CN111985353A - 一种大范围监测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大范围监测装置，包括依次设置的探测器组件、第一反射组件、套筒二、第二反射组件，套筒二的两端分别通过轴承一、轴承二与第一反射组件、第二反射组件倾斜连接，第一反射组件与套筒二的连接处设有由电机一驱动的第一齿轮传动组件，第二反射组件与套筒二的连接处设有由电机二驱动的第二齿轮传动组件；探测器组件与第一反射组件连接，并可实现相机、激光器和光源的更换及空间六自由度位姿调整，其光轴入射到第一反射组件的空腔内，并反射入套筒二的空腔内，再反射入第二反射组件的空腔内，反射出监测装置。与现有技术相比，本发明可实现360°大范围无死角监测，具有克服遮挡、结构紧凑、动态特性好、对干扰不敏感的优点。

Description

一种大范围监测装置

技术领域

本发明涉及场景监测领域，尤其是涉及一种大范围监测装置。

背景技术

监控***在维护社会治安，工业场景信息获取，野外紧急搜救等领域发挥着巨大作用。大范围、无死角、实时监控一直是当前监控***所追求的美好愿望。

现有技术(Tarhan M,AltuE.Acatadioptric and pan-tilt-zoom camera pairobject tracking system for UAVs.J Intell Robot Syst Theory Appl 2011；61(1):119-34.；Eldrandaly KA,Abdel-Basset M,Abdel-Fatah L.PTZ-Surveillance coveragebased on artificial intelligence for smart cities.Int J Inf Manage 2019；49:520-532.)提出的***采用转台带动相机运动实现视轴的调整，从而实现大视场广域监测，但该装置容易引起因相机运动产生的图像模糊，***尺寸大，视轴调整范围有限，难以实现360°全景监测，在一定程度上阻碍了监测***的进一步发展。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的传统监监测***监测视场范围无法实现360°全景监测的缺陷而提供一种大范围监测装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种大范围监测装置，包括依次设置的探测器组件、第一反射组件、套筒二、第二反射组件，所述套筒二的两端分别通过轴承一、轴承二与第一反射组件、第二反射组件倾斜连接，所述第一反射组件与套筒二的连接处设有由电机一驱动的第一齿轮传动组件，所述第二反射组件与套筒二的连接处设有由电机二驱动的第二齿轮传动组件；

所述探测器组件与第一反射组件连接，并设有相机、激光器和光源；所述探测器组件可实现相机、激光器和光源的更换及空间六自由度位姿调整，其光轴入射到第一反射组件的空腔内，并通过第一反射组件反射入套筒二的空腔内，再通过套筒二反射入第二反射组件的空腔内，并通过第二反射组件反射出监测装置。

优选的，所述第一齿轮传动组件包括倾斜安装在第一反射组件一端的从动齿轮一，所述电机一安装在套筒二上并通过主动齿轮一与从动齿轮一传动连接，所述从动齿轮一通过编码齿轮一与编码器一传动连接；所述第二齿轮传动组件包括倾斜一定角度安装在第二反射组件一端的从动齿轮二，所述电机二安装在套筒二上并通过主动齿轮二与从动齿轮二传动连接，所述从动齿轮二通过编码齿轮二与编码器二传动连接。

优选的，所述第一反射组件包括套筒一，所述套筒一内部为空腔并铺满反射层一，所述套筒一与套筒二连接的一端为斜面，另一端呈锥状，并在锥状的顶部设有通光孔；

所述套筒二包括桶体一，所述桶体一的两端设置为斜面，并分别与第一反射组件和第二反射组件连接，所述桶体一内部设置为空腔，并铺满反射层二；

所述第二反射组件包括桶体二，所述桶体二内部设置为空腔，并铺满反射层三，所述桶体二与桶体一连接的一端为斜面，另一端为喇叭状。

优选的，所述探测器组件包括安装支架、导轨板、支柱、探测头更换组件、和姿态调整组件，所述相机、激光器和光源设置在探测头更换组件上，所述安装支架的一端安装在导轨板底面的轨道中，另一端与第一反射组件连接，所述导轨板的顶面通过支柱与探测头更换组件球面连接，所述探测头更换组件与周围多个设置在导轨板上的姿态调整组件通过绳传动机构连接。

