專利名稱：水下圍網(wǎng)查漏儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水下攝像裝置，應(yīng)用于水產(chǎn)圍網(wǎng)養(yǎng)殖業(yè)，對(duì)水下圍網(wǎng)破損進(jìn)行檢查。圍網(wǎng)好象一面墻，靠它阻止魚(yú)蟹逃逸。在大面積圍網(wǎng)上查漏，尤其水渾濁，能見(jiàn)度太低情況下查漏，一直是圍網(wǎng)養(yǎng)殖業(yè)的業(yè)主頭痛的問(wèn)題，目前絕大部分養(yǎng)殖業(yè)的業(yè)主都是雇傭漁民下水用手摸查，勞動(dòng)強(qiáng)度很大且效率低下。極個(gè)別業(yè)主用水下攝像頭來(lái)查漏。其方法是將水下攝像頭固定在一根竹桿的一端，人在船上手持竹竿另一端，將攝像頭伸入水下探測(cè)，通過(guò)船上的監(jiān)視器便可以觀察水下圍網(wǎng)的狀態(tài)。但這種方法受水質(zhì)限制，觀察面積太小，而且操作不便，隨機(jī)性很大，效率低下，不實(shí)用。本攝像裝置正是解決此問(wèn)題的。其包括二個(gè)部分?jǐn)z像頭和控制裝置。前者作用是攝取圍網(wǎng)的圖像信號(hào)通過(guò)電纜傳送給監(jiān)示器；后者的作用是控制攝像頭在水下位置，即通過(guò)固定夾具及連桿，將攝像頭相對(duì)固定在船的側(cè)下方一定深度水下，查漏時(shí)，使船沿圍網(wǎng)開(kāi)行，整個(gè)儀器隨船而行，不用任何操作，僅僅依靠水對(duì)攝像頭的浮力，控制裝置就能控制攝像頭自動(dòng)貼緊圍網(wǎng)并滑行，完成對(duì)圍網(wǎng)的平推式掃描。
背景技術(shù)：
目前，共知的水下攝像頭是由CCD或CMOS攝像機(jī)、照明裝置及防水外殼構(gòu)成。其在水下的攝像距離、范圍，主要取決于水質(zhì)。當(dāng)水質(zhì)清澈時(shí)，養(yǎng)殖戶用它進(jìn)行水下小范圍內(nèi)圍網(wǎng)查漏，較為方便。當(dāng)水質(zhì)很渾濁時(shí)，光在水中散射嚴(yán)重，即使是很高檔的水下攝像頭，甚至更高檔的水下攝像機(jī)，也只有緊貼在圍網(wǎng)上，才能攝取清晰的圖象信號(hào)，但此時(shí)成像面積太小，一般僅有攝像頭鏡面大小——直徑50毫米左右的圓。此時(shí)用其在大面積圍網(wǎng)上查漏，如大海撈針。就長(zhǎng)江水系而言，全年大部分時(shí)間，尤其汛期是圍網(wǎng)破損多發(fā)期，水質(zhì)較差，懸浮物多，能見(jiàn)度低，它就不能使用。用這類水下攝像頭進(jìn)行圍網(wǎng)查漏，可用機(jī)會(huì)太少，而且效率低，容易漏查。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服用現(xiàn)有水下攝像頭進(jìn)行圍網(wǎng)查漏，受限于水質(zhì)，及效率低的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種水下圍網(wǎng)查漏儀，它不僅能適應(yīng)各種水質(zhì)，而且具有控制裝置，能對(duì)大面積圍網(wǎng)進(jìn)行全面、快速查漏，操作方便。
本實(shí)用新型解決技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是1、攝像頭專門(mén)的防水外殼請(qǐng)參閱附圖2，將殼體(12)做成長(zhǎng)方形漏斗形狀，除法蘭口與電纜引出口外，全部封閉，內(nèi)部形成一個(gè)空腔。單板攝像機(jī)(13)的鏡頭，從紅外照明電路板(14)中心的圓孔穿過(guò)，并一同固定在殼體(12)的尾部，并通過(guò)電纜與外面的電源及監(jiān)示器聯(lián)系，電纜的引出口周圍用膠密封；殼體(12)的法蘭口上依次疊放密封橡膠墊(15)、防水鏡面玻璃(16)、壓口框(17)，并用密封固定螺絲(18)將它們與殼體法蘭口緊固，使殼體內(nèi)部成為一個(gè)密閉的環(huán)境，單板攝像機(jī)(13)透過(guò)防水鏡面玻璃(16)進(jìn)行拍攝。