在筒体12外侧和外圈后端；本申请中调节链或调节杆可以通过气动、液压、电动等方式来调节其长度。如附图1所示，固定在后外圈2和筒体12上的调节链或调节杆的长度可以根据拍摄角度等需要灵活调节。正常情况下或者初始情况下，内圈和外圈之间不会发生旋转，正好内圈外表面和外圈内表面球形相切，当摄像头的角度需要调整时，可以通过把手或者调节链或调节杆进行角度调整：采用把手调整时，调节链或调节杆松弛或者一端被拆卸，把手带动筒体和内圈相对于外圈旋转，旋转至特定角度后再被调节链或调节杆固定；采用调节链或调节杆调整时，调节杆或调节链直接带动筒体和内圈相对于外圈旋转，旋转至特定角度后再被长度改变的调节链或调节杆固定；确保摄像头按照旋转之后的角度进行拍摄。

优选的，本发明中筒体可以为圆柱状结构，调节单元均匀固定在圆柱状筒体的外侧，不同位置的调节单元的长度在摄像头拍摄角度变化之后不一定相同，通过对筒体一圈的固定，确保筒体不会发生晃动，进而确保摄像头拍摄图像的清晰度。

本发明中外圈固定在土仓壁上，外圈上设置的喷嘴也固定，内圈和筒体以及内圈筒体内部腔室中所有部件均可以在把手或调节单元带动下进行旋转，该旋转会发生在两种情况下：一种是需要调整摄像头视线时，通过调整摄像头视线可以确保监控装置的全面覆盖性，满足施工人员的观察要求。另一种是需要调整喷嘴的喷射角度时，通过调整喷射角度，可以确保钢化玻璃上的泥土或沙土被完全冲刷干净，进一步确保摄像头视线无障碍。

本发明中把手或调节单元带动筒体、内圈和摄像头相对于外圈旋转，旋转至满意角度后固定，此时，摄像头的拍摄角度以及喷嘴对钢化玻璃的清洗角度发生变化；本发明通过调节角度，便于以满意角度拍摄并观察土仓内的情况，也便于更有效地冲洗掉钢化玻璃上的泥土。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种可调角度的土仓监控装置，其特征在于，包括外圈、调节单元、内圈和筒体；

所述内圈嵌套在所述外圈内部，所述内圈外表面与所述外圈内表面球形匹配，所述内圈前端内侧安装钢化玻璃，所述内圈后端与所述筒体前端法兰通过螺栓固定连接，所述筒体前端安装摄像头，所述摄像头伸入至内圈中，所述筒体后端法兰安装后盖，所述后盖外侧安装把手；所述钢化玻璃、内圈、筒体和后盖形成密封腔体；

所述外圈内部设置清洗管道，所述外圈前端安装喷嘴座，所述喷嘴座安装喷射方向朝着钢化玻璃的喷嘴，所述喷嘴通过螺纹连接所述清洗管道；

所述调节单元一端连接外圈后端，另一端连接筒体外侧，所述调节单元的长度可调；所述把手或调节单元带动筒体和内圈相对于所述外圈旋转，所述筒体和内圈旋转至特定角度后再被调节单元固定，确保摄像头按照旋转之后的角度进行拍摄，所述外圈包括前外圈和后外圈，所述前外圈和后外圈具有相同球径的内球面，且所述前外圈和后外圈的接触面上分别设置匹配的凹止口和凸止口，且所述凸止口和凹止口通过螺栓连接在一起，所述喷嘴座焊接或者通过螺栓固定在所述前外圈前端；所述前外圈法兰通过螺栓连接至土仓壁，所述前外圈法兰和土仓壁之间设置密封槽，所述前外圈和后外圈接触面上设置密封槽，所述前外圈和内圈接触面上设置密封槽，所述后外圈和内圈接触面上设置密封槽。

2.根据权利要求1所述的一种可调角度的土仓监控装置，其特征在于，所述内圈还包括钢化玻璃安装槽，所述钢化玻璃安装在所述钢化玻璃安装槽中，所述钢化玻璃安装槽与钢化玻璃之间设置密封垫。

3.根据权利要求2所述的一种可调角度的土仓监控装置，其特征在于，压板覆盖在钢化玻璃外侧，且所述压板通过螺钉固定在内圈前端面，用于压紧钢化玻璃，所述压板和钢化玻璃之间设有密封垫。

4.根据权利要求1所述的一种可调角度的土仓监控装置，其特征在于，所述调节单元为调节杆或调节链，所述调节杆或调节链的一端固定连接外圈后端，另一端可拆卸地连接筒体外侧；所述调节杆或调节链通过气动方式或液压方式或电动方式来调节其长度。

5.根据权利要求1所述的一种可调角度的土仓监控装置，其特征在于，所述后盖外侧和后盖内侧通过螺钉安装电缆接头，所述电缆接头和盖板之间包括密封垫。

6.根据权利要求1所述的一种可调角度的土仓监控装置，其特征在于，所述内圈内部还包括补光灯，所述补光灯位于所述摄像头的外围，所述补光灯设置在所述钢化玻璃的内侧。

7.根据权利要求1所述的一种可调角度的土仓监控装置，其特征在于，所述调节单元为M个，均匀分布在所述筒体外侧和外圈后端；所述喷嘴为N个，均匀分布在所述外圈前端；M和N均为大于0的整数。

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