优选的，所述安装支架的一端通过直线电机二与滑块连接，所述滑块可滑动的设置在轨道中；电机三固装在滑块上，其主轴穿过滑块与主动齿轮三固连，主动齿轮三与齿条啮合，所述齿条固装在导轨板上；

所述支柱内部设有空腔，传动轴二通过轴承座固装在支柱空腔内，绳轮一与从动齿轮三分别固装在传动轴二两端，且设置在支柱空腔内，绳二缠绕绳轮一，并穿过支柱与探测头更换组件连接，为探测头更换组件的工作提供驱动力；

电机五固装在导轨板上，且置于支柱空腔内，多槽绳轮一与电机五同轴固连，传动轴一与多槽绳轮一同轴固连，导向键固装在传动轴一上，滑套通过导向键可滑动的套在传动轴一上，齿圈套在传动轴一上并与滑套固连；直线电机一固装在支柱上，并接有拨叉，所述拨叉***滑套，直线电机一通过拨叉带动滑套在传动轴一上滑移，实现齿圈与从动齿轮三的啮合与分离；绳一穿过支柱缠绕多槽绳轮一和姿态调整组件，为姿态调整组件传递驱动力。

优选的，所述探测头更换组件包括安装板，所述安装板的一侧与支柱球面连接，另一侧设有传动轴三、介轮一、介轮二、介轮三、介轮四、介轮五和介轮六，所述传动轴三设置在所述安装板的一端，所述介轮一、介轮二安装在安装板的另一端，且两者连线与安装板的中线平行；

多槽绳轮二通过轴承三套在传动轴三上，电磁制动器一与传动轴三和多槽绳轮二固连；绳三缠绕介轮一、介轮二和多槽绳轮二一圈，所述相机、激光器、光源均安装在绳三上；所述介轮三、介轮四、介轮五和介轮六设于安装板中部，绳二被介轮四、介轮三、多槽绳轮二、介轮五和介轮六依次引导缠绕后，穿过安装板和支柱与绳轮一缠绕；相机、激光器、光源调整至工作位置时，其光轴穿过套筒一进入第一反射组件。

优选的，所述姿态调整组件包括传动轴四、电磁制动器二、多槽绳轮三、轴承四、介轮七、安装柱、编码器三、单槽绳轮一、弹簧、绳四、单槽绳轮二、气缸；

所述传动轴四和安装柱固定在导轨板上，多槽绳轮三通过轴承四套在传动轴四上，电磁制动器二与传动轴四和多槽绳轮三固连，介轮七和编码器三安装在安装柱上，单槽绳轮一安装在编码器三上；绳四与多槽绳轮三固连，并缠绕介轮七和单槽绳轮一后与探测头更换组件连接；绳一穿过支柱放松缠绕多槽绳轮一和多槽绳轮三；气缸安装在导轨板上，单槽绳轮二安装在气缸上，气缸可带动单槽绳轮二与绳一接触，张紧绳一，将多槽绳轮一动力传递给多槽绳轮三。

优选的，所述反射层一、反射层二、反射层三为镜面不锈钢、镜面铝板、化学镀镍层、化学镀银层或真空镀铝层。

优选的，所述套筒一与桶体一连接处两斜面的角度互补，所述桶体二与桶体一连接处两斜面的角度互补。

优选的，所述相机为红外相机，所述光源为探照灯。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

(1)该监测装置可实现360°大范围无死角监测。

(2)本装置中设置有可更换及空间六自由度位姿调整的相机、激光器和灯源，可同时实现对监控对象的成像、跟踪和照明。

(3)单动力源就可实现该监控装置中探测组件的四个自由度调整，使装置结构更加紧凑，成本更加低廉，控制更加容易。

(4)该监测装置无需移动相机、激光器和灯源的位置实现光轴调整，具有克服遮挡、结构紧凑、动态特性好、对干扰不敏感的优点，可实现对监控对象更清晰的成像，更精确的跟踪，以及更优质的照明。

