CN101128144A - 圆罩用擦拭器装置 - Google Patents

Abstract

本发明的圆罩用擦拭器装置，用于对设置在壳体前表面的球面状透明圆罩窗(2)进行清扫，其特征在于，包括擦拭器臂(3)和驱动机构，所述擦拭器臂呈半圆弧状，具有使擦拭器两端部在所述壳体的所述球面状透明圆罩窗(2)的中心轴附近旋转的结构；在所述擦拭器臂的内侧沿着所述透明圆罩窗的曲面具备以与该曲面隔开一定距离的非接触状态排出高压流体的喷出孔(17)，所述驱动机构从所述擦拭器臂(3)的端部注入高压流体，并使所述擦拭器臂(3)往复运动；能够清扫设置于建筑物的容纳电视摄像机或录影摄像机等的壳体的前表面的球状透明圆罩窗，而不会将其划伤。

Description

圆罩用擦拭器装置

技术领域

本发明涉及用于对设置于建筑物的容纳电视摄像机或录影摄像机等的壳体前表面的透明圆罩窗进行清扫的壳体用擦拭器，尤其涉及具有球状的透明圆罩窗的壳体的圆罩用擦拭器装置。

背景技术

在现有技术中，这种壳体的圆罩用擦拭器装置已知有用橡胶等清洁擦拭透明圆罩窗的类型(例如参照专利文献1、专利文献2)。

对于在具有球状的透明圆罩窗的圆罩摄像机的壳体内容纳有摄像机、摄像机控制电路、影像放大电路、电源电路、其它用于影像监控的机械单元及电子电路的监控摄像机，由于设置在屋外、尤其是道路上，所以在用于使摄像机的影像透过的透明圆罩窗的表面上，会因长时间使用而附着灰尘，或者在降雨时附着上水滴。因此，当为了除去这些污物，而从监控摄像机的监控控制室使圆罩摄像机的擦拭器动作时，马达旋转，并由马达齿轮传动到使擦拭器臂旋转的臂齿轮，擦拭器臂的由橡胶等构成的用于去除灰尘的擦拭器部件在透明圆罩窗之上进行通过摩擦清除尘埃或降雨时的水滴的动作，使透明圆罩窗变为透明的而能够清楚地对影像进行摄像。

专利文献1：日本特开平10-216049号公报

专利文献2：日本特开平10-216666号公报

然而，在这种现有的用于清洁半球形状的透明圆罩窗的方案中，因为由擦拭器部件直接摩擦透明圆罩窗而进行清扫，所以在透明圆罩窗上会产生损伤，当有尘埃在进入损伤处中时，就不再能通过擦拭器部件除去污物，尽管借助擦拭器的转动暂时会变得清洁，但是会由于透明圆罩窗上造成的损伤或部件的磨损而在长时间动作中产生问题。

还提出有从圆罩周围喷射空气进行清扫的方案，但还是存在不能有效地针对透明圆罩窗的球状面去除尘埃或降雨的水滴这样的问题。

发明内容

本发明为了解决上述问题而提出一种圆罩用擦拭器装置，其借助与擦拭器结构相同的结构使擦拭器臂在透明圆罩窗上旋转，但上述擦拭器臂的部件不接触透明圆罩窗，而且将擦拭器臂的喷出孔做成多个连续的孔的形状，或做成连续或不连续的狭缝形状，而从接近的位置对透明圆罩窗喷射空气或水等压缩流体，能够以非接触方式去除附着在透明圆罩窗上的尘埃或降雨的水滴。

下面示出本发明的技术方案。根据该技术方案能够解决上述问题。

(1)一种圆罩用擦拭器装置，用于对设于壳体前表面的球面状透明圆罩窗进行清扫，其特征在于，

包括擦拭器臂和驱动机构，所述擦拭器臂呈半圆弧状，具有使擦拭器两端部在所述壳体的所述球面状透明圆罩窗的中心轴附近旋转的结构；在所述擦拭器臂的内侧沿着所述透明圆罩窗的曲面具备以与该曲面隔开一定距离的非接触状态排出高压流体的喷出孔，所述驱动机构从所述擦拭器臂的端部注入高压流体，并使所述擦拭器臂往复运动。

