CN105472208A - 摄像机及其转向机构 - Google Patents
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Abstract
本发明提供的摄像机包括镜头模组和用于驱动镜头模组转动的转向机构。转向机构包括底座、用于支撑镜头模组的支架和驱动模组，支架与底座转动连接。驱动模组包括驱动装置、第一传动齿轮组、第二传动齿轮组和摆动齿轮组，驱动装置驱动摆动齿轮组与第一传动齿轮组或第二传动齿轮组啮合，当摆动齿轮组与第一传动齿轮组啮合时，驱动装置驱动摆动齿轮组相对第一传动齿轮组转动以带动支架和镜头模组在第一方向上运动；当摆动齿轮组与第二传动齿轮组传动连接时，摆动齿轮在驱动装置的驱动下转动以驱动第二传动齿轮组带动镜头模组在第二方向上运动。本发明还提供了一种转向机构。本发明之摄像机，不仅缩小了摄像机的尺寸而且降低了产品的成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种摄像机，尤其涉及一种摄像机的转向机构。
背景技术
在视频会议等场合经常会使用转向的摄像机。该种摄像机的转向机构通常包括两个马达，其中一个马达用来调整摄像机的水平方向上的角度，另一个马达用来调整摄像机在垂直方向上的角度。虽然现有的转向机构可以使摄像机在水平和垂直方向调整角度，但需要两个马达，成本比较高。因此，提供一种新型摄像机成为一种必要。
发明内容
有鉴于此，需提供一种新型的摄像机及转向机构。
本发明提供的摄像机，包括镜头模组和转向机构，镜头模组在转向机构的驱动下转动。转向机构包括底座、支架以及驱动模组，支架转动地与底座连接，驱动模组包括驱动装置、第一传动齿轮组、第二传动齿轮组和摆动齿轮组，驱动装置安装于支架上，第一传动齿轮组与底座相固定，第二传动齿轮组与镜头模组传动连接，驱动装置驱动摆动齿轮组与第一传动齿轮组或第二传动齿轮组啮合，当摆动齿轮组与第一传动齿轮组啮合时，摆动齿轮组在驱动装置驱动下相对第一传动齿轮组转动以带动支架在第一方向上运动，以使镜头模组随着支架在第一方向上运动；当摆动齿轮组与第二传动齿轮组传动连接时，摆动齿轮组在驱动装置的驱动下转动以驱动第二传动齿轮组带动镜头模组在与第一方向不同的第二方向上运动。
本发明提供的转向机构，用于驱动安装于转向机构上的物体运动。转向机构包括底座、支架以及驱动模组，支架转动地与底座连接，驱动模组包括驱动装置、第一传动齿轮组、第二传动齿轮组和摆动齿轮组，驱动装置安装于支架上，第一传动齿轮组与底座相固定，第二传动齿轮组与镜头模组传动连接，驱动装置驱动摆动齿轮组与第一传动齿轮组或第二传动齿轮组啮合，当摆动齿轮组与第一传动齿轮组啮合时，摆动齿轮组在驱动装置驱动下相对第一传动齿轮组转动以带动支架在第一方向上运动，以使镜头模组随着支架在第一方向上运动；当摆动齿轮组与第二传动齿轮组传动连接时，摆动齿轮组在驱动装置的驱动下转动以驱动第二传动齿轮组带动镜头模组在与第一方向不同的第二方向上运动。
上述摄像机包括有转向机构，转向机构借由一个驱动装置驱动摆动齿轮组与第一传动齿轮组或者第二传动齿轮组进行配合来即可实现摄像机的镜头模组在不同方向进行转动，从而调整摄像机的摄像角度。
附图说明
图1是较佳实施方式的摄像机的立体图，摄像机包括转向机构和镜头模组。
图2是图1所示的镜头模组的立体图。
图3是图1所示的摄像机的局部俯视图。
图4是图3所示摄像机的分解图。
图5是图4所示摄像机的分解图。
图6是转向机构的第一工作状态示意图。
图7是转向机构的第二工作状态示意图。
主要元件符号说明
| 转向机构 | 100 |
