CN104763867A - 监控设备的传动结构 - Google Patents

Abstract

一种监控设备的传动结构，包括：固定架，构成监控设备与监控安装位置间的连接结构，承载监控设备；云台，与固定架连接，相对固定架在水平方向及垂直方向上旋转；摄像机舱，为摄像机、补光设备或镜头提供安装空间；水平电机，驱动云台水平转动；垂直电机，驱动云台垂直转动，水平电机与垂直电机同时固定设置在摄像机舱内。本发明的监控设备的传动结构提高了云台的内部空间利用率，有效缩小了云台的体积，进而实现了产品的小型化，也大幅减少了材料成本。

Description

监控设备的传动结构

技术领域

本发明涉及视频监控的技术领域，具体说是一种高集成度、高精确度的监控设备的传动结构。

背景技术

云台是安装、固定摄像机的支撑设备，它分为固定和电动云台两种。 固定云台适用于监视范围不大的情况，在固定云台上安装好摄像机后可调整摄像机的水平和俯仰的角度，达到最好的工作姿态后只要锁定调整机构就可以了；电动云台适用于对大范围进行扫描监视，它可以扩大摄像机的监视范围，电动云台的定位驱动是由两台电机来实现，电机接受来自控制器的信号精确地运行定位。

安防监控前端产品主要包括智能球形摄像机、智能云台摄像机、枪型摄像机、半球型摄像机等几大类。其中球形摄像机、云台摄像机等可通过控制程序由电机驱动，在水平方向和垂直方向自动调节摄像机的视角方向，为满足这一功能，要求云台在两个方向上都具有的转动传动结构，即水平旋转结构和垂直旋转结构。传动结构一般以齿轮、皮带、涡轮蜗杆等传动方式实现。

现有技术中的监控设备的传动结构，一般都包括：固定架，构成监控设备与监控安装位置间的连接结构，承载监控设备；云台，与固定架活动连接，相对固定架在水平、垂直方向上转动；摄像机舱，与云台活动连接，为摄像机、补光设备或镜头提供安装空间；水平电机，驱动云台水平转动；垂直电机，驱动云台垂直转动。

图1是现有技术中一种监控设备的传动结构示意图。

如图1所示，现有的监控设备的传动结构中，云台2与固定架1之间活动连接，固定架上设置水平轴1a，水平轴与云台之间设置轴承9，云台围绕水平轴水平旋转，水平轴上同轴设置水平带轮1c，水平带轮1c包围在云台内部，水平电机4和垂直电机5都固定设置在云台内部的腔体中，水平电机4上设置小带轮18，小带轮18通过水平同步带19与水平带轮1c相连接，水平电机4驱动水平同步带向水平轴上的水平带轮进行扭矩传输，当水平电机运转时带动云台连同摄像机舱3在水平方向上的360°范围内精准旋转；摄像机舱3通过同轴设置的固定轴8与云台活动连接，摄像机12安装在摄像机舱内，云台内的垂直电机5通过垂直同步带10与一侧固定轴前端设置的垂直带轮11相连接，垂直电机运转时，通过垂直带轮带动摄像机舱在垂直方向一定角度范围内精准转动。

图2是现有技术中另一种监控设备的传动结构示意图。

如图2所示，现有的监控设备的传动结构中，云台2包围设置在摄像机舱3的外侧，固定架1上设置水平轴1a，水平轴与云台之间设置轴承9，云台围绕水平轴水平旋转，水平轴上同轴设置水平带轮1c，水平带轮1c包围在云台内部，水平电机4固定设置在云台内部的腔体中，水平电机4上设置小带轮18，小带轮18通过水平同步带19与水平带轮1c相连接，水平电机4驱动水平同步带向水平轴上的水平带轮进行扭矩传输，水平电机运转时带动云台连同摄像机舱3在水平方向上的360°范围内精准旋转；垂直电机5和摄像机12固定设置在摄像机舱中，垂直电机通过垂直同步带10与垂直带轮11相连接，垂直带轮设置在摄像机舱的腔体内并与云台相固定，摄像机舱3通过同轴设置的固定轴8与云台活动连接，垂直电机运转时，使垂直电机围绕垂直带轮转动，从而带动摄像机舱在垂直方向一定角度范围内精准转动。