(2)如上述(1)所述的圆罩用擦拭器装置，其特征在于，使所述擦拭器臂沿着所述透明圆罩窗的曲面往复运动，向所述擦拭器臂注入高压流体，从所述擦拭器臂的内侧向所述透明圆罩窗排出高压流体，所述擦拭器从透明圆罩窗的端面起动作，在所述擦拭器到达球面的顶点的位置上，停止高压流体的注入，直到所述擦拭器到达与动作开始位置相反的端面为止都将高压流体设为停止状态，所述擦拭器从所到达的端面起再次动作，在所述擦拭器到达透明圆罩窗的顶点为止的期间，将高压流体从所述擦拭器的喷出孔排出。

(3)如上述(1)所述的圆罩用擦拭器装置，其特征在于，设有多个从所述擦拭器臂的内侧排出高压流体的喷出孔，从注入高压流体的一侧起，朝向作为终端的远点增大进行排出的喷出孔的大小，使从擦拭器臂对透明圆罩窗施加的排出流体的压力恒定。

(4)如上述(1)或(2)所述的圆罩用擦拭器装置，其特征在于，从所述擦拭器臂的内侧排出高压流体的喷出孔，是从注入高压流体的一侧起朝向作为终端的远点连续或不连续的狭缝。

(5)如上述(1)所述的圆罩用擦拭器装置，其特征在于，使所述擦拭器臂往复运动的驱动机构，在时钟动作的24小时内的指定的一定时间，使擦拭器自动动作，除去附着在透明圆罩窗上的尘埃。

(6)如上述(1)所述的圆罩用擦拭器装置，其特征在于，使所述擦拭器臂往复运动的驱动机构具备亮度传感器，所述亮度传感器对在24小时的昼夜变化中达到一定程度以上的暗度或亮度的状态进行检测，若周围的亮度变成所述亮度变化设定状态，则使擦拭器自动动作而除去附着在透明圆罩窗上的尘埃。

(7)如上述(1)至(4)中任一项所述的圆罩用擦拭器装置，其特征在于，从设于所述擦拭器臂的喷出孔喷出的高压流体能够使用气体或使用液体或者交替使用气体和液体。

(8)如上述(1)至(4)中任一项所述的圆罩用擦拭器装置，其特征在于，从设于所述擦拭器臂的喷出孔喷出的高压流体能够将液体与气体混合，以喷雾状态使用。

(9)如上述(1)至(4)中任一项所述的圆罩用擦拭器装置，其特征在于，从设于所述擦拭器臂的喷出孔喷出的高压流体能够由加热器加热，以高温状态使用。

本发明不仅将在球状透明圆罩窗上转动的擦拭器所具备的喷出孔形成为连续的孔形状，还借助从连续或不连续的狭缝喷射的高压流体流，来除去附着在透明圆罩窗上的尘埃或水滴，该透明圆罩窗构成用作监控摄像机等的圆罩型摄像机的外观且由透明球状玻璃或树脂制成，而且，即使圆罩型监控摄像机被安装在高处，也能通过定期动作而始终维持洁净的状态，进而，在多尘埃或水滴的季节或地区，可以根据设定条件定期地使擦拭器转动来保持透明圆罩窗清洁，即使由于积雪或温度下降而使透明圆罩窗的外部结冰，也能够通过高温的流体流将其去除，而且还能够去除内部的雾气，而将摄像机的摄像性能劣化控制到最小限度。