附图说明

图1为本发明的轴侧图；

图2为本发明的主剖视图；

图3为本发明装置任意工作状态下的轴侧图；

图4为本发明装置任意工作状态下的光路图；

图5为第一反射组件的轴侧图；

图6为第一反射组件的主剖视图；

图7为套筒二的轴侧图；

图8为套筒二的主剖视图；

图9为第二反射组件的轴侧图；

图10为第二反射组件的主剖视图；

图11为探测器组件的轴侧图；

图12为探测器组件的主视视角的局部剖视图；

图13为探测器组件的仰视视角的局部剖视图；

图14为探测器组件的左侧结构示意图；

图15为图12中A-A的断面图；

图16为图12中I部分的局部放大图；

图17为图13中II部分的局部放大图；

图18为图15中III部分的的局部放大图；

图19为支柱的轴侧图；

图20为支柱的主剖视图。

图中标注：1为第一反射组件，2为从动齿轮一，3为套筒二，4为探测器组件，5为主动齿轮一，6为电机一，7为编码齿轮一，8为编码器一，9为编码齿轮二，10为编码器二，11为主动齿轮二，12为电机二，13为第二反射组件，14为从动齿轮二，15为轴承一，16为轴承二，17为光轴，1-1为套筒一，1-2为法兰，1-3为反射层一，3-1为桶体一，3-2为安装面，3-3为反射层二，4-1为安装支架，4-2为导轨板，4-3为支柱，4-4为探测头更换组件，4-5为姿态调整组件，4-6为绳一，4-7为主动齿轮三，4-8为齿条，4-9为电机五，4-10为多槽绳轮一，4-11为拨叉，4-12为直线电机一，4-13为绳二，4-14为绳轮一，4-15为从动齿轮三，4-16为齿圈，4-17为滑套，4-18为导向键，4-19为传动轴一，4-20为电机三，4-21为轴承座，4-22为传动轴二，4-23为滑块，4-24为直线电机二，4-4-1为安装板，4-4-2为电磁制动器一，4-4-3为多槽绳轮二，4-4-4为传动轴三，4-4-5为轴承三，4-4-6为绳三，4-4-7为相机，4-4-8为激光器，4-4-9为光源，4-4-10为介轮一，4-4-11为介轮二，4-4-12为介轮三，4-4-13为介轮四，4-4-14为介轮五，4-4-15为介轮六，4-5-1为传动轴四，4-5-2为电磁制动器二，4-5-3为多槽绳轮三，4-5-4为轴承四，4-5-5为介轮七，4-5-6为安装柱，4-5-7为编码器三，4-5-8为单槽绳轮一，4-5-9为弹簧，4-5-10为绳四，4-5-11为单槽绳轮二，4-5-12为气缸，13-1为桶体二，13-2为反射层三。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1～4所示，本申请提出一种大范围监测装置，包括依次设置的探测器组件4、第一反射组件1、套筒二3、第二反射组件13，套筒二3的两端分别通过轴承一15、轴承二16与第一反射组件1、第二反射组件13倾斜连接，第一反射组件1与套筒二3的连接处设有由电机一6驱动的第一齿轮传动组件，第二反射组件13与套筒二3的连接处设有由电机二12驱动的第二齿轮传动组件。

探测器组件4与第一反射组件1连接，并设有相机4-4-7、激光器4-4-8和光源4-4-9。探测器组件4可探测器组件4可实现相机4-4-7、激光器4-4-8和光源4-4-9的更换及空间六自由度位姿调整，其光轴17入射到第一反射组件1的空腔内，并通过第一反射组件1反射入套筒二3的空腔内，再通过套筒二3反射入第二反射组件13的空腔内，并通过第二反射组件13反射出监测装置。