以上两种技术方案是目前在监控云台中使用的比较广泛的传动结构，但是这两种方案存在相同的缺点，即产品的集成度低，导致产品的体积较大，无法实现产品的小型化；产品内两个电机的分布较为分散，水平电机和垂直电机设置在不同位置，云台本身的体积较大，而摄像机舱腔体内的空间利用不足。

  发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高集成度、高精确度的监控设备的传动结构。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是:

本发明的监控设备的传动结构，包括：固定架，构成监控设备与监控安装位置间的连接结构，承载监控设备；云台，与固定架连接，相对固定架在水平方向及垂直方向上旋转；摄像机舱，为摄像机、补光设备或镜头提供安装空间；水平电机，驱动云台水平转动；垂直电机，驱动云台垂直转动，水平电机与垂直电机同时固定设置在摄像机舱内。

本发明还可以采用以下技术措施：

所述的固定架上设置水平轴，水平轴与云台之间设置轴承，云台围绕水平轴水平旋转；水平轴上同轴设置从动锥齿轮；在云台上设置传动轴，传动轴一端同轴设置主动锥齿轮，主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，组成单级齿轮传动机构，传动轴另一端通过水平传动机构与水平电机相连接，接收水平电机输出的扭矩。

所述的水平轴与传动轴相互垂直设置。

所述的水平传动机构为带传动、齿轮传动、齿轮组或同步带与齿轮组合传动结构中的任一种。

所述的云台包括水平转体和垂直转体，水平转体通过轴承与固定架活动连接；水平转体左、右两侧分别设置同轴的垂直转轴，并分别通过轴承与垂直转体活动连接；垂直转体与摄像机舱固定连接；其中一侧的垂直转轴通过垂直传动机构与垂直电机相连接。

所述的垂直传动机构为带传动、齿轮传动、齿轮组或同步带与齿轮组合传动结构中的任一种。

所述的传动轴上主动锥齿轮的相对端同轴设置传动带轮，摄像机舱内的水平电机上设置小带轮，小带轮通过水平同步带与传动轴上的传动带轮连接，组成单级同步带传动机构；水平转体右侧的垂直转轴上同轴设置垂直带轮，摄像机舱内的垂直电机上设置小带轮，小带轮通过垂直同步带与水平转体上的垂直带轮连接，组成单级同步带传动机构。

所述的传动轴上主动锥齿轮的相对端同轴设置传动齿轮，摄像机舱内的水平电机上设置小带轮，小带轮和传动齿轮间设置介轮，小带轮通过水平同步带与介轮连接，而介轮与传动轴上的传动齿轮啮合，组成多级传动机构；水平转体右侧的垂直转轴上同轴设置垂直齿轮，摄像机舱内的垂直电机上设置小带轮，小带轮和垂直齿轮间设置介轮，小带轮通过垂直同步带与介轮连接，而介轮与垂直齿轮啮合，组成多级传动机构。

所述的云台与水平轴间设置双轴承或双列球轴承；水平设置的传动轴与垂直转轴分层同轴设置，传动轴从垂直转轴中穿出，传动轴与垂直转轴间设置双轴承或双列球轴承，而垂直转体与水平转体间的垂直转轴外侧设置单轴承。

本发明具有的优点和积极效果是:

本发明的监控设备的传动结构中，将水平电机和垂直电机同时固定设置在摄像机舱的腔体内部，从而提高了摄像机舱腔体内的空间利用率，有效缩小了云台的体积，进而实现了产品的小型化，也大幅减少了材料成本。另外，采用摄像机舱包围设置在云台之外的活动连接方式，也进一步缩小了云台部分的体积，提高了产品的紧凑性。

附图说明

图1是现有技术中一种监控设备的传动结构示意图；

图2是现有技术中另一种监控设备的传动结构示意图；

图3是本发明的监控设备的传动结构的第一实施例内部示意图；

图4是本发明的监控设备的传动结构的第一实施例组装结构示意图；

图5是本发明的监控设备的传动结构的第二实施例内部示意图；

图6是本发明的监控设备的传动结构的第二实施例组装结构示意图。

具体实施方式

以下参照附图及实施例对本发明进行详细的说明。

图3是本发明的监控设备的传动结构的第一实施例内部示意图；图4是本发明的监控设备的传动结构的第一实施例组装结构示意图；图5是本发明的监控设备的传动结构的第二实施例内部示意图；图6是本发明的监控设备的传动结构的第二实施例组装结构示意图。