附图说明

图1为表示本发明一实施例的圆罩用擦拭器装置的说明侧视图。

图2为图1主要部分的放大说明侧视图。

图3为图1的右侧视图。

图4为图1的左侧视图。

图5为擦拭器臂的动作检测图。

图6(a)及图6(b)是使擦拭器臂的喷出口为相同大小并直线状展开的正视图及侧视图。

图7(a)及图7(b)是改变擦拭器臂的喷出口大小并直线状展开的正视图及侧视图。

图8是本发明的圆罩用擦拭器装置的控制用电路图。

图9是按擦拭器臂的时间设定进行动作的时间图。

图10是按设置圆罩型摄像机的周围环境的亮度进行动作的亮度传感器的曲线图。

图11表示本发明其他实施方式，是能够将圆罩型擦拭器装置后安装在透明圆罩上的状态的侧视图。

图12(a)及图12(b)是将擦拭器臂的喷出孔设成狭缝时的、将擦拭器臂展开成直线状的正视图及侧视图。

图13是表示图12的变型例的局部正视图。

附图标记说明

1  圆罩盖

2  透明圆罩窗

3  擦拭器臂

4  空气引导部

4a、4b、4c、4d  空气引导部

5a、5b  臂轴

6   压缩机

6a  管

6b  驱动电路

7   臂齿轮

8   马达轴

9   马达齿轮

10  马达、驱动马达

11  推压轴

12a、12b  微动开关

13  擦拭器臂动作检测

14  尘埃

14a 水滴

15  高压空气流、高压流体

16a～16n  高压空气流、高压流体

17  喷出孔

17A、17B  狭缝

18a～18n  高压空气流、高压流体

19a～19n  喷出孔

20  马达驱动电路

21  CPU

22  计时器

23  亮度传感器

24  数字信号转换电路

25  时间设定

26  亮度检测

27  数字信号转换电路

28  数字信号转换电路

29  存储器

30  支承部

31  适配器

H  加热器

P  电气器件

Q  小箱

具体实施方式

下面，根据实施例对用于实施本发明的最佳实施方式进行详细说明。

实施例

下面就图1、图2、图3、图4及图8对本发明的一个实施方式进行说明。该实施方式示出了一体组装在设置有电视摄像机或录影摄像机的圆罩摄像机的壳体上的方案。

图1是将圆罩用擦拭器装置组装于圆罩窗的状态的正视图，图2是表示使压缩空气从设于擦拭器臂的喷出口喷出而借助其空气压力排除附着在透明圆罩窗上的尘埃的状态的、主要部分的放大说明侧视图，图3是其右侧视图，图4是其左侧视图，图8是驱动机构等的控制电路图。

另外，在该实施方式中使用气体即空气作为高压流体。

而且，图8为驱动擦拭器臂3及压缩机6的控制电路的一个实施例的***图，微动开关12a和12b在被擦拭器臂3的推压轴11推压时，将接通信号输入至数字信号转换电路，将接通信号和推压轴11不进行推压时的断开信号作为数字信号输入到CPU21中，通过预先安装的软件对马达10的驱动电路20和压缩机6的驱动电路6b输出动作指示，如此构成电路。

另外，在CPU21上连接有作为控制基础的计时器22和存储软件或动作的存储器29。

在这些图中，在圆罩1的前表面，设有球面状窗部也就是透明圆罩窗2，由该圆罩盖1和透明圆罩窗2形成壳体，从而对内部的摄像机部、影像放大电路、以计算机为主体的控制电路、使摄像机动作的机械装置等进行保护。

排出空气的空气引导部4具有顺沿于透明圆罩窗2的曲面的圆弧面，设置在半圆弧状的擦拭器臂3的内侧。

擦拭器臂3以能够转动的方式设置在臂轴5a及5b上，该臂轴5a及5b设置在圆罩盖1的透明圆罩窗2的中心轴附近。

在擦拭器臂3的一端部上设有臂齿轮7，该臂齿轮7与马达齿轮9啮合。马达齿轮9被固定在设于圆罩盖1内部的驱动马达10的马达轴8上。

在擦拭器臂3的另一端部上固定有推压轴11，在圆罩盖1上的、位于擦拭器臂3转动的轨迹的左右两侧的位置上，安装有微动开关12a和12b，通过上述推压轴11对微动开关12a和12b进行通断操作。

压缩空气的压缩机6设置在圆罩盖内，由管6a将压缩空气导入到空气引导部4，由穿设的多个喷出孔17向透明圆罩窗2产生高压空气流15，去除尘埃14或水滴14a。

使用图1至图5及图8对上述那样构成的圆罩用擦拭器装置进行说明。

在图3中，当驱动马达10向逆时针方向旋转时，马达齿轮9也向相同方向旋转。与之联动地，臂齿轮7向顺时针方向旋转，并且，擦拭器臂3向顺时针方向旋转(图4由于是从相反侧观看，所以为逆时针方向)。

