CN109990181A - 摄像头翻转旋转机构及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摄像头翻转旋转机构及电子设备，涉及电子设备技术领域。包括保持架、齿轮箱以及分别设置在保持架上的第一驱动器和第二驱动器，第一驱动器与第二驱动器相对设置在保持架的两侧，第一驱动器通过第一阻尼连接器与第一锥齿轮传动连接，第二驱动器通过第二阻尼连接器与第二锥齿轮传动连接，第一锥齿轮的中心线与第二锥齿轮的中心线位于同一轴线上，摄像头通过连杆与第三锥齿轮固定连接，且第三锥齿轮的中心线与第一锥齿轮的中心线垂直，第一锥齿轮、第二锥齿轮和第三锥齿轮均位于齿轮箱内部，且第三锥齿轮分别与第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合。能够减小摄像头模组的体积，简化连接结构，并提升使用时的稳定性。

Description

摄像头翻转旋转机构及电子设备

技术领域

本发明涉及电子设备技术领域，具体而言，涉及一种摄像头翻转旋转机构及电子设备。

背景技术

拍摄功能是电子设备中常见的功能，一般的电子设备在前后各设置有一个摄像头，在使用时前、后摄像头可以相互切换使用，前置摄像头主要是为了方便自拍。现在的电子设备为了设置前置摄像头，电子设备的可视面仍然需要开孔或预留非显示区，占用可视面显示区域的空间。

全面屏的发展使得在电子设备的可视面预留的非可视空间越来越小，而前置摄像头等功能孔对空间的要求与全面屏的概念愈发冲突。为了提高电子设备的屏占比，越来越多的电子设备将前摄像头从手机正面移除。同时，为了提高前摄像头性能，将前摄像头和后摄像头合并。

但是，合并后的摄像头由于结构不合理等诸多因素，造成摄像头模组体积偏大，不利于提升用户体验。因此，改变传统的设计方案，将电子设备的摄像头进行变更设计，以便于提升全面屏的利用空间的需求愈来愈迫切。

发明内容

本发明的目的在于提供一种摄像头翻转旋转机构及电子设备，能够减小摄像头模组的体积，简化连接结构，并提升使用时的稳定性。

本发明的实施例是这样实现的：

本发明实施例的一方面，提供一种摄像头翻转旋转机构，包括保持架、齿轮箱以及分别设置在所述保持架上的第一驱动器和第二驱动器，所述第一驱动器与所述第二驱动器相对设置在所述保持架的两侧，所述第一驱动器通过第一阻尼连接器与第一锥齿轮传动连接，所述第二驱动器通过第二阻尼连接器与第二锥齿轮传动连接，所述第一锥齿轮的中心线与所述第二锥齿轮的中心线位于同一轴线上，摄像头通过连杆与第三锥齿轮固定连接，且所述第三锥齿轮的中心线与所述第一锥齿轮的中心线垂直，所述第一锥齿轮、所述第二锥齿轮和所述第三锥齿轮均位于所述齿轮箱内部，且所述第三锥齿轮分别与所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮啮合，当所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮沿所述第一锥齿轮的中心线异向转动时，所述摄像头旋转，当所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮沿所述第一锥齿轮的中心线同向转动时，所述摄像头翻转。

可选地，所述第一阻尼连接器包括第一连接轴、设置在所述第一驱动器输出端的第一导向片、设置在所述第一连接轴一端且与所述第一导向片抵接的第一挡片，所述第一连接轴的另一端设置有所述第一锥齿轮；所述第二阻尼连接器包括第二连接轴、设置在所述第二驱动器输出端的第二导向片、设置在所述第二连接轴一端且与所述第二导向片抵接的第二挡片，所述第二连接轴的另一端设置有所述第二锥齿轮。

可选地，所述齿轮箱包括相互扣合的第一壳体和第二壳体，在第一壳体或第二壳体相对面上设置有第一过孔和第二过孔，所述第一连接轴穿设于所述第一过孔内，所述第二连接轴穿设于所述第二过孔内，所述第一挡片与所述齿轮箱外壁之间的所述第一连接轴上套设有第一弹性件，所述第二挡片与所述齿轮箱外壁之间的所述第二连接轴上套设有第二弹性件。