| 摄像机 | 99 |
| 底座 | 10 |
| 第一转轴 | 11 |
| 支架 | 20 |
| 底板 | 21 |
| 支撑板 | 22 |
| 第一表面 | 211 |
| 第二转轴 | 212 |
| 第三转轴 | 213 |
| 第一轴孔 | 214 |
| 第二轴孔 | 221 |
| 第四转轴 | 222 |
| 镜头模组 | 30 |
| 镜头 | 31 |
| 镜头架 | 32 |
| 架体 | 321 |
| 支撑轴 | 322 |
| 齿部 | 3221 |
| 驱动模组 | 40 |
| 驱动装置 | 41 |
| 第一传动齿轮组 | 42 |
| 第一从动轮 | 421 |
| 第一金属块 | 422 |
| 第一阻尼垫 | 423 |
| 第二传动齿轮组 | 43 |
| 第二传动齿轮 | 431 |
| 第二金属块 | 432 |
| 联动结构 | 433 |
| 第二阻尼垫 | 434 |
| 第一齿面 | 4311 |
| 第二齿面 | 4312 |
| 传动带 | 4331 |
| 皮带轮 | 4332 |
| 第三齿面 | 43321 |
| 第四齿面 | 43322 |
| 摆动齿轮组 | 44 |
| 主齿轮 | 441 |
| 副齿轮 | 442 |
| 摩擦件 | 443 |
| 摆臂 | 444 |
| 电磁铁 | 445 |
| 第三轴孔 | 4441 |
| 第五转轴 | 4442 |
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
如图1所示，一种摄像机99包括镜头模组30以及转向机构100。镜头模组30在转向机构100的驱动下转动。
同时参照图2，镜头模组30包括镜头31和镜头架32。镜头架32包括架体321和两个相对设置的支撑轴322。架体321用于固定镜头31。两个支撑轴322自架体321相背的两侧对称地相反方向水平延伸。其中一个支撑轴322外壁上设有齿部3221。
如图3~图5所示，转向机构100包括底座10、支架20、以及驱动模组40。镜头模组30转动地安装于支架20上，支架20转动地与底座10连接。驱动模组40设置于支架20上并与镜头模组30连接用于驱动镜头模组30转动。
底座10大致为圆盘状，其一端面的中部设有第一转轴11。支架20大致为U型，其包括与第一转轴11转动连接的底板21和以及自底板21相反的两端部垂直延伸出的两个支撑板22。底板21设有与第一转轴11相配合的第一轴孔214，底板21通过第一轴孔214与第一转轴11转动连接。底板21包括远离底座10的第一表面211。第一表面211上设置有第二转轴212、第三转轴213。两个支撑板22自底板21的第一表面211的相对的两个侧边向远离底座10方向垂直延伸。两个支撑板22的远离底板21的一端分别设置第二轴孔221，且两个支撑板22的第二轴孔221同心设置。其中一个支撑板22在靠近底板21的一端且面向另一支撑板22表面上还设置有第四转轴222。两个支撑轴322分别插入第二轴孔221中，以使镜头架32可转动地支撑于支撑板22，且设置有齿部3221的支撑轴322通过第二轴孔221插入设置有第四转轴222的支撑板22上。