借助压缩机6经过管6a向固定于擦拭器臂3的空气引导部4中输送压缩空气，当擦拭器臂3在透明圆罩窗2上转动时，能够从整个球面上去除附着在透明圆罩窗上的尘埃14或降雨所致的水滴14a。

接着，擦拭器臂3从位置3a经位置3b转动到位置3c而在透明圆罩窗2上旋转大致半圈时，如图5所示那样，推压轴11推压左侧的微动开关12a的开关，如图8的电路图所示那样，数字信号转换电路27将开关信号的接通信号转换为4bit或8bit等的数字信号，由数字信号转换电路27数字化的信号被输入至CPU21，将反转信号指示给马达驱动电路20而使马达10的旋转反转，擦拭器臂3从3c经3b转动至3a，推压轴11推压右侧的微动开关12b来输出接通信号，经过上述的动作及过程使马达10的旋转反转。

如上述那样当擦拭器臂3在透明圆罩窗2上转动时，来自设于空气引导部4的多个喷出孔17的高压空气流15无间隙地清扫球面，所以能够以非接触方式维持清扫。

以图2、图4、图5、图8对将来自空气引导部4的压缩空气从喷出孔17喷射至透明圆罩窗2的高压空气流15的控制进行说明。

首先，在图4中，当擦拭器臂3从位置3a经3b向3c转动时，在从位置3b至3c的区间中，高压空气流是以朝向上部去除尘埃14的方式从固定于擦拭器臂3的空气引导部4的喷出孔17向透明圆罩窗2喷射，所以无法有效地进行去除。因而，如图5所示那样，由CPU21测定下述时间：转动擦拭器臂3时擦拭器臂3从起始位置3a转动到终点3c期间的时间h、从位置3c转动到位置3a期间的时间h、以及擦拭器臂3的推压轴11接通微动开关12a和12b的时间，如果马达10按恒定的角速度使擦拭器臂3转动的话，则将时间h的中间时间1/2h时的位置作为位置3b存储在CPU21的存储器29中。

接着，如图5的表所示那样，将压缩机6从位置3a起动作的接通区间设为3a-b，将从位置3c起的接通区间设为3c-b，这些区间中，在CPU21中设计压缩机6动作的指令，而将空气作为高压空气流15向透明圆罩窗2喷射。另一方面，在使压缩机6的动作停止的断开区间3b-c以及断开区间3b-a中，根据CPU21的程序停止压缩机6。

根据以上方案，由于通常该方案的监控摄像机从顶棚或顶面朝向地表或地板来安装透明圆罩窗2，所以，在擦拭器臂3从位置3a朝向位置3b进行动作的状态下，是从上部向下部进行动作而将尘埃14或水滴14a除去，在从位置3b朝向位置3c自上而下时，由于尘埃14或水滴14a的排除效率差，所以不对透明圆罩窗2喷射高压空气流15，通过设计成这样的方案，能够有效地清洁擦拭透明圆罩窗2。

下面，利用图6、图7就将空气的喷射量设为恒定的方案进行说明。

压缩机6将空气压缩并从管6a输出到空气引导部4，但为了使说明容易理解，尽管实际上空气引导部4是顺沿于擦拭器臂3的曲线，但以展开成直线的空气引导部4a和4b进行说明。

若将设于空气引导部4的喷出孔17设为相同直径的话，则会由于空气引导部4内部对空气流作用的内部阻力和曲线的原因，而使得来自各喷出孔17的高压空气流15的喷射输出不平均，出现空气的喷射量16a＞16b＞16c＞16d＞16n这样的强部和弱部。

当作用在透明圆罩窗2上的高压空气流15的强度不同时，清扫能力会因球面体的部位不同而出现不均匀，因而，为了获得与来自空气引导部4的喷出孔17的高压空气流15的输出对应的喷出孔17，利用喷出孔19a、19b、19c、19d、19n这各个喷出孔，对应于空气压力的强弱，增大处在弱势位置的喷出孔17的直径，而减小处于高压空气流15的压力较强部位的喷出孔17，根据这样的方案，能够使空气的流出量大致均匀化，使得18a≈18b≈18c≈18d≈18n。