第一齿轮传动组件包括倾斜安装在第一反射组件1一端的从动齿轮一2，电机一6和编码器一8安装在套筒二3上。电机一6通过主动齿轮一5与从动齿轮一2传动连接，从动齿轮一2通过编码齿轮一7与编码器一8传动连接。第二齿轮传动组件包括倾斜一定角度安装在第二反射组件13一端的从动齿轮二14，电机二12和编码器二10安装在套筒二3上。电机二12通过主动齿轮二11与从动齿轮二14传动连接，从动齿轮二14通过编码齿轮二9与编码器二10传动连接。

如图5～6所示，第一反射组件1包括套筒一1-1、法兰1-2和反射层一1-3。套筒一1-1内部为空腔并铺满反射层一1-3。套筒一1-1与套筒二3连接的一端为斜面，另一端呈锥状，并在锥状的顶部设有通光孔。法兰1-2固装在套筒一1-1上。

如图7～8所示，套筒二3包括桶体一3-1，桶体一3-1的两端设置为斜面，并分别与第一反射组件1和第二反射组件13连接。桶体一3-1内部设置为空腔，并铺满反射层二3-3。桶体一3-1的两端分别设置两个垂直于斜面的安装面3-2，用于安装电机一6、编码器一8、编码器二10及电机二12。

如图9～10所示，第二反射组件13包括桶体二13-1，桶体二13-1内部设置为空腔，并铺满反射层三13-2。桶体二13-1与桶体一3-1连接的一端为斜面，另一端为喇叭状。

套筒一1-1与桶体一3-1连接处两斜面的角度互补，桶体二13-1与桶体一3-1连接处两斜面的角度互补。

反射层一1-3、反射层二3-3、反射层三13-2为镜面不锈钢、镜面铝板、化学镀镍层、化学镀银层或真空镀铝层。

如图11～18所示，探测器组件4包括安装支架4-1、导轨板4-2、支柱4-3、探测头更换组件4-4、和姿态调整组件4-5。相机4-4-7、激光器4-4-8和光源4-4-9设置在探测头更换组件4-4上，安装支架4-1的一端安装在导轨板4-2底面的轨道中，另一端与第一反射组件1连接，导轨板4-2的顶面通过支柱4-3与探测头更换组件4-4球面连接。探测头更换组件4-4与周围多个设置在导轨板4-2上的姿态调整组件4-5通过绳传动机构连接，本实施例中，姿态调整组件4-5设有3个并均匀分布在支柱4-3周围。

安装支架4-1的一端通过直线电机二4-24与滑块4-23连接，滑块4-23可滑动的设置在轨道中。电机三4-20固装在滑块4-23上，其主轴穿过滑块4-23与主动齿轮三4-7固连，主动齿轮三4-7与齿条4-8啮合，齿条4-8固装在导轨板4-2上。

支柱4-3内部设有空腔，传动轴二4-22通过轴承座4-21固装在支柱4-3空腔内。绳轮一4-14与从动齿轮三4-15分别固装在传动轴二4-22两端，且设置在支柱4-3空腔内。绳二4-13缠绕绳轮一4-14，并穿过支柱4-3与探测头更换组件4-4连接，为探测头更换组件4-4的工作提供驱动力。

电机五4-9固装在导轨板4-2上，且置于支柱4-3空腔内，多槽绳轮一4-10与电机五4-9同轴固连，传动轴一4-19与多槽绳轮一4-10同轴固连，导向键4-18固装在传动轴一4-19上，滑套4-17通过导向键4-18可滑动的套在传动轴一4-19上，齿圈4-16套在传动轴一4-19上并与滑套4-17固连。直线电机一4-12固装在支柱4-3上，并接有拨叉4-11，拨叉4-11***滑套4-17。直线电机一4-12通过拨叉4-11带动滑套4-17在传动轴一4-19上滑移，实现齿圈4-16与从动齿轮三4-15的啮合与分离。绳一4-6穿过支柱4-3缠绕多槽绳轮一4-10和姿态调整组件4-5，为姿态调整组件4-5传递驱动力。