驱动模组40包括驱动装置41、第一传动齿轮组42、第二传动齿轮组43和摆动齿轮组44。第一传动齿轮组42设置于底座10上。驱动装置41、第二传动齿轮组43和摆动齿轮组44设置于支架20上。第二传动齿轮组43与镜头模组30传动连接，驱动装置41驱动摆动齿轮组44在第一传动齿轮组42与第二传动齿轮组43之间移动以与第一传动齿轮组42或第二传动齿轮组43传动连接。当摆动齿轮组44与第一传动齿轮组42传动连接时，驱动装置41驱动摆动齿轮组44带动使支架20在第一方向D1上运动；当摆动齿轮组44与第二传动齿轮组43传动连接时，驱动装置41驱动摆动齿轮组44使第二传动齿轮组43带动镜头模组30在第二方向D2上运动。在本实施方式中，镜头模组30沿第一方向D1运动轨迹为处于水平面上的圆形轨迹，镜头模组30沿第二方向D2运动的轨迹为在竖直面上的圆形轨迹，即镜头模组30在驱动模组40的驱动下可在两个相互垂直的平面内旋转（如图1所示）。
驱动装置41一端与支架20和底板21相固定且另一端位于第一表面211上。在本实施方式中，驱动装置41为马达。
摆动齿轮组44包括主齿轮441、副齿轮442、摩擦件443、摆臂444以及设置于摆臂444上的电磁铁445。摆臂444的一端设置有第三轴孔4441，摆臂444的另一端设置有与摆臂444垂直的第五转轴4442。摆臂444通过第三轴孔4441套设于第三转轴213从而摆臂444可绕第三转轴213转动。主齿轮441套设于第三转轴213上并位于摆臂444远离底板21的一侧。摩擦件443套设于第五转轴4442上并与摆臂444相固定。副齿轮442转动地套设于第五转轴4442上并与摩擦件443相互接触，且副齿轮442与主齿轮441啮合。当副齿轮442转动时，与摩擦件443产生摩擦力以带动摆臂444绕着第三转轴213转动。在本实施方式中，摩擦件443为弹簧，摩擦件443的一端与副齿轮442相接触。电磁铁445设置于第五转轴4442的远离底板21的一端。
第一传动齿轮组42包括第一从动轮421、第一金属块422和第一阻尼垫423。第一从动轮421套设于第一转轴11上并与底座10锁固在一起。第一金属块422设置于第一转轴11的远离底板21的一端。第一阻尼垫423设置于第一从动轮421与底板21之间。当副齿轮442与第一从动轮421啮合时，第一阻尼垫423与摆臂444的设置有第五转轴4442的一端接触，用以降低副齿轮442与第一从动轮421接触时的冲击力，同时增加底板21与第一从动轮421之间的摩擦力，以减小当副齿轮442与第一从动轮421分离时支架20的摆动。
第二传动齿轮组43包括依次套设于第二转轴212上的第二传动齿轮431和第二金属块432、传动连接于第二传动齿轮431和镜头模组30之间的联动结构433，以及设置于底板21与第二传动齿轮431之间的第二阻尼垫434。第二传动齿轮431可相对第二转轴212转动。第二传动齿轮431包括第一齿面4311和第二齿面4312。第二齿面4312设置于第二传动齿轮431的远离底板21的顶面上。第一齿面4311设置于第二传动齿轮431与第二齿面4312相连的侧面上，用于与副齿轮442的齿面啮合。第二阻尼垫434用于增加第二传动齿轮431与底板21之间的摩擦力，该摩擦力大于镜头模组30的重力通过联动结构433对第二传动齿轮431施加的驱动力，进而维持镜头模组30的位置，防止当副齿轮442与第二传动齿轮431分离时，镜头模组30的位置发生变化。联动结构433包括传动带4331和皮带轮4332。皮带轮4332可转动地与第四转轴222连接，且皮带轮4332的中心轴与第二传动齿轮431的中心轴垂直。皮带轮4332包括第三齿面43321和第四齿面43322。第四齿面43322与第二传动齿轮431的第二齿面4312啮合。传动带4331连接于皮带轮4332与支撑轴322之间，且分别与第三齿面43321和齿部3221啮合，进而实现第二传动齿轮431与镜头模组30的传动连接。
