一種圖像監(jiān)控?cái)z像頭升降平臺(tái)

王均健+毛江東+許江穎

摘 要：現(xiàn)今監(jiān)控系統(tǒng)中，攝像頭的安裝方式一般為直接將攝像頭釘入墻體固定，安裝完成后，無法在不拆卸攝像頭的情況下進(jìn)行維修。這種安裝方式的缺點(diǎn)十分明顯：每次進(jìn)行攝像頭維護(hù)都必須登高作業(yè)，危險(xiǎn)系數(shù)較高；由于需要使用到梯子、登高梯等登高器具，必然不能單人進(jìn)行操作，人力成本較高；一些監(jiān)控?cái)z像頭所處的位置與某些帶電設(shè)備距離較近，維護(hù)時(shí)存在觸電風(fēng)險(xiǎn)；維護(hù)時(shí)要做安全保障工作，如防墜落，防觸電，時(shí)間成本較高。有鑒于此，我們對(duì)此進(jìn)行研究，專門開發(fā)出一種監(jiān)控?cái)z像頭升降平臺(tái)。

關(guān)鍵詞：監(jiān)控系統(tǒng)；攝像頭；升降；安裝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.117

1 背景

隨著智能化變電站的建設(shè)應(yīng)用，監(jiān)控系統(tǒng)的作用也越來越大。監(jiān)控?cái)z像頭是監(jiān)控系統(tǒng)的核心組成部分，攝像頭的損壞直接影響圖像的采集，因此必須第一時(shí)間進(jìn)行檢修，現(xiàn)有的圖像監(jiān)控?cái)z像頭安裝方式采用固定安裝，這種安裝方式的缺點(diǎn)十分明顯，一般可歸納如下幾點(diǎn)：

每次進(jìn)行攝像頭維護(hù)都必須登高作業(yè)，危險(xiǎn)系數(shù)較高；由于需要使用到梯子、登高梯等登高器具，必然不能單人進(jìn)行操作，人力成本較高；

一些監(jiān)控?cái)z像頭所處的位置與某些帶電設(shè)備距離較近，維護(hù)時(shí)存在觸電風(fēng)險(xiǎn)；維護(hù)時(shí)要做安全保障工作，如防墜落，防觸電，時(shí)間成本較高。

為了解決傳統(tǒng)監(jiān)控?cái)z像頭維修必須登高作業(yè)的弊端，降低安全風(fēng)險(xiǎn)；簡化拆裝環(huán)節(jié)的裝置；大大縮短攝像頭維護(hù)時(shí)間；提高施工效率；降低監(jiān)控系統(tǒng)中斷間隔；提高安全施工率；保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。經(jīng)過多次甄選，我們最終采取解決方案是：設(shè)計(jì)一種監(jiān)控?cái)z像頭升降平臺(tái)。

2 提出方案并選擇最佳方案

2.1 方案提出

當(dāng)出現(xiàn)監(jiān)控?cái)z像頭故障時(shí)，目前常用的維修方式是人工登高至攝像頭平臺(tái)，斷開線路，取下攝像頭，在地面進(jìn)行維修。基于這種特點(diǎn)，我們想要縮短維護(hù)時(shí)間，需在登高環(huán)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化，故設(shè)計(jì)一種免登高的攝像頭平臺(tái)勢(shì)在必行。

鑒于維護(hù)攝像頭登梯操作的高度與位置，我小組經(jīng)討論研究，決定設(shè)計(jì)一種可升降的攝像頭承載裝置，利用機(jī)械原理搭載攝像頭上升、下降，既降低了安全風(fēng)險(xiǎn)也提高了施工效率。

在具體實(shí)現(xiàn)方式上，小組成員經(jīng)討論分析，歸納出兩種可行性較高的方式：

兩種方式的具體實(shí)現(xiàn)方法如下：

以下我們主要就兩種方案的安全性和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面進(jìn)行比較、討論：

（1）安全性。

從表中可看出兩種方案安全性均較好，安全風(fēng)險(xiǎn)低。

（2）經(jīng)濟(jì)性。

從表中可以看出，在經(jīng)濟(jì)性方面，方案一優(yōu)于方案二。

方案確定：

通過兩張表格的比較，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用中攝像頭個(gè)數(shù)較多，維護(hù)頻率高的特點(diǎn)，確定設(shè)計(jì)方案為：

2.2 組件材料選擇

裝置組件主要由金屬構(gòu)成，決定使用何種金屬是選擇的關(guān)鍵

3 裝置設(shè)計(jì)

根據(jù)上述要求，本著簡化、簡潔、高效的原則，設(shè)計(jì)了圖像監(jiān)控?cái)z像頭升降平臺(tái)，設(shè)計(jì)圖如圖5：

