CN110081282A - 一种磁力吸附可分离式升降摄像头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁力吸附可分离式升降摄像头，包括支撑架和电机，支撑架上设置有摄像头模组及驱动摄像头模组升降的升降组件，升降组件包括丝杆机构、设置在丝杆机构上的移动块及与移动块相配合的导向机构，摄像头模组具有第一伸出部，移动块通过永磁体与第一伸出部磁力吸附连接，导向机构的下端设置有用于与移动块分离后的第一伸出部相配合的弹性元件，电机的输出端与丝杆机构连接。本发明实现了摄像头模组与升降组件的可分离式连接，弹性元件能够起到缓冲保护的作用，防止冲击力直接作用于传动构件，有效地减少了传动构件的损伤，从而提升了产品的抗冲击能力、稳定性和可靠性，使用寿命较长，制程良率和量产能力较高。

Description

一种磁力吸附可分离式升降摄像头

技术领域

本发明涉及机械传动技术领域，尤其涉及一种磁力吸附可分离式升降摄像头。

背景技术

随着科技的快速发展，3C电子产品已广泛应该于人们的工作和生活中，尤其在手机、平板电脑等移动终端电子设备，3C电子产品即计算机(Computer)、通讯(Communication)和消费电子产品(ConsumerElectronic)三类电子产品的简称。为了迎合人们的消费体验，高屏占比或全面屏技术已成为这些电子设备的主要发展趋势，高屏占比或全面屏大气、美观等优点突出，非常符合人们的消费体验，而且人们对这些电子设备的屏幕要求也越来越高。但是由于屏下集成摄像头等技术远未成熟，摄像头尚不能穿透显示屏进行拍照，所以前置摄像头必须设计在显示屏以外的区域，而为了实现全面屏，常将摄像头隐藏在显示屏背面，当进行拍照时再使摄像头伸出，即设计成可以升降的摄像头，作为实现全面屏有效方式的升降摄像头技术近年来已形成新浪潮。

现有技术中，升降摄像头主要有手动按压弹出式、手动旋转式、变速电机自动式等，但是现有升降摄像头在设计上存在一定缺陷，摄像头模组与传动导向机构常采用刚性连接，当摄像头模组受到冲击时，产生的冲击力会全部作用于传动导向机构上，可能会使传动件或导向件产生断裂等不可逆损伤，从而导致升降摄像头的稳定性和可靠性差、寿命低等，限制了升降摄像头的应用和发展。

发明内容

本发明针对上述现有升降摄像头存在的问题，提出一种磁力吸附可分离式升降摄像头。

为了解决上述技术问题，本发明提出如下技术方案：

一种磁力吸附可分离式升降摄像头，包括支撑架和电机，支撑架上设置有摄像头模组及驱动摄像头模组升降的升降组件，升降组件包括丝杆机构、设置在丝杆机构上的移动块及与移动块相配合的导向机构，摄像头模组具有第一伸出部，移动块通过永磁体与第一伸出部磁力吸附连接，第一伸出部与导向机构滑动连接，导向机构的下端设置有用于与移动块分离后的第一伸出部相配合的弹性元件，电机的输出端与丝杆机构连接。

本发明的有益效果是：当摄像头模组受到外力冲击大于移动块与第一伸出部之间的磁吸力时，摄像头模组的第一伸出部与移动块分离且沿导向机构下落，实现了摄像头模组与升降组件的可分离式连接，导向机构下端的弹性元件能够对摄像头模组的第一伸出部起到缓冲保护的作用，缓冲效果好，防止冲击力直接作用于传动构件，有效地减少了传动构件的损伤，从而提升了产品的抗冲击能力、稳定性和可靠性，使用寿命较长，制程良率和量产能力较高，而且结构简单，加工、组装等方便，生产成本低，进而扩大了产品的应用和发展。

在一些实施方式中，丝杆机构包括与电机的输出轴同轴连接的丝杆，导向机构包括与丝杆平行设置的导向杆，弹性部件为套在导向杆上且下端固定的弹簧，移动块上设置有与导向杆滑动连接的第一通孔，第一伸出部上设置有与导向杆滑动连接的第二通孔。

在一些实施方式中，移动块上设置有用于安置永磁体的第三通孔。

在一些实施方式中，移动块上设置有与第一伸出部相配合的缓冲板。

在一些实施方式中，电机的输出轴通过变速器与丝杆机构连接。

在一些实施方式中，变速器包括外壳，外壳内设置有偏心传动组件，偏心传动组件包括与电机输出轴连接的偏心轴，偏心轴上设置有偏心轮，偏心轮与偏心轴轴向固定且圆周方向能够相对转动，偏心轮和偏心轴沿电机输出轴的轴心进行圆周运动且偏心轮与外壳的内壁摩擦配合进行转动，偏心轮通过十字滑块联轴器与丝杆机构连接。

在一些实施方式中，偏心轴的上端设置有与偏心轮相配合的第一限位部，第一限位部的直径大于偏心轴的直径，外壳内的下端设置有与偏心轮相配合的限位套，偏心轮位于第一限位部与限位套之间，偏心轴远离第一限位部的一端设置有与电机输出轴连接的第一孔体，限位套的顶部设置有用于偏心轴穿过的第一避让通孔。

