CN101414041B - 摄像机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一摄像机，包括与摄像机的摄像镜头相连接，并驱动其在第一平面内转动的第一传动机构，所述第一传动机构包括第一驱动电机，所述第一驱动电机通过传动部件驱动同步轮转动，所述同步轮带动安装有摄像镜头的第一支架在第一平面内转动，所述同步轮下方固定有第一位置模板，所述第一位置模板周围设置有数个第一光耦，所述第一光耦能检测第一位置模板转动参数并将其结果发送给可控制第一驱动电机转速的控制单元。本发明传动结构简单，机构安装、调试方便并有较好传动控制精度。

Description

摄像机

技术领域

本发明涉及一种视讯摄像机，特别是一种传动结构简单并有较好传动精度的摄像机。

背景技术

众所周知，在电视终端设备领域，摄像机是非常重要的一种终端设备。很多场合中根据场景的需要，摄像机镜头得实现水平转动(PAN转动)或竖直转动(TILT转动)从而达到理想的拍摄角度，尤其是在拍摄或转播重要的会议或比赛时。因此这就对摄像机上传动机构的转动精度有较高要求。

目前摄像机的传动机构基本分三种，第一种采用的蜗杆斜齿轮组合两级齿轮传动的方案，该传动机构的机械结构极为复杂并不普及；第二种是采用蜗杆斜齿轮组合一级皮带传动的方案，该传动机构较为普及；第三种是采用磁力电机代替传统传动机构只依靠机械结构为主的方案，但该技术门槛较高，技术方案也较为复杂，只有国外少数几个厂家能应用。

发明人在使用上述第二种传动方案过程中发现现有技术存在以下技术问题，传动机构的零件设计精密，机构上的零件较多，安装、调试较为复杂，维护成本较高。

发明内容

本发明实施例的目的在于，提供一种传动结构简单，机构安装、调试方便并有较好传动控制精度的摄像机。

为实现上述发明目的，本发明实施例提供一种摄像机，它包括与摄像镜头相连接，并驱动所述摄像镜头在第一平面内转动的第一传动机构，所述第一传动机构包括第一驱动电机和同步轮，所述第一驱动电机通过传动部件与所述同步轮活动连接，安装有摄像镜头的第一支架固定在所述同步轮上，所述同步轮下端固定有第一位置模板，所述第一位置模板周围设置有数个能检测第一位置模板转动参数并将检测结果发送给可控制第一驱动电机转速的控制单元的第一光耦。

本发明实施例具有以下有益效果：摄像机的水平转动和竖直转动都由电机驱动或经同步带与齿轮啮合传动，并不需要较高精度的零件来完成，所以结构简单，机构安装、调试都非常方便；控制单元通过光耦实时检测位置模板的转动参数从而可以更精确的控制电机的转速，达到较好的转动效果，并且通过在整个装置合适的位置设置配重装置，进一步提高了摄像机的转动精度。

附图说明

图1是本发明摄像机的一个结构示意图。

图2是本发明摄像机的另一个结构示意图。

图3是图2摄像机镜头部分的内部结构示意图。

图4是根据本发明的一个实施方案的摄像机的水平结构示意图，示出了使摄像镜头水平转动的第一传动机构。

图5是根据本发明的该实施方案的摄像机的竖直结构示意图，示出了使摄像镜头水平转动的第二传动机构。

图6是图1的A-A剖视图。

具体实施方式

现在结合附图对本发明的优选实施方案进行详细描述。应当理解的是，对本领域内的普通技术人员来说，可对基础的发明构思进行多种变动和/或改动，所以此处所公开的实时方案应看作是示例性的，而非限制性的。

如图1、图4和图6所示，摄像镜头7安装在第一支架8上，所述第一支架8为“U”形，其下方底架上固定有圆柱体形的传动轴，所述传动轴与水平转动的第一传动机构100螺纹连接，该第一传动机构100包括第一驱动电机1，所述第一驱动电机1与一主板12电连接，所述第一驱动电机1通过支撑板10固定，所述第一驱动电机1的电机轴上安装有齿轮2，设置有传动齿的同步带3一端套在齿轮2上，另一端套在支撑板9下方的同步轮22上并与同步轮22啮合，所述同步轮22下方固定有同轴圆盘状的第一位置模板23，所述第一位置模板23的圆周上设置有均匀排列的条状检测齿，每个条状检测齿之间都有相同大小的间隙，三个相同型号的第一光耦15互相等距排列在所述第一位置模板23周围，并与主板12电连接。支撑板10上还安装有一个压带轮13，其从外侧与同步带3连接从而防止其长期传动而松动。两轴承17相叠加设置在支撑板9上，并与所述同步轮22同轴。所述两轴承17上方设置有第一轴承压片14，所述第一轴承压片14固定在支撑板9下方，所述支撑板9上的轴孔、第一轴承压片14上的轴孔均与同步轮22同轴，所述第一支架8下端的传动轴依次穿过上述的支撑板9、第一轴承压片14和两轴承通过一对螺母16固定在同步轮22上。

使用中，欲将摄像机的摄像镜头水平转动一个角度，则先启动第一驱动电机1，本实施方式中以速率为0.9°/步的步进电机为例；由步进电机的电机轴带动齿轮2转动，从而带动同步带3，通过张紧的同步带3带动与其齿合的同步轮22转动，由于同步轮22的直径远大于齿轮2的直径，所以步进电机通过同步带3减速，而要想达到精确的速率则可通过事先计算好传动比来实现。又由于安装有摄像机镜头的第一支架8的传动轴与同步轮22固定连接，所以同步轮22带动摄像机镜头在轴承的帮助下顺利实现水平转动，即实现电机驱动摄像镜头水平转动。需要注意的是在上述水平转动的方案中同步带3由于长期使用可能会松动，从而影响传动效果，为了防止这种情况的发生，支撑板9上还安装有一个压带轮13，其从外侧给同步带3一个预紧力，防止其松动，可根据实际情况设置所述压带轮13个数，保证同步带3的有效传动。而在水平转动中，为了使转动更加平稳，在支撑板9上固定有第一配重装置10。由于两轴承间并没有任何固定，所以第一轴承压片14主要是防止轴承在传动过程中轴向位移，使得传动更稳定。