由于能够如上所述那样将高压空气流15从安装于擦拭器臂3的空气引导部4所具备的喷出孔17喷射到透明圆罩窗2的球面体上来去除尘埃14或水滴14a，所以，能够以均匀的高压空气流15将尘埃14或水滴14a从透明圆罩窗2的表面上清扫除去。

下面，如图8和图10所示那样，为了定期地清扫透明圆罩窗2，以使尘埃14或水滴14a不会永久地附着，影像的摄像效果不会变差，而根据作为CPU21的动作基准的计时器22的时间信号，定期地使擦拭器臂3转动。

例如，在时间a.25a，将擦拭器臂3的启动输入到CPU21，并将启动信号输入到压缩机6的驱动电路6b中，来以设定的时间进行透明圆罩窗2的清扫。

另外，在尘埃14或水滴14a较多的环境下，通过设定转动时间b.25b，或者设定更短的时间，可设定成在24小时内进行2次动作或更多次动作。

按照上述的设定，能够始终保持透明圆罩窗2的清洁。

其次，如图8和图10所示那样，在透明圆罩窗2内部配置用于对设置场所的亮度进行检测的亮度传感器23，能够设定成，在设置场所的亮度如亮度变化26c那样变化时，将把亮度传感器23的信号的亮度等级转换成数字信号的数字信号转换电路24的输出输入至CPU21，在CPU21内将亮度等级25c作为设定等级，擦拭器臂3在应进行动作的动作点26a和26b自动转动而进行清扫。

另外，能够利用装入在CPU21中的软件或监控摄像机的控制信号实现下述控制：使擦拭器臂3以最暗的点为动作点而动作，或在亮的点上动作。

通过上述那样根据设置摄像机的环境的亮度变化使擦拭器自动动作，能够设定成，选择监控摄像机使用频度最小的亮度点进行动作，或在最亮时进行动作，这样可保持透明圆罩窗2洁净，而不会使摄像效果变差。

然而，在上述实施例中，为了使圆罩形状的透明圆罩窗洁净，是一边使空气从多个喷出孔喷出一边使擦拭器臂往复动作，故在相邻的喷出孔之间会产生压力差，而出现尘埃或水滴的擦拭残留。因此，预计存在无法拍摄足够清楚的影像的问题。

因而，如图12(a)、(b)以及图13所示那样，通过在擦拭器臂3的空气引导部4c、4d上穿设狭缝17A、17B，解决了上述问题。该狭缝1 7A在图12中为连续狭缝，但也可如图13所示那样在中途设置不连续部x而构成为不连续狭缝17B。由此，提供了这样一种圆罩用擦拭器装置，其能够将空气或水等高压流体从擦拭器臂3的狭缝喷出，并在擦拭器臂上往复动作，从而获得无尘埃或水滴擦拭残留的清楚的影像。另外，狭缝17B的不连续部x起到对弯曲成半圆弧状的擦拭器臂3进行加强的功能。

上面示出了擦拭器一体组装于透明圆罩窗的结构，但也可以如图11所示那样做成相对于圆罩盖1新组装的结构来加以实施。

对于上述实施方式的擦拭器臂3的半圆弧形状的两端，在透明圆罩窗2的圆罩盖1的两端设置支承部30、30，使该支承部30、30与旋转支承擦拭器臂3两侧的适配器31、31重合并以螺钉等进行固定，而且，驱动以及控制用的电器器件P能简单地以下述方式组装到一个适配器31中：经由取入高压流体的小箱Q的另一个适配器31，与外部的压缩机等通过管等连接。

并且，在适配器31的高压流体流路内，设置加热用的加热器H，在结冰时或积雪时将高压流体加热成为温热流体，并从喷出孔17、狭缝17A、17B喷出，可消除透明圆罩窗的雾气，提高透明度。

如上所述，根据本发明的实施方式，即使是设置在屋外或室内高处的采用本发明结构的圆罩型监控摄像机等，因设置在要通过组装临时设置的脚手架来进行清扫的位置上，而不易进行透明圆罩窗的清扫的情况下，也能够通过遥控或按设定在内部的CPU中的条件自动地清扫透明圆罩窗的表面，所以能够一直保持透明圆罩窗的洁净。