可选地，所述第一导向片或所述第一挡片上设置有第一弹性垫，所述第一导向片和所述第一挡片通过所述第一弹性垫抵接；所述第二导向片或所述第二挡片上设置有第二弹性垫，所述第二导向片和所述第二挡片通过所述第二弹性垫抵接。

可选地，所述第一弹性垫和所述第二弹性垫表面均设置有防滑图案。

可选地，所述第一阻尼连接器和所述第二阻尼连接器上套设有连接套，所述连接套位于所述齿轮箱外壁与所述保持架之间。

可选地，所述第一锥齿轮的分度圆直径与所述第二锥齿轮的分度圆直径相等，所述第一锥齿轮的分度圆直径小于或等于所述第三锥齿轮分度圆直径。

可选地，所述第一锥齿轮、所述第二锥齿轮和所述第三锥齿轮的齿形为直齿或斜齿。

可选地，所述第一驱动器包括第一电机以及与所述第一电机连接的第一减速器；所述第二驱动器包括第二电机以及与所述第二电机连接的第二减速器。

本发明实施例的另一方面，提供一种电子设备，包括如上任意一项所述的摄像头翻转旋转机构。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的摄像头翻转旋转机构及电子设备，通过设置在保持架上相对设置的第一驱动器和第二驱动器，以及分别与第一驱动器和第二驱动器传动连接的第一锥齿轮和第二锥齿轮，当第一驱动器和第二驱动器同向驱动时，由于第三锥齿轮同时与第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合，并且第三锥齿轮受到不同转向的力，第三锥齿轮无法绕自身轴线旋转，在第一锥齿轮和第二锥齿轮扭力的作用下，使齿轮箱沿第一锥齿轮的中心线与第二锥齿轮的中心所在轴线旋转，进而实现摄像头的翻转。当第一驱动器和第二驱动器异向驱动时，由于第三锥齿轮同时与第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合，并且第三锥齿轮受到相同转向的力，第三锥齿轮绕自身轴线旋转，齿轮箱保持静止状态，进而实现摄像头的旋转。第一驱动器和第二驱动器位于第三锥齿轮的两侧，可以提供更大的输出扭矩，也使传动过程更加稳定可靠，并且占用体积小，能够减小摄像头模组的体积，简化连接结构，同时，第一阻尼连接器和第二阻尼连接器可以在摄像头运动过程中受到阻力时，对第一驱动器和第二驱动器起到保护的作用，有利于延长第一驱动器和第二驱动器的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的摄像头翻转机构的结构示意图之一；

图2为图1的剖视图；

图3为本发明实施例提供的摄像头翻转机构的结构示意图之二；

图4为本发明实施例提供的齿轮箱的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的摄像头翻转机构的结构示意图之三。

图标：100-摄像头翻转旋转机构；105-摄像头；110-保持架；120-齿轮箱；122-第一壳体；124-第二壳体；126-第一过孔；130-第一驱动器；132-第一电机；134-第一减速器；140-第二驱动器；142-第二电机；144-第二减速器；150-第一阻尼连接器；152-第一连接轴；154-第一导向片；156-第一挡片；158-第一弹性件；159-第一弹性垫；160-第二阻尼连接器；162-第二连接轴；164-第二导向片；166-第二挡片；168-第二弹性件；169-第二弹性垫；170-第一锥齿轮；180-第二锥齿轮；190-第三锥齿轮；192-连杆。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参照图1和图2，本实施例提供一种摄像头翻转旋转机构100，包括保持架110、齿轮箱120以及分别设置在保持架110上的第一驱动器130和第二驱动器140，第一驱动器130与第二驱动器140相对设置在保持架110的两侧，第一驱动器130通过第一阻尼连接器150与第一锥齿轮170传动连接，第二驱动器140通过第二阻尼连接器160与第二锥齿轮180传动连接，第一锥齿轮170的中心线与第二锥齿轮180的中心线位于同一轴线上，摄像头105通过连杆192与第三锥齿轮190固定连接，且第三锥齿轮190的中心线与第一锥齿轮170的中心线垂直，第一锥齿轮170、第二锥齿轮180和第三锥齿轮190均位于齿轮箱120内部，且第三锥齿轮190同时与第一锥齿轮170和第二锥齿轮180啮合，当第一锥齿轮170和第二锥齿轮180沿第一锥齿轮170的中心线异向转动时，摄像头105旋转，当第一锥齿轮170和第二锥齿轮180沿第一锥齿轮170的中心线同向转动时，摄像头105翻转。