如图11、12、14和16所示，探测头更换组件4-4包括安装板4-4-1，安装板4-4-1的一侧与支柱4-3球面连接，另一侧设有传动轴三4-4-4、介轮一4-4-10、介轮二4-4-11、介轮三4-4-12、介轮四4-4-13、介轮五4-4-14和介轮六4-4-15。传动轴三4-4-4设置在安装板4-4-1的一端，介轮一4-4-10、介轮二4-4-11安装在安装板4-4-1的另一端，且两者连线与安装板4-4-1的中线平行。

多槽绳轮二4-4-3通过轴承三4-4-5套在传动轴三4-4-4上，电磁制动器一4-4-2与传动轴三4-4-4和多槽绳轮二4-4-3固连。绳三4-4-6缠绕介轮一4-4-10、介轮二4-4-11和多槽绳轮二4-4-3一圈，相机4-4-7、激光器4-4-8、光源4-4-9均安装在绳三4-4-6上。介轮三4-4-12、介轮四4-4-13、介轮五4-4-14和介轮六4-4-15设于安装板4-4-1中部，绳二4-13被介轮四4-4-13、介轮三4-4-12、多槽绳轮二4-4-3、介轮五4-4-14和介轮六4-4-15依次引导缠绕后，穿过安装板4-4-1和支柱4-3与绳轮一4-14缠绕。相机4-4-7、激光器4-4-8、光源4-4-9调整至工作位置时，其光轴17穿过套筒一1-1进入第一反射组件1。

如图11和15所示，姿态调整组件4-5包括传动轴四4-5-1、电磁制动器二4-5-2、多槽绳轮三4-5-3、轴承四4-5-4、介轮七4-5-5、安装柱4-5-6、编码器三4-5-7、单槽绳轮一4-5-8、弹簧4-5-9、绳四4-5-10、单槽绳轮二4-5-11、气缸4-5-12。

传动轴四4-5-1和安装柱4-5-6固定在导轨板4-2上。多槽绳轮三4-5-3通过轴承四4-5-4套在传动轴四4-5-1上，电磁制动器二4-5-2与传动轴四4-5-1和多槽绳轮三4-5-3固连。介轮七4-5-5和编码器三4-5-7安装在安装柱4-5-6上，单槽绳轮一4-5-8安装在编码器三4-5-7上。绳四4-5-10与多槽绳轮三4-5-3固连，并缠绕介轮七4-5-5和单槽绳轮一4-5-8后与探测头更换组件4-4连接。绳一4-6穿过支柱4-3放松缠绕多槽绳轮一4-10和多槽绳轮三4-5-3。气缸4-5-12安装在导轨板4-2上，单槽绳轮二4-5-11安装在气缸4-5-12上。气缸4-5-12可带动单槽绳轮二4-5-11与绳一4-6接触，张紧绳一4-6，将多槽绳轮一4-10动力传递给多槽绳轮三4-5-3。

如图19和20所示，支柱4-3顶端设置为球面，且在球面中心设置有用于穿过绳二4-13的通孔，内部设置为腔体，周围设置有用于绳一4-6穿过的开口。

相机4-4-7可采用红外相机或其他类型的相机。光源4-4-9可采用探照灯或其他照明装置。

工作原理：

探测器组件4实现相机4-4-7、激光器4-4-8和光源4-4-9的更换及空间六自由度位姿调整，即将相机4-4-7、激光器4-4-8、光源4-4-9调整至工作位置。其中相机4-4-7、激光器4-4-8和光源4-4-9安装在绳三4-4-6上，多槽绳轮二4-4-3带动绳三4-4-6在介轮一4-4-10、介轮二4-4-11和多槽绳轮二4-4-3循环运动，多槽绳轮二4-4-3通过绳二4-13与从动齿轮三4-15实现动力传递，直线电机一4-12通过拨叉4-11带动滑套4-17在传动轴一4-19上滑移，通过齿圈4-16与从动齿轮三4-15的啮合与分离，控制动力的通断，电磁制动器一4-4-2可制动多槽绳轮二4-4-3转动，定位相机4-4-7、激光器4-4-8和光源4-4-9的位置，实现相机4-4-7、激光器4-4-8和光源4-4-9的更换以及X向位移调整。