這樣，和傳統(tǒng)水下攝像頭相比，防水外殼變大，攝像機(jī)鏡頭到防水鏡面玻璃(16)的距離(這里暫稱為物距L)增大，防水鏡面玻璃(16)的有效面積(這里暫稱為觀察面積S)也增大。查網(wǎng)時(shí)，使防水鏡面玻璃緊貼在圍網(wǎng)上，這樣，圍網(wǎng)的反射光線幾乎直接穿過(guò)鏡面玻璃進(jìn)入箱體空氣介質(zhì)，而到達(dá)攝像機(jī)鏡頭成像，S就是可視的圍網(wǎng)面積。由于光線無(wú)需經(jīng)過(guò)厚厚的水層，故成像與水質(zhì)關(guān)系不大。合理選擇觀察面積S、物距L及攝像機(jī)鏡頭的焦聚f，既可以使箱體的體積適中，增加操作靈活性，又能獲得較大的觀察面積S，提高工作效率。具體參數(shù)確立的步驟是S首先確立。由于采用平推掃描工作方式，所以，鏡面做成長(zhǎng)方形，盡量加大高度，而寬度則可以適當(dāng)減小，以縮小箱體的體積，方便操縱。使所成的圖象的寬高比在5∶1左右即可。(攝像機(jī)行對(duì)應(yīng)觀察面的高，且圖象行滿幅；攝像機(jī)的場(chǎng)對(duì)應(yīng)觀察面的寬，圖象場(chǎng)幅只占滿幅的三分之一左右。)例如，經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，一個(gè)較理想的尺寸是，高、寬分別取880mm，160mm。下一步確立f。由于f值越小，水平視角越大，物距L越小，從而箱體的深度越小，則體積越小，但圖象四周變形越大。考慮到查漏對(duì)圖象幾何變形要求不高，兼顧箱體的體積因素，選用f＝2.1mm的固定焦聚單板機(jī)鏡頭，水平視角110度左右。若是防水外殼的鏡面玻璃高度取880mm，則物距L＝(880/2)/tag(110度/2)＝300mm。這樣做成的箱體大小比較適中，便于控制裝置工作。
2、如此大的一個(gè)攝像頭，如何在水下完成對(duì)圍網(wǎng)的平推掃描，完全依靠控制裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種裝置結(jié)構(gòu)請(qǐng)參閱附


圖1，由固定夾具(1)、活動(dòng)套管(2)、轉(zhuǎn)軸(3)、定位螺絲(4)、連桿(5)、“U”型支架(6)及凸軸(7)組成。凸軸(7)對(duì)稱焊接在箱體重心垂直坐標(biāo)下方40mm處的箱體兩側(cè)表面，“U”型支架(6)套在凸軸(7)上，并能繞凸軸(7)自由轉(zhuǎn)動(dòng)；連桿(5)一端與“U”型支架(6)通過(guò)螺絲鋼性連接，另一端自由穿插在活動(dòng)套管(2)中，并由定位螺絲(4)來(lái)調(diào)整和固定其在活動(dòng)套管(2)中的位置；活動(dòng)套管(2)與固定夾具(1)的拐角處相鉸接，轉(zhuǎn)軸(3)是鉸接的軸，活動(dòng)套管(2)能圍繞轉(zhuǎn)軸(3)在平面90度內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)；固定夾具(1)夾在船的側(cè)面，使整個(gè)儀器與船相對(duì)固定。這樣，在轉(zhuǎn)軸(3)和凸軸(7)兩處形成兩個(gè)平面活動(dòng)關(guān)節(jié)。查網(wǎng)時(shí)，船在圍網(wǎng)跟前停住，操作者將儀器按
圖1連接，并將固定夾具(1)固定在船靠近圍網(wǎng)的一側(cè)，當(dāng)攝像頭(8)被浸沒(méi)在水下一定深處時(shí)，在浮力的作用下，一方面，攝像頭(8)將繞凸軸(7)轉(zhuǎn)動(dòng)，凸軸(7)的位置在重心下方，決定了攝像頭(8)局部自由平衡時(shí)，鏡面始終垂直地面，便于貼緊圍網(wǎng)；另一方面，浮力使攝像頭(8)帶動(dòng)“U”型支架(6)、連桿(5)、活動(dòng)套管(2)及定位螺絲(4)一同繞轉(zhuǎn)軸(3)作圓周運(yùn)動(dòng)而上升，直到鏡面貼緊圍網(wǎng)，被阻止而平衡?？梢?jiàn)，轉(zhuǎn)軸(3)處的關(guān)節(jié)確保整個(gè)攝像頭上升時(shí)靠近圍網(wǎng)，而凸軸(7)處的關(guān)節(jié)確保整個(gè)攝像頭鏡面與圍網(wǎng)貼緊。這樣，查網(wǎng)時(shí)，只要船與圍網(wǎng)保持適當(dāng)距離，并沿圍網(wǎng)開(kāi)行，攝像頭鏡面就能始終自動(dòng)貼緊圍網(wǎng)并滑行，完成對(duì)圍網(wǎng)的“掃描”。操作者只需每次預(yù)先調(diào)整好攝像頭放入深度，即確立待查范圍，在該范圍內(nèi)查網(wǎng)無(wú)需其它操作，只需隨船的開(kāi)行察看監(jiān)視器即可，十分方便。