具体的，第一驱动器130和第二驱动器140分别位于保持架110的左右两侧，这样一来，第一锥齿轮170和第二锥齿轮180分别与第三锥齿轮190两侧啮合传动，也提升了啮合的稳定性。第一驱动器130通过第一阻尼连接器150与第一锥齿轮170传动连接，第二驱动器140通过第二阻尼连接器160与第二锥齿轮180传动连接，靠阻尼摩擦力进行力的传力，当阻力大于该摩擦力时，第一驱动器130输出端和第一锥齿轮170之间、第二驱动器140输出端和第二锥齿轮180之间发生相对转动，即打滑现象。可以对第一驱动器130和第二驱动器140起到过载保护作用。

本发明实施例提供的摄像头翻转旋转机构100，通过设置在保持架110上相对设置的第一驱动器130和第二驱动器140，以及分别与第一驱动器130和第二驱动器140传动连接的第一锥齿轮170和第二锥齿轮180，当第一驱动器130和第二驱动器140同向驱动时(即第一锥齿轮170和第二锥齿轮180沿第一锥齿轮170的中心线同向转动时)，由于第三锥齿轮190同时与第一锥齿轮170和第二锥齿轮180啮合，并且第三锥齿轮190受到不同转向的力，第三锥齿轮190无法绕自身轴线旋转，在第一锥齿轮170和第二锥齿轮180扭力的作用下，使齿轮箱120沿第一锥齿轮170的中心线与第二锥齿轮180的中心所在轴线旋转，进而实现摄像头105的翻转。当第一驱动器130和第二驱动器140异向驱动时(即第一锥齿轮170和第二锥齿轮180沿第一锥齿轮170的中心线异向转动时)，由于第三锥齿轮190同时与第一锥齿轮170和第二锥齿轮180啮合，并且第三锥齿轮190受到相同转向的力，第三锥齿轮190绕自身轴线旋转，齿轮箱120保持静止状态，进而实现摄像头105的旋转。第一驱动器130和第二驱动器140位于第三锥齿轮190的两侧，可以提供更大的输出扭矩，也使传动过程更加稳定可靠，并且占用体积小，能够减小摄像头模组的体积，简化连接结构，同时，第一阻尼连接器150和第二阻尼连接器160可以在摄像头105运动过程中受到阻力时，对第一驱动器130和第二驱动器140起到保护的作用，有利于延长第一驱动器130和第二驱动器140的使用寿命。

如图1、图2和图3所示，第一阻尼连接器150包括第一连接轴152、设置在第一驱动器130输出端的第一导向片154、设置在第一连接轴152一端且与第一导向片154抵接的第一挡片156，第一连接轴152另一端设置有第一锥齿轮170；第二阻尼连接器160包括第二连接轴162、设置在第二驱动器140输出端的第二导向片164、设置在第二连接轴162一端且与第二导向片164抵接的第二挡片166，第二连接轴162另一端设置有第二锥齿轮180。

具体的，本发明实施例对第一导向片154、第二导向片164、第一挡片156和第二挡片166的材质不做具体限定，只要能够起到柔性抵接的作用即可。示例的，第一导向片154、第二导向片164、第一挡片156和第二挡片166可采用橡胶或者树脂等。另外，第一导向片154与第一挡片156的接触面，以及第二导向片164与第二挡片166的接触面均可设置有防滑图案，以增加接触面的摩擦力。通过该摩擦力实现对第一锥齿轮170和第二锥齿轮180的传动。