电机三4-20固装在滑块4-23上，其主轴穿过滑块4-23与主动齿轮三4-7固连，主动齿轮三4-7与齿条4-8啮合，齿条4-8固装在导轨板4-2上，电机三4-20驱动齿条4-8带动导轨板4-2在滑块4-23移动，实现相机4-4-7、激光器4-4-8和光源4-4-9的Y向位移调整。

安装支架4-1的一端通过直线电机二4-24与滑块4-23连接，直线电机二4-24的伸缩带动滑块4-23的Z向移动，实现相机4-4-7、激光器4-4-8和光源4-4-9的Z向位移调整。

姿态调整组件4-5中绳一4-6穿过支柱4-3放松缠绕多槽绳轮一4-10和多槽绳轮三4-5-3，气缸4-5-12可带动单槽绳轮二4-5-11与绳一4-6接触，张紧绳一4-6，控制多槽绳轮一4-10与多槽绳轮三4-5-3的动力传递，多槽绳轮三4-5-3拉动绳四4-5-10带动探测头更换组件4-4在支柱4-3顶端摆动，编码器4-5-7实时反馈绳四4-5-10的运动长度，电磁制动器二4-5-2制动多槽绳轮三4-5-3转动，定位探测头更换组件4-4在支柱4-3顶端的摆动角度，支柱4-3周围布置多个姿态调整组件4-5，多个姿态调整组件4-5相互配合控制探测头更换组件4-4摆动角度，实现相机4-4-7、激光器4-4-8和光源4-4-9的姿态调整。

相机4-4-7、激光器4-4-8、光源4-4-9调整至工作位置时，其光轴17入射到第一反射组件1的空腔内，并通过第一反射组件1反射入套筒二3的空腔内，再通过套筒二3反射入第二反射组件13的空腔内，并通过第二反射组件13反射出监测装置，第一反射组件1、套筒二3与第二反射组件13之间斜面连接，电机一6与电机二12可分别驱动套筒二3和第二反射组件13旋转，改变第一反射组件1轴线与套筒二3轴线的相对夹角以及套筒二3轴线与第二反射组件13轴线的相对夹角，即改变反射层一1-3轴线与反射层二3-3轴线的夹角以及反射层二3-3轴线与反射层三13-2轴线的夹角，编码器一8和编码器二10可实时反馈套筒二3和第二反射组件13转动角度，控制反射层一1-3、反射层二3-3以及反射层三13-2相互配合组合反射光轴17，实现光轴17的360°大范围无死角调整。

Claims (10)

1.一种大范围监测装置，其特征在于，包括依次设置的探测器组件(4)、第一反射组件(1)、套筒二(3)、第二反射组件(13)，所述套筒二(3)的两端分别通过轴承一(15)、轴承二(16)与第一反射组件(1)、第二反射组件(13)倾斜连接，所述第一反射组件(1)与套筒二(3)的连接处设有由电机一(6)驱动的第一齿轮传动组件，所述第二反射组件(13)与套筒二(3)的连接处设有由电机二(12)驱动的第二齿轮传动组件；

所述探测器组件(4)与第一反射组件(1)连接，并设有相机(4-4-7)、激光器(4-4-8)和光源(4-4-9)；所述探测器组件(4)可实现相机(4-4-7)、激光器(4-4-8)和光源(4-4-9)的更换及空间六自由度位姿调整，其光轴(17)入射到第一反射组件(1)的空腔内，并通过第一反射组件(1)反射入套筒二(3)的空腔内，再通过套筒二(3)反射入第二反射组件(13)的空腔内，并通过第二反射组件(13)反射出监测装置。

2.根据权利要求1所述的一种大范围监测装置，其特征在于，所述第一齿轮传动组件包括倾斜安装在第一反射组件(1)一端的从动齿轮一(2)，所述电机一(6)安装在套筒二(3)上并通过主动齿轮一(5)与从动齿轮一(2)传动连接，所述从动齿轮一(2)通过编码齿轮一(7)与编码器一(8)传动连接；所述第二齿轮传动组件包括倾斜一定角度安装在第二反射组件(13)一端的从动齿轮二(14)，所述电机二(12)安装在套筒二(3)上并通过主动齿轮二(11)与从动齿轮二(14)传动连接，所述从动齿轮二(14)通过编码齿轮二(9)与编码器二(10)传动连接。