本實(shí)用新型的有益效果是，可以在不同水質(zhì)的環(huán)境下，對(duì)水下圍網(wǎng)大面積范圍內(nèi)查漏，操作簡(jiǎn)便、效率高，而且有很高的性價(jià)比。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
圖1是本實(shí)用新型組成及工作狀態(tài)圖。
圖中，1.固定夾具，2.活動(dòng)套管，3.轉(zhuǎn)軸，4.定位螺絲，5.連桿，6.“U”型支架，7.凸軸，8.攝像頭，9.電纜，10.監(jiān)視器，11.電源。
圖2是實(shí)施例攝像頭結(jié)構(gòu)分解圖。
圖中，12.殼體，13.單板攝像機(jī)，14.紅外照明電路板，15.密封橡膠墊，16.鏡面玻璃，17.壓口框，18.密封固定螺絲。
圖3是實(shí)施例攝像頭防水外殼殼體的主視圖及仰視圖。圖中標(biāo)出了關(guān)鍵尺寸。
圖4是實(shí)施例紅外照明電路圖。電路圖中，集成塊1腳接地，R11跨接在集成塊1、2腳之間，光敏電阻RP跨接在集成塊2、4腳之間，集成塊3腳通過(guò)R10接三極管D50基極，集成塊5腳通過(guò)電容C2接地，集成塊6、7腳封連并通過(guò)R9接集成塊8、4腳，集成塊8腳通過(guò)二極管D49接+12伏電源，電容C1跨接在集成塊8腳和地之間對(duì)電源濾波，R1-R8及D1-D48組成八個(gè)相同的并聯(lián)支路，每個(gè)支路有1個(gè)電阻6個(gè)二極管順向串聯(lián)，并共同跨接在集成塊8腳與三極管D50集電極之間，三極管D50發(fā)射極接地。電路中，D1-D48為紅外照明二極管；R1-R8為限流電阻；光敏電阻RP、集成電路NE555及外圍元件構(gòu)成光控電路，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)照明。元件參數(shù)R1-R8＝56Ω，R9＝2MΩ，R10＝10K，R11＝39K，RP變化范圍10-100K，C1＝1000μ，C2＝0.1μ，D1-D48采用波長(zhǎng)880nm的大功率紅外發(fā)光二極管。
具體實(shí)施方式
攝像頭部分實(shí)踐中優(yōu)選防水外殼的鏡面玻璃有效高度為880mm，有效寬度為160mm；選用f＝2.1mm的固定焦聚、固定光圈單板機(jī)鏡頭，水平視角110度，則物距為(880/2)/tag(110°/2)＝300mm；攝像頭機(jī)蕊選用38*38mm，1/3英寸，520線，黑白CCD單板機(jī)，照度0.01LUX，F(xiàn)1.2，快門(mén)1/50-1/100000sec。如臺(tái)灣敏通公司生產(chǎn)的MTV-0344型。攝像頭機(jī)蕊安上鏡頭后高度為40mm。再余留20mm安裝空間，這樣就能得出攝像頭防水外殼殼體深度的尺寸為40mm+20mm+300mm＝360mm(即圖3中280+80＝360mm這個(gè)尺寸)。按照?qǐng)D3的尺寸，殼體用鋼板整體拉伸而成，壁厚2mm。如
圖1中所示的凸軸(7)另外焊接在殼體表面，傳輸電源及視頻信號(hào)的電纜從殼體尾部引進(jìn)，電纜入口處要密封不進(jìn)水；圖2中，鏡面玻璃(16)采用5mm厚鋼化玻璃，不易破碎。按照?qǐng)D2，先將單板攝像機(jī)(13)的鏡頭，從紅外照明電路板(14)中心的圓孔穿過(guò)，并一同固定在殼體(12)的尾部，然后將密封橡膠墊(15)、防水鏡面玻璃(16)、壓口框(17)依次疊放在殼體(12)的法蘭口上，并用密封固定螺絲(18)將它們與殼體法蘭口緊固。安裝好的攝像頭整體密閉，承受2個(gè)大氣壓，這樣完全能勝任通常5米深以內(nèi)的水下作業(yè)。
