CN104469108B - 具有偏轴滑环组件的移动摄像机 - Google Patents

具有偏轴滑环组件的移动摄像机 Download PDF

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Abstract

摄像机单元包括罩壳、布置在所述罩壳内部且相对所述罩壳绕盘轴可旋转的盘台、耦接于所述盘台的摄像机镜头组件以及具有在偏离所述盘轴的位置处固定地耦接于所述盘台的滑环定子的滑环组件。

Description

具有偏轴滑环组件的移动摄像机
背景技术
本发明涉及摄像机单元，并且特别地涉及移动摄像机单元。
移动摄像机单元例如全方位旋转变焦摄影机(pan-tilt-zoom cameras，简称PTZ摄像机)常常用于监视环境中。摄像机单元包括具有透明窗的罩壳以及布置在罩壳内部的在俯仰轴和盘轴上移动以通过透明窗获得宽阔的监视覆盖范围的摄像机镜头组件。摄像机单元典型地在住宅上在交叉处安装于建筑物的屋顶以及需要监视和监控的其它位置。
移动摄像机单元利用滑环组件(slip ring assembly)以将电从摄像机单元内部的固定电路板传送至摄像机单元内的镜头组件。滑环组件布置在摄像机镜头组件的正下方，使得滑环组件的定子和转子与盘轴同轴地对齐。
发明内容
根据一个结构，摄像机单元包括罩壳、布置在所述罩壳内且相对所述罩壳绕盘轴可旋转的盘台、耦接于所述盘台的摄像机镜头组件、以及具有在偏离所述盘轴的位置处固定地耦接于所述盘台的滑环定子的滑环组件。
根据另一个结构，移动摄像机单元包括具有观察窗的罩壳和布置在罩壳内且相对罩壳绕盘轴可旋转的盘台。盘轴穿过观察窗延伸。摄像机单元还包括耦接于所述盘台且布置在盘台与观察窗之间的摄像机镜头组件以及耦接于摄像机镜头组件的滑环组件。滑环组件包括在偏离盘轴的位置处固定地耦接于盘台的滑环定子、耦接于滑环定子的滑环转子、耦接于滑环转子的承载部件以及耦接于承载部件且可枢转地耦接于罩壳的轨道部件，所述承载部件沿着所述轨道部件可滑动地布置。
考虑到详细说明和附图，本发明的其它方面将变得显而易见。
附图说明
图1是根据本发明包括滑环组件的一个结构的摄像机单元的截面图。
图2是图1的摄像机单元的分解图。
图3是图1的滑环组件的透视图。
图4是用于图3中滑环组件的滑环定子和滑环转子的透视图。
图5是用于图3中滑环组件的柔性电部件的透视图。
图6是图3的滑环组件处于第一位置的透视图。
图7是图3的滑环组件处于第二位置的透视图。
图8-10是摄像机单元一部分的顶部俯视图，示出移动穿过摄像机单元内多个位置的滑环组件。
具体实施方式
在详述本发明的任意实施例之前，可以理解本发明不局限于其应用于下文所述或下面附图中所示的结构细节和组件配置。本发明能够具有其它实施例而且以多种方式被实施或进行。
图1和2示出摄像机单元10。摄像机单元10包括具有由塑料或其它适宜材料制成的基部18的罩壳14。基部18是用于容纳摄像机单元10的一个或多个内部构件的固定盒。基部18包括底壁22和基本上垂直于底壁22延伸的盒壁26。盒壁26包括邻近底壁22布置的较厚的下部区域30和与底壁22间隔开的较薄的上部区域34。区域30和34的交点形成凸台38。
罩壳14还包括耦接于基部18的窗部42。示出的窗部42是至少部分透明的，并且呈半球形圆顶状。窗部42由玻璃、塑料或其它适宜的材料制成。
继续参照图1和2，摄像机单元10包括布置在基部18内的固定电路板46。电路板46邻近底壁22布置(例如直接安装于底壁)。
摄像机单元10还包括布置在基部18内的分隔部件50。分隔部件50包括大致平坦的底面54、在底面54的径向外边缘处从底面54向下延伸的凸缘58和在凸缘58的径向向内位置处从底面54向上延伸的凸缘62。参照图2，凸缘62包括多个轮齿66。分隔部件50还包括沿底面54的一部分和凸缘62二者配置的孔70，以及邻近所述孔70布置的枢轴部件74。枢轴部件74是从底面54延伸出的小圆柱形突出部。在其它结构中，枢轴部件74是低摩擦轴承或其它适宜的结构。
如图1所示，凸缘58安放在底壁22上并接触底壁22，使得分隔部件50基本上覆盖电路板46，并且使得电路板46布置在分隔部件50与底壁22之间。凸缘58邻近盒壁26布置。
继续参照图1和2，摄像机单元10还包括圆形盘台78，圆形盘台78具有底面82和在底面82的径向外边缘处从底面82向上延伸出的凸缘86。凸缘86被定尺寸和构造为邻近所述下部30和内凸台38定位，其中多个球轴承90布置在凸缘86与所述下部30之间。如图1所示，球轴承90使得盘台78能够围绕大致竖直地从盘台78的中心向上延伸穿过窗部42的盘轴94旋转。球轴承90借助于凸缘86和所述下部30内的座圈(raceway)被凸缘86和下部30容纳和保持就位。
参照图2，摄像机单元10还包括耦接于(例如固定地耦接于)盘台78的盘电机98。盘电机98包括接合所述凸缘62上的轮齿66从而驱动盘台78绕盘轴94旋转的齿轮、带或其它驱动机构。
继续参照图1和2，摄像机单元10包括耦接于盘台78且布置在盘台78与窗部42之间的摄像机镜头组件102。如图2所示，摄像机镜头组件102包括耦接于(例如固定地耦接于)盘台78的摄像机支架106。摄像机支架106枢转地接收和耦接于摄像机110的相反侧。摄像机支架106容许摄像机110绕垂直于盘轴94延伸的俯仰轴114(如图1所示)俯仰。摄像机镜头组件102还包括耦接于(例如固定地耦接于)盘台78的俯仰电机118和将俯仰电机118耦接于摄像机110的驱动部件122。俯仰电机118和驱动部件122驱动摄像机110绕俯仰轴114旋转。