3.根据权利要求1所述的一种大范围监测装置，其特征在于，所述第一反射组件(1)包括套筒一(1-1)，所述套筒一(1-1)内部为空腔并铺满反射层一(1-3)，所述套筒一(1-1)与套筒二(3)连接的一端为斜面，另一端呈锥状，并在锥状的顶部设有通光孔；

所述套筒二(3)包括桶体一(3-1)，所述桶体一(3-1)的两端设置为斜面，并分别与第一反射组件(1)和第二反射组件(13)连接，所述桶体一(3-1)内部设置为空腔，并铺满反射层二(3-3)；

所述第二反射组件(13)包括桶体二(13-1)，所述桶体二(13-1)内部设置为空腔，并铺满反射层三(13-2)，所述桶体二(13-1)与桶体一(3-1)连接的一端为斜面，另一端为喇叭状。

4.根据权利要求1所述的一种大范围监测装置，其特征在于，所述探测器组件(4)包括安装支架(4-1)、导轨板(4-2)、支柱(4-3)、探测头更换组件(4-4)、和姿态调整组件(4-5)，所述相机(4-4-7)、激光器(4-4-8)和光源(4-4-9)设置在探测头更换组件(4-4)上，所述安装支架(4-1)的一端安装在导轨板(4-2)底面的轨道中，另一端与第一反射组件(1)连接，所述导轨板(4-2)的顶面通过支柱(4-3)与探测头更换组件(4-4)球面连接，所述探测头更换组件(4-4)与周围多个设置在导轨板(4-2)上的姿态调整组件(4-5)通过绳传动机构连接。

5.根据权利要求4所述的一种大范围监测装置，其特征在于，所述安装支架(4-1)的一端通过直线电机二(4-24)与滑块(4-23)连接，所述滑块(4-23)可滑动的设置在轨道中；电机三(4-20)固装在滑块(4-23)上，其主轴穿过滑块(4-23)与主动齿轮三(4-7)固连，主动齿轮三(4-7)与齿条(4-8)啮合，所述齿条(4-8)固装在导轨板(4-2)上；

所述支柱(4-3)内部设有空腔，传动轴二(4-22)通过轴承座(4-21)固装在支柱(4-3)空腔内，绳轮一(4-14)与从动齿轮三(4-15)分别固装在传动轴二(4-22)两端，且设置在支柱(4-3)空腔内，绳二(4-13)缠绕绳轮一(4-14)，并穿过支柱(4-3)与探测头更换组件(4-4)连接，为探测头更换组件(4-4)的工作提供驱动力；

电机五(4-9)固装在导轨板(4-2)上，且置于支柱(4-3)空腔内，多槽绳轮一(4-10)与电机五(4-9)同轴固连，传动轴一(4-19)与多槽绳轮一(4-10)同轴固连，导向键(4-18)固装在传动轴一(4-19)上，滑套(4-17)通过导向键(4-18)可滑动的套在传动轴一(4-19)上，齿圈(4-16)套在传动轴一(4-19)上并与滑套(4-17)固连；直线电机一(4-12)固装在支柱(4-3)上，并接有拨叉(4-11)，所述拨叉(4-11)***滑套(4-17)，直线电机一(4-12)通过拨叉(4-11)带动滑套(4-17)在传动轴一(4-19)上滑移，实现齿圈(4-16)与从动齿轮三(4-15)的啮合与分离；绳一(4-6)穿过支柱(4-3)缠绕多槽绳轮一(4-10)和姿态调整组件(4-5)，为姿态调整组件(4-5)传递驱动力。