如图3至图6所示，本发明的监控设备的传动结构，包括：固定架1，构成监控设备与监控安装位置间的连接结构，承载监控设备；云台2，与固定架连接，相对固定架在水平方向及垂直方向上旋转；摄像机舱3，为摄像机12、补光设备或镜头提供安装空间；水平电机4，驱动云台水平转动；垂直电机5，驱动云台垂直转动，水平电机与垂直电机同时固定设置在摄像机舱内。驱动电路、视频电路等电路板以及摄像机12也设置在摄像机舱的腔体内部，有效的减少了PCB板分布面积，减少了引线数目，简化连接方式。

固定架1上设置水平轴1a，水平轴与云台之间设置轴承9，云台2围绕水平轴1a水平旋转，水平轴可以是单独部件，也可以是与固定架一体成型的结构；水平轴上同轴设置从动锥齿轮13；在云台上设置传动轴14，传动轴14一端同轴设置主动锥齿轮15，主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，组成单级齿轮传动机构，传动轴另一端通过水平传动机构与水平电机相连接，接收水平电机输出的扭矩。

传动轴14穿过云台和摄像机舱的活动连接位置，从而使动力传输系统与活动连接结构相结合，避免摄像机舱相对云台垂直转动时传动轴与活动连接结构间相互干扰，也使传动结构更加紧凑。

水平轴与传动轴相互垂直设置，使主动锥齿轮和从动锥齿轮间的啮合更加可靠，扭矩传输也更平顺。

水平传动机构为带传动、齿轮传动、齿轮组或同步带与齿轮组合传动结构中的任一种。水平传动机构将水平电机产生的扭矩传输给传动轴，使传动轴在水平电机的带动下旋转，进而带动主动锥齿轮转动。水平传动机构并不局限于上述的传动方式。

云台包括水平转体2a和垂直转体2b，水平转体通过轴承9与固定架活动连接，即与水平轴1a活动连接并绕水平轴旋转，水平转体实现了云台的水平旋转；水平转体左、右两侧分别设置同轴的垂直转轴16，并分别通过轴承与垂直转体活动连接，垂直转体相对水平转体在垂直方向上转动；垂直转体2b与摄像机舱3固定连接，垂直转体2b转动时同时带动摄像机舱3同步转动；其中一侧的垂直转轴通过垂直传动机构与垂直电机相连接。

垂直传动机构为带传动、齿轮传动、齿轮组或同步带与齿轮组合传动结构中的任一种。通过垂直传动机构将垂直电机产生的扭矩传输给垂直转轴，从而使垂直转体在扭矩的作用下围绕垂直转轴转动。垂直传动机构并不局限于上述的传动方式。

如图3、4中第一实施例所示，传动轴14上主动锥齿轮15的相对端同轴设置传动带轮17，摄像机舱3内的水平电机4上设置小带轮18，小带轮18通过水平同步带19与传动轴上的传动带轮17连接，组成单级同步带传动机构，通过皮带传动将在水平电机和传动带轮间传输扭矩；水平转体右侧的垂直转轴16上同轴设置垂直带轮11，摄像机舱内的垂直电机上设置小带轮18，小带轮通过垂直同步带10与水平转体上的垂直带轮连接，组成单级同步带传动机构，通过皮带传动在垂直电机和垂直带轮间传输扭矩。

如图5、6中第二实施例所示，传动轴14上主动锥齿轮15的相对端同轴设置传动齿轮20，摄像机舱3内的水平电机4上设置小带轮18，小带轮18和传动齿轮20间设置介轮21，小带轮通过水平同步带19与介轮连接，而介轮与传动轴上的传动齿轮啮合，组成多级传动机构；水平转体右侧的垂直转轴16上同轴设置垂直齿轮22，摄像机舱内的垂直电机上设置小带轮18，小带轮和垂直齿轮22间设置介轮21，小带轮通过垂直同步带10与介轮连接，而介轮与垂直齿轮啮合，组成多级传动机构。