本設(shè)計(jì)包括上固定座、下固定座，以及連接在上固定座和下固定座之間的連接桿，

上固定座、下固定座分別通過連接件固定安裝在墻體上端和下端，上固定座上設(shè)有第一滑輪，下固定座上設(shè)有第二滑輪，第二滑輪與一齒輪相嚙合，連接桿上活動(dòng)安裝有一個(gè)滑塊，攝像頭安裝在滑塊上，連接繩索一端與滑塊相連，另一端穿過第一滑輪導(dǎo)槽后與第二滑輪相連，轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，通過連接繩索、第一滑輪、第二滑輪的配合，使滑塊帶著監(jiān)控?cái)z像頭沿連接桿平穩(wěn)上升。齒輪與一手柄相連，通過手柄轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，可快速實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)z像頭的上升和下降。

連接桿上設(shè)有縱向滑槽，滑塊兩側(cè)設(shè)有滑輪，滑輪活動(dòng)安裝在滑槽內(nèi)。

下固定座下方設(shè)有一擋板，第二滑輪和齒輪安裝在擋板上。擋板的設(shè)置，方便第二滑輪和齒輪的配合，以及連接繩索的收納。

上固定座、下固定座分別通過螺栓固定安裝在墻體上端和下端。

監(jiān)控?cái)z像頭升降平臺(tái)使用時(shí)，先將上固定座安裝在設(shè)定的監(jiān)控高度，然后安裝好連接桿和下固定座，將監(jiān)控?cái)z像頭安裝在滑塊上，轉(zhuǎn)動(dòng)手柄，使第二滑輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使滑塊沿著連接桿滑槽移動(dòng)，直至將監(jiān)控?cái)z像頭拉伸到上固定座或者連接桿的其他位置。

4 裝置制作及安裝測試

小組成員按照?qǐng)D紙要求，將加工好的上下固定座與連接桿組裝，并將滑輪掛上滑輪支架板，最后將齒輪置入滑塊槽中，連接線纜，裝置組裝完成。

經(jīng)測試，各組件連接完好，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，對(duì)外力沖擊抵抗力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

裝置測試。

裝置測試項(xiàng)目如下：

裝置測試結(jié)果：

（1）上下固定座與連接桿組合后，組員分別給固定座施加500牛的力，觀察連接是否松動(dòng)，連接處是否變形。

結(jié)論：上下固定座與連接桿組合穩(wěn)定，連接可靠。

（2）滑輪與固定座連接完成后，在滑輪下方加掛50千克物體，對(duì)應(yīng)力性進(jìn)行測試。

結(jié)論：滑輪與固定座連接可靠，通過應(yīng)力性測試。

（3）將齒輪置入圖紙要求位置后，轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，按60次/分鐘的速度測試10分鐘，觀察嚙合程度。

結(jié)論：齒輪與齒輪嚙合完好，與滑輪結(jié)合可靠。

（4）將手柄按15次/分鐘測試手柄轉(zhuǎn)動(dòng)流暢程度，記錄。

結(jié)論：手柄轉(zhuǎn)動(dòng)流暢，機(jī)械結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。

（5）將滑塊置于指定位置，測試上升下降10次，觀察上升下降情況。

結(jié)論：滑塊與滑槽接觸摩擦達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，活動(dòng)流暢，無滯澀現(xiàn)象發(fā)生。

安全檢查：

小組在測試完各項(xiàng)性能后，將完成的圖像監(jiān)控?cái)z像頭升降平臺(tái)實(shí)物送往質(zhì)檢中心進(jìn)行安全檢驗(yàn)，經(jīng)檢驗(yàn)，圖像監(jiān)控?cái)z像頭升降平臺(tái)安全性能符合要求，在實(shí)際應(yīng)用中可以達(dá)到安全操作的各項(xiàng)指標(biāo)。

結(jié)論：本裝置安全性能達(dá)到要求，實(shí)際應(yīng)用中無重大安全隱患，達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)要求。

5 總結(jié)

監(jiān)控?cái)z像頭升降平臺(tái)，解決了傳統(tǒng)監(jiān)控?cái)z像頭維修必須登高作業(yè)的弊端，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)；由于無需近距離接觸攝像頭的監(jiān)控位置，所以在一些距離帶電設(shè)備近的地點(diǎn)，人員的觸電風(fēng)險(xiǎn)被大大地降低了。上述結(jié)構(gòu)的監(jiān)控?cái)z像頭升降平臺(tái)降低了人工成本（可擔(dān)任操作），優(yōu)化了工作方法，令攝像頭維護(hù)成本大大降低，有一定的經(jīng)濟(jì)效益。

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