通过使用盘电机98和俯仰电机118，摄像机110可绕盘轴94和俯仰轴114旋转，通过窗部42为摄像机提供大范围的视角。
参照图1-10，摄像机单元10还包括滑环组件126。滑环组件126提供了电路板46与盘电机98、俯仰电机118和摄像机110中一个或多个之间的电连接。
参照图3和4，滑环组件126包括定子130。定子130被定尺寸和构造为耦接于(例如固定地耦接于)盘台78。定子130具有圆柱形主体134、凸缘136和布置在所述凸缘136中用于插入紧固件从而将定子130固定于盘台78的孔138。定子130还包括从主体134的顶部延伸出且被构造为与盘电机98、俯仰电机118和摄像机110中的一个或多个相连接的电线142。
继续参照图3和4，滑环组件126还包括转子146，转子146至少部分地位于在定子130底部中形成的腔内。转子146通过腔(未示出)内部的轴承耦接于定子130。如图4所示，转子146具有圆柱形主体150，并且可在定子130内旋转。转子146包括圈环(未示出)，以及从主体150底部延伸出的电线154。虽然未示出，滑环组件126还包括布置在定子130内的电刷，电刷与转子146上的圈环电接触且有利于旋转的转子146与定子130之间的电力传送。
参照图2和3，滑环组件126进一步包括滑环承载部件158和滑环轨道162，所述滑环承载部件158和滑环轨道162被定尺寸和构造为至少部分地布置在盘台78与分隔部件50之间。如图2所示，转子146延伸穿过盘台78上的孔166且耦接于(例如固定地耦接于)承载部件158。承载部件158耦接于轨道162，并且可滑动地沿轨道162在直线方向上配置。
为了此处论述的目的，示出的定子部件(即定子130)是固定于盘台78的部件，并且转子部件(即转子146)是固定于承载部件158的部件。因此，虽然定子和转子部件二者相对于摄像机单元10内的另一构件是固定的，但它们还可相对彼此旋转(即转子146相对定子130可旋转，反之亦然)。另外，虽然转子146被示为布置在定子130内部，但在其它结构中定子130布置在转子146内部。
继续参照图3，滑环组件126还包括电路板170。电路板170耦接于(例如固定地耦接于)承载部件158，并且还通过电线154耦接于转子146。
参照图2、3和5，滑环组件126还包括在电路板46与电路板170之间传递电力的电部件174。电部件174是柔性带状物、电缆或被定尺寸和构造为沿轨道162延伸的其它部件，并且具有至少一个部分被构造为一旦对电部件174施加力则弯曲和/或卷曲。如图3和5所示，电部件174包括连接于电路板46的第一柔性端部178。端部178包括被定尺寸和构造为接合电路板46上的接触区域186(如图2所示)的接触区域182。电部件174还包括连接于电路板170的第二柔性端部190。第一和第二端部178、190彼此垂直地延伸。参照图3，电部件174耦接于轨道162，并且至少部分地布置在轨道162与承载部件158之间。电部件174被保持在轨道162上，并且被保持部件194所引导。保持部件194提供了应力消除从而防止电部件174内的疲劳失效。
参照图2和3，轨道162包括具有孔202的端部198。孔202被定尺寸和构造为接收分隔部件50上的枢轴部件74且适配其上。当端部198耦接于枢轴部件74时，轨道162在基本上平行于分隔部件50的底面54的平面内自由地绕枢轴部件74枢转。端部198适配穿过分隔部件50上的孔70，其中孔70的宽度足以允许轨道162在盘台78下面枢转运动且处于由底面54和凸缘62所限界的区域内。
参照图1和6-10，不论盘台78的旋转位置如何，滑环组件126是保持定子130和转子146位于距离盘轴94的固定距离198(例如固定径向距离)处的偏轴组件。
参照图6-10所示，因为定子130被固定于盘台78，当盘台78绕盘轴94旋转时，迫使轨道162绕枢轴部件74枢转。当轨道162绕枢轴部件74枢转时，转子146相对定子130旋转，并且承载部件158沿轨道162滑动。当承载部件158沿轨道162滑动时，定子130和转子146绕枢轴部件74旋转地调节以及相对枢轴部件74直线地调节。当承载部件158沿轨道162滑动时，定子130和转子146绕盘轴94旋转地调节(例如360度或更多)，其允许连续的(例如无停止的)全景运动(panning motion)。通过滑环组件126的构件的移动，保持了从电路板46至电部件174、从电部件174至电路板170、从电路板170至线路154、从线路154至转子146、从转子146至定子130、从定子130至电线142和从电线142至盘电机98、俯仰电机118和摄像机110中的一个或多个的电连接。
参照图1，滑环组件126的偏轴特性使得摄像机110被放置为非常接近盘台78，而不是定位在滑环定子正上方。这使得从基部18的底部至窗部42的顶部测量的摄像机单元10总高度206与摄像机安装在滑环定子正上方上相比至少减少了20％，藉此形成了更紧凑的摄像机单元10。减少总高度206使得摄像机单元10在视觉上不那么突出，例如为了更隐蔽地操作和使用。减少总高度206还减少了制造摄像机单元10所涉及的材料和成本。可选地，在某些结构中，不减少高度206，而是在摄像机单元10内使用具有更好性能的更大的摄像机110。