如图4所示，齿轮箱120包括相互扣合的第一壳体122和第二壳体124，在第一壳体122和第二壳体124相对面上设置有第一过孔126和第二过孔(图4中未示出)，第一连接轴152穿设于第一过孔126内，第二连接轴162穿设于第二过孔内，请再参照图4，第一挡片156与齿轮箱120外壁之间的第一连接轴152上套设有第一弹性件158，第二挡片166与齿轮箱120外壁之间的第二连接轴162上套设有第二弹性件168。

具体的，第一弹性件158和第二弹性件168均可采用压缩弹簧，压缩弹簧的两端分别抵持在第一挡片156与齿轮箱120外壁之间、第二挡片166与齿轮箱120外壁之间。通过压缩弹簧预紧的弹力，为第一挡片156提供抵持第一导向片154的弹力，并提供第二挡片166抵持第二导向片164的弹力。通过正向的抵持力，增大径向的摩擦力，摩擦阻力的最大值与弹簧的预紧弹力成正比，可通过第一挡片156和第二挡片166分别与齿轮箱120之间的距离调节弹簧预紧弹力，以满足所需的摩擦力来提供传递转矩所需的力。

可选地，如图5所示，第一导向片154或第一挡片156上设置有第一弹性垫159，第一导向片154和第一挡片156通过第一弹性垫159抵接；第二导向片164或第二挡片166上设置有第二弹性垫169，第二导向片164和第二挡片166通过第二弹性垫169抵接。

具体的，第一弹性垫159和第二弹性垫169可采用具有弹性的材料制作，如橡胶、树脂等。第一弹性垫159和第二弹性垫169受力可以轻微的压缩，使第一导向片154和第一挡片156之间，以及第二导向片164和第二挡片166之间具有更好的弹性支撑和抵持力，方便增加第一阻尼连接器150和第二阻尼连接器160传动的稳定性。

第一弹性垫159和第二弹性垫169表面均设置有防滑图案。这样一来，可以使接触面具有更大的摩擦力，有利于为第一锥齿轮170和第二锥齿轮180提供更大的转矩，进而提升传动的稳定性。

可选地，第一阻尼连接器150和第二阻尼连接器160上套设有连接套，该连接套位于齿轮箱120外壁与保持架110之间。这样一来，可以减小第一阻尼连接器150和第二阻尼连接器160传递力矩时发生偏转，有利于使摄像头105更稳定的翻转或旋转，减小了传递过程中第一阻尼连接器150、第二阻尼连接器160或齿轮箱120受力偏移的几率。

第一锥齿轮170的分度圆直径与第二锥齿轮180的分度圆直径相等，第一锥齿轮170的分度圆直径小于或等于第三锥齿轮190分度圆直径。当第一锥齿轮170的分度圆直径小于第三锥齿轮190分度圆直径，可以获得更高的传动比和扭矩，有利于提升摄像头105翻转或旋转时的精准度，例如，在摄像头105在180°翻转时或360°旋转时，有利于提升位置精度，减小运动过程中的位置偏差。另外，由于第一锥齿轮170、第二锥齿轮180、第三锥齿轮190本身较小，为了确保装配的紧凑及整体结构的小型化，第一锥齿轮170的分度圆直径也可等于第三锥齿轮190分度圆直径，依靠第一驱动器130和第二驱动器140自身实现减速的目的。

可选地，第一锥齿轮170、第二锥齿轮180和第三锥齿轮190的齿形为直齿或斜齿。这样一来，可以保证齿轮间的稳定啮合，提升传动过程的稳定性。

如图3所示，第一驱动器130包括第一电机132以及与第一电机132连接的第一减速器134；第二驱动器140包括第二电机142以及与第二电机142连接的第二减速器144。

具体的，第一电机132和第二电机142均采用微型电机，以减小占用的空间，微型电机优选直流步进电机。另外，第一减速器134和第二减速器144可采用齿轮减速器，有利于减小传动过程中的噪音，提升用户体验，也增大的传动比及传动扭矩，使传动更加平稳可靠，该齿轮减速器优选行星齿轮减速器。