云台与水平轴间设置双轴承或双列球轴承；水平设置的传动轴与垂直转轴分层同轴设置，传动轴从垂直转轴中穿出，传动轴与垂直转轴间设置双轴承或双列球轴承，而垂直转体与水平转体间的垂直转轴外侧设置单轴承。通过轴承可以在保证各部件间固定强度的同时减小转动摩擦，进而提高旋转定位的速度和精度。

水平电机4与垂直电机5在摄像机舱内分别水平设置，即两电机的电机轴都处于水平状态，从而使动力传输结构更为简单，扭矩传输也更为完整。

水平电机与垂直电机在摄像机舱内并列设置，使两个电机的设置方式更加紧密，从而提高摄像机舱内的空间利用率。

水平电机与垂直电机的设置方式并不限于水平或垂直的设置方式。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例公开如上，然而，并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当然会利用揭示的技术内容作出些许更动或修饰，成为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种监控设备的传动结构，包括：固定架，构成监控设备与监控安装位置间的连接结构，承载监控设备；云台，与固定架连接，相对固定架在水平方向及垂直方向上旋转；摄像机舱，为摄像机、补光设备或镜头提供安装空间；水平电机，驱动云台水平转动；垂直电机，驱动云台垂直转动，其特征在于：水平电机与垂直电机同时固定设置在摄像机舱内。

2.根据权利要求1所述的监控设备的传动结构，其特征在于：固定架上设置水平轴，水平轴与云台之间设置轴承，云台围绕水平轴水平旋转；水平轴上同轴设置从动锥齿轮；在云台上设置传动轴，传动轴一端同轴设置主动锥齿轮，主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合，组成单级齿轮传动机构，传动轴另一端通过水平传动机构与水平电机相连接，接收水平电机输出的扭矩。

3.根据权利要求2所述的监控设备的传动结构，其特征在于：水平轴与传动轴相互垂直设置。

4.根据权利要求2所述的监控设备的传动结构，其特征在于：水平传动机构为带传动、齿轮传动、齿轮组或同步带与齿轮组合传动结构中的任一种。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的监控设备的传动结构，其特征在于：云台包括水平转体和垂直转体，水平转体通过轴承与固定架活动连接；水平转体左、右两侧分别设置同轴的垂直转轴，并分别通过轴承与垂直转体活动连接；垂直转体与摄像机舱固定连接；其中一侧的垂直转轴通过垂直传动机构与垂直电机相连接。

6.根据权利要求5所述的监控设备的传动结构，其特征在于：垂直传动机构为带传动、齿轮传动、齿轮组或同步带与齿轮组合传动结构中的任一种。

7.根据权利要求5所述的监控设备的传动结构，其特征在于：传动轴上主动锥齿轮的相对端同轴设置传动带轮，摄像机舱内的水平电机上设置小带轮，小带轮通过水平同步带与传动轴上的传动带轮连接，组成单级同步带传动机构；水平转体右侧的垂直转轴上同轴设置垂直带轮，摄像机舱内的垂直电机上设置小带轮，小带轮通过垂直同步带与水平转体上的垂直带轮连接，组成单级同步带传动机构。

8.根据权利要求5所述的监控设备的传动结构，其特征在于：传动轴上主动锥齿轮的相对端同轴设置传动齿轮，摄像机舱内的水平电机上设置小带轮，小带轮和传动齿轮间设置介轮，小带轮通过水平同步带与介轮连接，而介轮与传动轴上的传动齿轮啮合，组成多级传动机构；水平转体右侧的垂直转轴上同轴设置垂直齿轮，摄像机舱内的垂直电机上设置小带轮，小带轮和垂直齿轮间设置介轮，小带轮通过垂直同步带与介轮连接，而介轮与垂直齿轮啮合，组成多级传动机构。

9.根据权利要求5所述的监控设备的传动结构，其特征在于：云台与水平轴间设置双轴承或双列球轴承；水平设置的传动轴与垂直转轴分层同轴设置，传动轴从垂直转轴中穿出，传动轴与垂直转轴间设置双轴承或双列球轴承，而垂直转体与水平转体间的垂直转轴外侧设置单轴承。