控制裝置部分
圖1中，連桿(5)、“U”型支架(6)分別用直徑為20mm、15mm的鋼管制成，連桿長(zhǎng)度由使用地區(qū)水深而定，一般4米即可，它與“U”型支架(6)通過(guò)螺絲連接，以方便安裝與拆卸?！癠”型支架(6)繞凸軸(7)轉(zhuǎn)動(dòng)要靈活，并與殼體做成一體化，不可拆分。固定夾具(1)和活動(dòng)套管(2)采用鑄鋼件，并與轉(zhuǎn)軸(3)做成一體化，無(wú)需拆卸，只要有足夠的強(qiáng)度，鉸接轉(zhuǎn)動(dòng)靈活即可。實(shí)際使用時(shí)，先將連桿(5)一端與“U”型支架(6)通過(guò)螺絲鋼性連接，另一端自由穿插在活動(dòng)套管(2)中，調(diào)整好位置，然后用定位螺絲(4)將連桿(5)固定在活動(dòng)套管(2)中，最后，用固定夾具(1)將整個(gè)儀器相對(duì)固定在船外側(cè)。實(shí)際測(cè)量攝像頭自重9.6千克，浸沒(méi)水下時(shí)受浮力18千克，正常工作時(shí)，船與圍網(wǎng)間保持50公分左右的距離，以便使連桿(5)與垂直線保持一個(gè)15-30°的夾角，確保攝像頭上浮有一個(gè)適當(dāng)?shù)牧?，這樣更有利于攝像頭恰當(dāng)?shù)刭N緊圍網(wǎng)。
權(quán)利要求1.一種水下圍網(wǎng)查漏儀，由攝像頭和控制裝置構(gòu)成，其特征是攝像機(jī)及照明裝置被密封在攝像頭專門(mén)的防水外殼中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下圍網(wǎng)查漏儀，其特征是攝像頭專門(mén)的防水外殼，由殼體(12)、密封橡膠墊(15)、防水鏡面玻璃(16)、壓口框(17)、密封固定螺絲(18)構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下圍網(wǎng)查漏儀，其特征是控制裝置由固定夾具(1)、活動(dòng)套管(2)、轉(zhuǎn)軸(3)、定位螺絲(4)、連桿(5)、“U”型支架(6)及凸軸(7)組成；“U”型支架(6)套在凸軸(7)上，并能繞凸軸(7)自由轉(zhuǎn)動(dòng)；活動(dòng)套管(2)與固定夾具(1)的拐角處相鉸接，轉(zhuǎn)軸(3)是鉸接的軸，活動(dòng)套管(2)能圍繞轉(zhuǎn)軸(3)在平面90度內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)；連桿(5)一端與“U”型支架(6)通過(guò)螺絲鋼性連接，另一端自由穿插在活動(dòng)套管(2)中，并由定位螺絲(4)來(lái)固定其在活動(dòng)套管(2)中的位置。
專利摘要一種水下圍網(wǎng)查漏儀，應(yīng)用于水產(chǎn)圍網(wǎng)養(yǎng)殖業(yè)，對(duì)水下圍網(wǎng)破損進(jìn)行檢查，尤其是在水渾濁情況下，對(duì)大面積圍網(wǎng)查漏適用。由水下攝像頭、自動(dòng)調(diào)整裝置組成。前者具有一個(gè)很大的防水外殼，外殼正面鑲著的防水透明玻璃，攝像機(jī)機(jī)芯及照明設(shè)備裝在其內(nèi)部，透過(guò)正面玻璃拍攝。工作時(shí)自動(dòng)調(diào)整裝置自動(dòng)調(diào)整攝像頭在水下位置，使玻璃面緊貼水下圍網(wǎng)，因此拍攝受水質(zhì)影響很小。自動(dòng)調(diào)整裝置由固定夾具、活動(dòng)套管、轉(zhuǎn)軸、定位螺絲、連桿、“U”型支架、凸軸組成。其工作原理是，利用攝像頭在水下所受浮力，使攝像頭圍繞自動(dòng)調(diào)整裝置的兩個(gè)關(guān)節(jié)而轉(zhuǎn)動(dòng)，最終攝像頭正面玻璃緊貼水下圍網(wǎng)而達(dá)到平衡。
文檔編號(hào)G03B17/12GK2677970SQ0327007
公開(kāi)日2005年2月9日 申請(qǐng)日期2003年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月27日
發(fā)明者孟慶春 申請(qǐng)人:孟慶春