6.根据权利要求5所述的一种大范围监测装置，其特征在于，所述探测头更换组件(4-4)包括安装板(4-4-1)，所述安装板(4-4-1)的一侧与支柱(4-3)球面连接，另一侧设有传动轴三(4-4-4)、介轮一(4-4-10)、介轮二(4-4-11)、介轮三(4-4-12)、介轮四(4-4-13)、介轮五(4-4-14)和介轮六(4-4-15)，所述传动轴三(4-4-4)设置在所述安装板(4-4-1)的一端，所述介轮一(4-4-10)、介轮二(4-4-11)安装在安装板(4-4-1)的另一端，且两者连线与安装板(4-4-1)的中线平行；

多槽绳轮二(4-4-3)通过轴承三(4-4-5)套在传动轴三(4-4-4)上，电磁制动器一(4-4-2)与传动轴三(4-4-4)和多槽绳轮二(4-4-3)固连；绳三(4-4-6)缠绕介轮一(4-4-10)、介轮二(4-4-11)和多槽绳轮二(4-4-3)一圈，所述相机(4-4-7)、激光器(4-4-8)、光源(4-4-9)均安装在绳三(4-4-6)上；所述介轮三(4-4-12)、介轮四(4-4-13)、介轮五(4-4-14)和介轮六(4-4-15)设于安装板(4-4-1)中部，绳二(4-13)被介轮四(4-4-13)、介轮三(4-4-12)、多槽绳轮二(4-4-3)、介轮五(4-4-14)和介轮六(4-4-15)依次引导缠绕后，穿过安装板(4-4-1)和支柱(4-3)与绳轮一(4-14)缠绕；相机(4-4-7)、激光器(4-4-8)、光源(4-4-9)调整至工作位置时，其光轴(17)穿过套筒一(1-1)进入第一反射组件(1)。

7.根据权利要求5所述的一种大范围监测装置，其特征在于，所述姿态调整组件(4-5)包括传动轴四(4-5-1)、电磁制动器二(4-5-2)、多槽绳轮三(4-5-3)、轴承四(4-5-4)、介轮七(4-5-5)、安装柱(4-5-6)、编码器三(4-5-7)、单槽绳轮一(4-5-8)、弹簧(4-5-9)、绳四(4-5-10)、单槽绳轮二(4-5-11)、气缸(4-5-12)；

所述传动轴四(4-5-1)和安装柱(4-5-6)固定在导轨板(4-2)上，多槽绳轮三(4-5-3)通过轴承四(4-5-4)套在传动轴四(4-5-1)上，电磁制动器二(4-5-2)与传动轴四(4-5-1)和多槽绳轮三(4-5-3)固连，介轮七(4-5-5)和编码器三(4-5-7)安装在安装柱(4-5-6)上，单槽绳轮一(4-5-8)安装在编码器三(4-5-7)上；绳四(4-5-10)与多槽绳轮三(4-5-3)固连，并缠绕介轮七(4-5-5)和单槽绳轮一(4-5-8)后与探测头更换组件(4-4)连接；绳一(4-6)穿过支柱(4-3)放松缠绕多槽绳轮一(4-10)和多槽绳轮三(4-5-3)；气缸(4-5-12)安装在导轨板(4-2)上，单槽绳轮二(4-5-11)安装在气缸(4-5-12)上，气缸(4-5-12)可带动单槽绳轮二(4-5-11)与绳一(4-6)接触，张紧绳一(4-6)，将多槽绳轮一(4-10)动力传递给多槽绳轮三(4-5-3)。

8.根据权利要求3所述的一种大范围监测装置，其特征在于，所述反射层一(1-3)、反射层二(3-3)、反射层三(13-2)为镜面不锈钢、镜面铝板、化学镀镍层、化学镀银层或真空镀铝层。

9.根据权利要求3所述的一种大范围监测装置，其特征在于，所述套筒一(1-1)与桶体一(3-1)连接处两斜面的角度互补，所述桶体二(13-1)与桶体一(3-1)连接处两斜面的角度互补。

10.根据权利要求1所述的一种大范围监测装置，其特征在于，所述相机(4-4-7)为红外相机，所述光源(4-4-9)为探照灯。

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