如图6和图7所示，使用时，若需要对镜头31在水平面上的角度进行调整时，则启动驱动装置41驱动主齿轮441逆时针转动，主齿轮441驱动副齿轮442顺时针转动。由于副齿轮442与摆臂444的第五转轴4442之间设置有摩擦件443，所以当副齿轮442顺时针转动时，副齿轮442与摩擦件443之间产生一个逆时针方向的摩擦力，摩擦力驱动摆臂444以第三转轴213为中心逆时针转动向第一从动轮421方向靠近，进而使副齿轮442与第一从动轮421啮合，且电磁铁445与第一金属块422贴合。此时，对电磁铁445进行通电，使电磁铁445吸附第一金属块422，以维持副齿轮442与第一从动轮421的啮合状态。当电磁铁445吸附第一金属块422后，使用者可以根据需要，通过驱动装置41带动驱动轮顺时针转动或逆时针转动，以使支架20以第一转轴11为中心顺时针转动或逆时针转动，进而实现调整镜头31在水平面上的角度的目的。当调整好在水平面上的角度后，若需要对镜头31在竖直面上的角度进行调整，则停止对电磁铁445进行供电，然后启动驱动装置41带动驱动轮逆时针转动，驱动轮驱动主齿轮441顺时针转动，主齿轮441驱动副齿轮442逆时针转动，使摆臂444顺时针转动向第二传动齿轮431方向靠近，进而使副齿轮442与第二传动齿轮431的第一齿面4311啮合，且电磁铁445与第二金属块432贴合。此时，对电磁铁445进行通电，使电磁铁445吸附第二金属块432，以维持副齿轮442与第二传动齿轮431的啮合状态。当电磁铁445吸附第二金属块432后，使用者可以根据需要，通过驱动装置41来调整镜头模组30在竖直面上的角度。例如，当驱动装置41在副齿轮442与第二传动齿轮431啮合后，仍逆时针转动，则副齿轮442驱动第二传动齿轮431顺时针转动，第二传动齿轮431通过第二齿面4312与皮带轮4332第三齿面43321的啮合，驱动皮带轮4332逆时针转动，皮带轮4332驱动传动带4331逆时针传动，传动带4331带动镜头架32的支撑轴322逆时针转动，进而使镜头31整体在竖直面上逆时针转动。当驱动装置41提供反方向的动力输出时，则镜头31在竖直面上向反方向转动。
上述摄像机99应用驱动模组40，由于驱动模组40包括驱动装置41、第一传动齿轮组42、第二传动齿轮组43以及摆动齿轮组44，通过摆动齿轮组44可在第一传动齿轮组42与第二传动齿轮组43之间进行切换连接，使得摄像机99通过一个驱动装置41便可驱动摄像机99在两个相互垂直的平面上转动，从而达到调整摄像机99的摄像角度，降低了摄像机的成本。
可以理解地，在其它实施方式中，转向机构100还可以应用于其他物体上以驱动该物体在两个垂直的平面内作圆周运动。
Claims (9)
1.一种摄像机，包括镜头模组和转向机构，所述镜头模组在所述转向机构的驱动下转动，其特征在于，所述转向机构包括底座、支架以及驱动模组，所述镜头模组与所述支架转动连接，所述支架转动地与所述底座连接，所述驱动模组包括驱动装置、第一传动齿轮组、第二传动齿轮组和摆动齿轮组，所述驱动装置安装于所述支架上，所述第一传动齿轮组与所述底座相固定，所述第二传动齿轮组与所述镜头模组传动连接，所述驱动装置驱动所述摆动齿轮组与所述第一传动齿轮组或第二传动齿轮组啮合，当所述摆动齿轮组与所述第一传动齿轮组啮合时，所述摆动齿轮组在所述驱动装置驱动下相对所述第一传动齿轮组转动以带动所述支架在第一方向上运动，以使所述镜头模组随着所述支架在第一方向上运动；当所述摆动齿轮组与所述第二传动齿轮组传动连接时，所述摆动齿轮组在所述驱动装置的驱动下转动以驱动所述第二传动齿轮组带动所述镜头模组在与第一方向不同的第二方向上运动。