尤其是，由于能以高压空气流从接近的位置进行透明圆罩窗的清扫，故不需要过多提高空气压力，因而可获得下述特征：空气压缩机也能够小型化，容易进行清扫，而且更重要的是能够清扫透明圆罩窗而不给其带来损伤，还可在内部的CPU中设定由擦拭器位置决定的清扫位置，或进行设定了时间间隔的、与环境相应的条件下的清扫，或根据亮度进行动作。

而且，可在降雨时或尘埃较多时从监控摄像机的控制***对CPU进行动作指示，能够在任意时刻使擦拭器进行动作。

另外，在上述实施方式中，使用压缩空气作为高压流体，但同样也可使用水等形成的高压液体或喷雾流体等。另外，还可同时采用压缩空气和高压液体，在雨后脏污严重时，喷出高压液体而冲走污物，然后利用压缩空气。

此时，需要切换高压液体和压缩空气的驱动，或者将两者分别设置。

Claims (9)

1.一种圆罩用擦拭器装置，用于对设于壳体前表面的球面状透明圆罩窗进行清扫，其特征在于，

包括擦拭器臂和驱动机构，所述擦拭器臂呈半圆弧状，具有使擦拭器两端部在所述壳体的所述球面状透明圆罩窗的中心轴附近旋转的结构，在所述擦拭器臂的内侧沿着所述透明圆罩窗的曲面具备以与该曲面隔开一定距离的非接触状态排出高压流体的喷出孔，所述驱动机构从所述擦拭器臂的端部注入高压流体，并使所述擦拭器臂往复运动。

2.如权利要求1所述的圆罩用擦拭器装置，其特征在于，使所述擦拭器臂沿着所述透明圆罩窗的曲面往复运动，向所述擦拭器臂注入高压流体，从所述擦拭器臂的内侧向所述透明圆罩窗排出高压流体，所述擦拭器从透明圆罩窗的端面起动作，在所述擦拭器到达球面的顶点的位置上，停止高压流体的注入，直到所述擦拭器到达与动作开始位置相反的端面为止都将高压流体设为停止状态，所述擦拭器从所到达的端面起再次动作，在所述擦拭器到达透明圆罩窗的顶点为止的期间，将高压流体从所述擦拭器的喷出孔排出。

3.如权利要求1所述的圆罩用擦拭器装置，其特征在于，设有多个从所述擦拭器臂的内侧排出高压流体的喷出孔，从注入高压流体的一侧起，朝向作为终端的远点增大进行排出的喷出孔的大小，使从擦拭器臂对透明圆罩窗施加的排出流体的压力恒定。

4.如权利要求1或2所述的圆罩用擦拭器装置，其特征在于，从所述擦拭器臂的内侧排出高压流体的喷出孔，是从注入高压流体的一侧起朝向作为终端的远点连续或不连续的狭缝。

5.如权利要求1所述的圆罩用擦拭器装置，其特征在于，使所述擦拭器臂往复运动的驱动机构，在时钟动作的24小时内的指定的一定时间，使擦拭器自动动作，除去附着在透明圆罩窗上的尘埃。

6.如权利要求1所述的圆罩用擦拭器装置，其特征在于，使所述擦拭器臂往复运动的驱动机构具备亮度传感器，所述亮度传感器对在24小时的昼夜变化中达到一定程度以上的暗度或亮度的状态进行检测，若周围的亮度变成所述亮度变化设定状态，则使擦拭器自动动作而除去附着在透明圆罩窗上的尘埃。

7.如权利要求1至4中任一项所述的圆罩用擦拭器装置，其特征在于，从设于所述擦拭器臂的喷出孔喷出的高压流体能够使用气体或使用液体或者交替使用气体和液体。

8.如权利要求1至4中任一项所述的圆罩用擦拭器装置，其特征在于，从设于所述擦拭器臂的喷出孔喷出的高压流体能够将液体与气体混合，以喷雾状态使用。

9.如权利要求1至4中任一项所述的圆罩用擦拭器装置，其特征在于，从设于所述擦拭器臂的喷出孔喷出的高压流体能够由加热器加热，以高温状态使用。

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