Claims (14)

1.一种摄像机单元，包括：
罩壳；
盘台，所述盘台布置在所述罩壳内且相对所述罩壳绕盘轴可旋转；
耦接于所述盘台的摄像机镜头组件；以及
滑环组件，所述滑环组件具有在偏离所述盘轴的位置处固定地耦接于所述盘台的滑环定子，
其中所述滑环组件进一步包括滑环转子、承载部件和轨道，所述滑环转子固定地耦接于所述承载部件并且所述承载部件可滑动地耦接于所述轨道，其中所述轨道枢转地耦接于所述罩壳，并且其中所述承载部件沿所述轨道在直线方向上可滑动地布置。
2.根据权利要求1所述的摄像机单元，其中所述滑环转子布置在所述滑环定子内，或者所述滑环定子布置在所述滑环转子内。
3.根据权利要求1所述的摄像机单元，其中所述滑环组件进一步包括布置在所述轨道上的柔性电部件，其中所述摄像机单元进一步包括第一电路板和第二电路板，其中第一电路板耦接于所述柔性电部件的第一末端，并且所述第二电路板耦接于所述柔性电部件的第二末端，并且所述第二电路板耦接于所述承载部件。
4.根据权利要求1所述的摄像机单元，进一步包括盘电机，所述盘电机耦接于所述盘台以驱动所述盘台绕所述盘轴的旋转以及驱动所述滑环定子的移动。
5.根据权利要求4所述的摄像机单元，进一步包括布置在所述盘台与所述罩壳之间的固定分隔部件，所述分隔部件包括与所述盘电机接合的轮齿。
6.根据权利要求1所述的摄像机单元，其中所述滑环定子电耦接于所述摄像机镜头组件。
7.根据权利要求1所述的摄像机单元，其中所述罩壳包括枢轴部件，并且其中所述滑环定子能绕所述枢轴部件旋转地调节且相对所述枢轴部件直线地调节。
8.根据权利要求1所述的摄像机单元，其中所述滑环定子能绕所述盘轴旋转地调节。
9.根据权利要求8所述的摄像机单元，其中所述滑环定子能绕所述盘轴调节360度。
10.根据权利要求1所述的摄像机单元，其中所述盘台是圆形的，并且其中所述滑环定子保持位于距所述盘轴的固定半径处。
11.根据权利要求1所述的摄像机单元，其中摄像机镜头能绕所述盘轴和垂直于所述盘轴延伸的独立的俯仰轴二者旋转。
12.一种摄像机单元，包括：
具有窗部的罩壳；
布置在所述罩壳内且相对所述罩壳绕盘轴可旋转的盘台，所述盘轴延伸穿过所述窗部；
耦接于所述盘台且布置在所述盘台与所述窗部之间的摄像机镜头组件；以及
耦接于所述摄像机镜头组件的滑环组件，所述滑环组件具有在偏离所述盘轴的位置处固定地耦接于所述盘台的滑环定子、耦接于所述滑环定子的滑环转子、耦接于所述滑环转子的承载部件以及耦接于所述承载部件且枢转地耦接于所述罩壳的轨道，所述承载部件沿所述轨道可滑动地布置，其中所述滑环定子能绕所述盘轴旋转地调节，所述罩壳包括枢轴部件，并且其中所述滑环定子能绕所述枢轴部件旋转地调节且相对所述枢轴部件直线地调节。
13.根据权利要求12所述的摄像机单元，其中所述摄像机单元进一步包括盘电机，所述盘电机耦接于所述盘台以驱动所述盘台绕所述盘轴的旋转以及驱动所述滑环定子的移动。
14.根据权利要求12所述的摄像机单元，其中所述滑环定子电耦接于所述摄像机镜头组件。
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