2.如权利要求1所述的摄像机，其特征在于，所述镜头模组沿着所述第一方向和第二方向作圆周运动，且所述镜头模组沿着所述第一方向的运动轨迹与沿着所述第二方向的运动轨迹垂直。
3.如权利要求1所述的摄像机，其特征在于，所述摆动齿轮组上设置电磁铁，所述第一传动齿轮组上设置有第一金属块，所述第二传动齿轮组上设置有第二金属块，所述电磁铁通过吸附所述第一金属块或第二金属块，维持所述摆动齿轮组与所述第一传动齿轮组或所述第二传动齿轮组啮合。
4.如权利要求3所述的摄像机，其特征在于，所述摆动齿轮组还包括摆臂、主齿轮、副齿轮和摩擦件，所述摆臂的一端转动地安装于所述支架上，所述摩擦件与所述摆臂的另一端相固定，所述副齿轮转动地连接于所述摆臂与所述摩擦件相固定的一端且与所述摩擦件相接触，所述主齿轮传动连接于所述副齿轮与所述驱动装置之间，当所述驱动装置驱动所述主齿轮带动所述副齿轮转动时，所述副齿轮与所述摩擦件之间产生摩擦力，所述摩擦力驱动所述摆臂相对所述支架转动，以使所述副齿轮向所述第一传动齿轮组移动或者第二传动齿轮组移动。
5.如权利要求2所述的摄像机，其特征在于，所述第一传动齿轮组还包括第一从动轮，所述第一从动轮与所述底座相对固定，所述第二金属块与所述第一从动轮相对固定，当所述第一从动轮与所述摆动齿轮组啮合时，所述支架围绕所述第一从动轮转动。
6.如权利要求1所述的摄像机，其特征在于，所述第二传动齿轮组还包括第二从动轮和联动结构，所述第二从动轮与所述支架转动连接，所述联动结构传动连接于所述第二从动轮与所述镜头模组之间，当所述第二从动轮与所述摆动齿轮组啮合时，所述驱动装置驱动所述摆动齿轮组以驱动所述第二从动轮转动，以使所述第二从动轮驱动所述联动结构带动所述镜头模组沿着所述第二方向转动。
7.一种转向机构，用于驱动安装于所述转向机构上的物体运动，其特征在于，所述转向机构包括底座、支架以及驱动模组，所述物体转动地与所述支架连接，所述支架转动地与所述底座连接，所述驱动模组包括驱动装置、第一传动齿轮组、第二传动齿轮组和摆动齿轮组，所述驱动装置安装于所述支架上，所述第一传动齿轮组与所述底座相固定，所述第二传动齿轮组与所述镜头模组传动连接，所述驱动装置驱动所述摆动齿轮组与所述第一传动齿轮组或第二传动齿轮组啮合，当所述摆动齿轮组与所述第一传动齿轮组啮合时，所述摆动齿轮组在所述驱动装置驱动下相对所述第一传动齿轮组转动以带动所述支架在第一方向上运动，以使所述镜头模组随着所述支架在第一方向上运动；当所述摆动齿轮组与所述第二传动齿轮组传动连接时，所述摆动齿轮组在所述驱动装置的驱动下转动以驱动所述第二传动齿轮组带动所述镜头模组在与第一方向不同的第二方向上运动。
8.如权利要求7所述的转向机构，其特征在于，所述摆动齿轮组上设置电磁铁，所述第一传动齿轮组上设置有第一金属块，所述第二传动齿轮组上设置有第二金属块，所述电磁铁通过吸附所述第一金属块或第二金属块，维持所述摆动齿轮组与所述第一传动齿轮组或所述第二传动齿轮组的传动连接。
9.如权利要求8所述的转向机构，其特征在于，所述摆动齿轮组还包括摆臂、主齿轮、副齿轮和摩擦件，所述摆臂的一端转动地安装于所述支架上，所述摩擦件与所述摆臂的另一端相固定，所述副齿轮转动地连接于所述摆臂与所述摩擦件相固定的一端且与所述摩擦件相接触，所述主齿轮传动连接于所述副齿轮与所述驱动装置之间，当所述驱动装置驱动所述主齿轮带动所述副齿轮转动时，所述副齿轮与所述摩擦件之间产生摩擦力，所述摩擦力驱动所述摆臂相对所述支架转动，以使所述副齿轮向所述第一传动齿轮组移动或者第二传动齿轮组移动。
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