若想要保证长期高精度传动，必须实时检测传动部件的转动参数，保证电机上电机轴的速率在规定要求内，从而控制传动精度。所以本实施方式通过排列在所述第一位置模板23周围的三个相同型号的第一光耦15实时检测与电机的转动步调一致的第一位置模板23的转速、周期等必要参数，并将检测结果发送给主板上的单片机，通过单片机分析、处理接收到的参数从而对电机上电机轴的转速进行必要调整以保证传动的精度。

应当指出的是，压带轮13、第一配重装置10以及第一轴承压片14的安装或固定方式不一定要按本实施方式的图1中公开那样固定，只要能达到相同的技术效果可以与图示中的不同。

与此相似，如图2、图5和图6所示，该第二传动机构200的设计与上述第一传动机构100相似，包括第二驱动电机6，所述第二驱动电机6与所述主板12电连接，固定有摄像镜头7的第二支架21两侧均设置有一根连接管，两连接管同轴，所述两连接管上均设置有一轴承，所述轴承则设置在第一支架8两侧的孔内，从而使得第二支架21与第一支架8活动连接。所述第二支架21上还固定有圆柱状的第二位置模板24，所述第二位置模板24的圆周上设置有均匀排列的条状检测齿，每个条状检测齿之间都有相同大小的间隙，设置在第一支架8上的三个相同型号的第二光耦18等距排列在所述第二位置模板24周围，并与主板12电连接。所述第二驱动电机6设置在第一支架8一侧，所述电机6的电机轴安装在一连接管内。

使用中，欲将摄像机的摄像镜头竖直转动一个角度，则先启动第二驱动电机6，本实施方式中以减速电机为例；减速电机的电机轴带动连接管从而带动第二支架21在轴承的作用下绕电机轴转动，即在竖直方向上转动。需要注意的是在上述竖直转动的方案中，为了使电机轴转动不会晃动，如图3所示在所述第二支架21上安装有第二配重装置5，这样就克服了所述减速电机内部的齿轮组间隙所产生的空转角对转动精度的影响。而为了使传动更稳定，防止轴承在传动过程中轴向位移，轴承通过第二轴承压片19与第一支架8连接。

若想要保证长期高精度传动，必须实时检测传动部件的转动参数，然后通过调整电机上电机轴的速率控制传动精度。所以本实施方式通过排列在所述第二位置模板24周围的三个相同型号的第二光耦实时检测第二位置模板24的转速、周期等必要参数，并将检测结果发送给主板上的单片机，通过单片机分析、处理接收到的参数从而对电机上电机轴的转速进行必要调整以保证传动的精度。

应当指出的是，第二配重装置5以及第二轴承压片19的安装或固定方式不一定要按本实施方式的图2中公开那样固定，只要能达到相同的技术效果可以与图示中的不同。

虽然结合附图对本发明的实时方案进行了描述，但可以理解的是，上述实施方案是示例性的，而并非限制性的，对本领域内的普通技术人员来说，可以在步脱离本发明构思的前提下进行多种标动和/或修改，该种变动和/或修改仍应认为在本申请公开的范围内。

Claims (8)

1.一种摄像机，其特征在于包括：

与摄像镜头相连接，并驱动所述摄像镜头在第一平面内转动的第一传动机构，所述第一传动机构包括第一驱动电机和同步轮，所述第一驱动电机通过传动部件与所述同步轮活动连接，安装有摄像镜头的第一支架固定在所述同步轮上，所述同步轮下端固定有第一位置模板，所述第一位置模板周围设置有数个检测第一位置模板转动参数并将检测结果发送给可控制第一驱动电机转速的控制单元的第一光耦；

与所述摄像镜头相连接、并驱动所述摄像镜头在第二平面内转动的第二传动机构，所述第二传动机构包括第二驱动电机，所述第二驱动电机的电机轴与安装有摄像镜头的第二支架连接，所述第二支架与第一支架活动连接，所述第二支架上还设置有第二位置模板，所述第二位置模板的圆周上设置有均匀排列的条状检测齿，所述第二位置模板周围设置有数个安装在第一支架上的能检测第二位置模板随第二支架转动的参数并将其结果发送给可控制第二驱动电机转速的控制单元的第二光耦。

2.根据权利要求1所述的摄像机，其特征在于：所述传动部件包括齿轮和同步带，所述齿轮安装在所述第一驱动电机的电机轴上，所述同步带一端连接在所述齿轮上，另一端连接在所述同步轮上。

3.根据权利要求2所述的摄像机，其特征在于：所述同步带外侧设置有至少一个防止所述同步带松动的压带轮。

4.根据权利要求3所述的摄像机，其特征在于：所述第一支架与支撑板连接，所述支撑板上固定有第一配重装置。

5.根据权利要求4所述的摄像机，其特征在于：所述第一支架下端设置有传动轴，所述传动轴依次穿过支撑板、第一轴承压片和两轴承固定在同步轮上。

6.根据权利要求1或5所述的摄像机，其特征在于：所述第一光耦为三个。

7.根据权利要求1所述的摄像机，其特征在于：所述第二支架上设置有第二配重装置。

8.根据权利要求1所述的摄像机，其特征在于：所述第二光耦为三个。

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