本发明实施例还公开了一种电子设备，包括如上任意一项的摄像头翻转旋转机构100。该电子设备包含与前述实施例中的摄像头翻转旋转机构100相同的结构和有益效果。摄像头翻转旋转机构100的结构和有益效果已经在前述实施例中进行了详细描述，在此不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种摄像头翻转旋转机构，其特征在于，包括保持架、齿轮箱以及分别设置在所述保持架上的第一驱动器和第二驱动器，所述第一驱动器与所述第二驱动器相对设置在所述保持架的两侧，所述第一驱动器通过第一阻尼连接器与第一锥齿轮传动连接，所述第二驱动器通过第二阻尼连接器与第二锥齿轮传动连接，所述第一锥齿轮的中心线与所述第二锥齿轮的中心线位于同一轴线上，摄像头通过连杆与第三锥齿轮固定连接，且所述第三锥齿轮的中心线与所述第一锥齿轮的中心线垂直，所述第一锥齿轮、所述第二锥齿轮和所述第三锥齿轮均位于所述齿轮箱内部，且所述第三锥齿轮分别与所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮啮合，当所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮沿所述第一锥齿轮的中心线异向转动时，所述摄像头旋转，当所述第一锥齿轮和所述第二锥齿轮沿所述第一锥齿轮的中心线同向转动时，所述摄像头翻转。

2.根据权利要求1所述的摄像头翻转旋转机构，其特征在于，所述第一阻尼连接器包括第一连接轴、设置在所述第一驱动器输出端的第一导向片、设置在所述第一连接轴一端且与所述第一导向片抵接的第一挡片，所述第一连接轴的另一端设置有所述第一锥齿轮；所述第二阻尼连接器包括第二连接轴、设置在所述第二驱动器输出端的第二导向片、设置在所述第二连接轴一端且与所述第二导向片抵接的第二挡片，所述第二连接轴的另一端设置有所述第二锥齿轮。

3.根据权利要求2所述的摄像头翻转旋转机构，其特征在于，所述齿轮箱包括相互扣合的第一壳体和第二壳体，在第一壳体或第二壳体相对面上设置有第一过孔和第二过孔，所述第一连接轴穿设于所述第一过孔内，所述第二连接轴穿设于所述第二过孔内，所述第一挡片与所述齿轮箱外壁之间的所述第一连接轴上套设有第一弹性件，所述第二挡片与所述齿轮箱外壁之间的所述第二连接轴上套设有第二弹性件。

4.根据权利要求2所述的摄像头翻转旋转机构，其特征在于，所述第一导向片或所述第一挡片上设置有第一弹性垫，所述第一导向片和所述第一挡片通过所述第一弹性垫抵接；所述第二导向片或所述第二挡片上设置有第二弹性垫，所述第二导向片和所述第二挡片通过所述第二弹性垫抵接。

5.根据权利要求4所述的摄像头翻转旋转机构，其特征在于，所述第一弹性垫和所述第二弹性垫表面端面均设置有防滑图案。

6.根据权利要求2-5任意一项所述的摄像头翻转旋转机构，其特征在于，所述第一阻尼连接器和所述第二阻尼连接器上套设有连接套，所述连接套位于所述齿轮箱外壁与所述保持架之间。

7.根据权利要求1所述的摄像头翻转旋转机构，其特征在于，所述第一锥齿轮的分度圆直径与所述第二锥齿轮的分度圆直径相等，所述第一锥齿轮的分度圆直径小于或等于所述第三锥齿轮分度圆直径。

8.根据权利要求1或2所述的摄像头翻转旋转机构，其特征在于，所述第一锥齿轮、所述第二锥齿轮和所述第三锥齿轮的齿形为直齿或斜齿。

9.根据权利要求1所述的摄像头翻转旋转机构，其特征在于，所述第一驱动器包括第一电机以及与所述第一电机连接的第一减速器；所述第二驱动器包括第二电机以及与所述第二电机连接的第二减速器。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的摄像头翻转旋转机构。