在一些实施方式中，偏心轴的两端分别设置有与偏心轮相配合的第二限位部，第二限位部的直径大于偏心轴的直径，偏心轮位于两个第二限位部之间，下端的第二限位部上设置有与电机输出轴连接的第二孔体。

在一些实施方式中，外壳的内壁和偏心轮的表面分别设置有防滑层。

在一些实施方式中，偏心轮的表面沿其圆周方向均布有多个第一槽体，外壳的内壁沿其圆周方向均布有多个沿轴向设置的第二槽体。

另外，在本发明技术方案中，凡未作特别说明的，均可通过采用本领域中的常规手段来实现本技术方案。

附图说明

图1为本发明一种磁力吸附可分离式升降摄像头的第一立体图。

图2为本发明一种磁力吸附可分离式升降摄像头的第二立体图。

图3为本发明变速器的立体图。

图4为本发明变速器的分解图。

图5为本发明变速器的第一剖视图。

图6为本发明变速器的第二剖视图。

附图中标号说明，变速器1，外壳11，第四通孔111，第二槽体112，凸缘113，偏心传动组件12，偏心轴121，第一限位部1211，第一孔体1212，第二限位部1213，第二孔体1214，偏心轮122，第二凸块1221，第一槽体1222，十字滑块联轴器13，第四孔体1301，第五孔体1302，第一滑块131，滑槽1311，第二滑块132，第一凸块1321，第二伸出部1322，第三孔体1323，限位套14，第一避让通孔141，支撑架2，第一通道21，密封圈22，安装孔23，电机3，摄像头模组4，第一伸出部41，第二通孔411，升降组件5，丝杆机构51，丝杆511，导向机构52，导向杆521，移动块53，第一通孔531，第三通孔532，永磁体54，弹性元件55，缓冲板56。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外需要说明的是，术语“内”、“外”、“圆周方向”、“轴向”、“上端”、“下端”、“顶部”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，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元件必须具有特定的方位或者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，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例：

一种磁力吸附可分离式升降摄像头，如图1～6所示，包括支撑架2和电机3，支撑架2上设置有摄像头模组4及驱动摄像头模组4升降的升降组件5，升降组件5包括丝杆机构51、设置在丝杆机构51上的移动块53及与移动块53相配合的导向机构52，摄像头模组4具有第一伸出部41，移动块53通过永磁体54与第一伸出部41磁力吸附连接，即摄像头模组4的第一伸出部41与移动块53能够实现可分离式连接，第一伸出部41与导向机构52滑动连接，导向机构52的下端设置有用于与移动块53分离后的第一伸出部41相配合的弹性元件55，弹性元件55通常位于第一伸出部41的初始位置，电机3的输出端与丝杆机构51连接。此外，丝杆机构51也可以用现有技术中其它能够使移动块53升降的机构代替。

本发明在使用过程中，电机3驱动丝杆机构51转动，动摄像头模组4和移动块53能一起沿丝杆机构51和导向机构52进行直线运动，从而实现动摄像头模组4的升降，即摄像头模组4的伸出和隐藏。当摄像头模组4受到的外力冲击大于移动块53与第一伸出部41之间的磁吸力时，摄像头模组4的第一伸出部41与移动块53分离且沿导向机构52下落，实现了摄像头模组4与升降组件5的可分离式连接，防止冲击力直接作用于传动构件，有效地减少了传动构件的损伤，而且摄像头模组4的第一伸出部41与导向机构52下端的弹性元件55相接触后，弹性元件55能够将冲击力传导到外部以起到缓冲保护的作用，缓冲效果好，从而提升了产品的抗冲击能力、稳定性和可靠性，使用寿命较长，制程良率和量产能力较高，而且结构简单，加工、组装等方便，生产成本低，进而扩大了产品的应用和发展。

通常，永磁体54是指在开路状态下能长期保留较高剩磁的磁体，也称硬磁体，比如由铁氧体永磁材料制成的永磁铁或者由磁钢等，优选磁钢，磁钢具有高硬度、矫顽力值高、耐高温、抗腐蚀性能强等特点，其永磁特性较好，被饱和磁化后，在撤掉外磁场后仍能长时间内保持较强和稳定的磁性。

优选地，丝杆机构51包括与电机3的输出轴同轴连接的丝杆511，移动块53与丝杆511螺纹连接，导向机构52包括与丝杆511平行设置的导向杆521，弹性部件为套在导向杆521上且下端固定的弹簧，移动块53上设置有与导向杆521滑动连接的第一通孔531，第一伸出部41上设置有与导向杆521滑动连接的第二通孔411，通常第一伸出部41上还设置有与丝杆511相配合的通孔，结构简单，加工、组装等方便，稳定性好，可靠性高。

优选地，移动块53上设置有用于安置永磁体54的第三通孔532，永磁体54固定安装在第三通孔532中，安装方便，结构紧凑，更加稳定、牢靠。

优选地，移动块53上设置有与第一伸出部41相配合的缓冲板56，缓冲板56位于移动块53与第一伸出部41之间，当摄像头模组4受到的外力冲击大于移动块53与第一伸出部41之间的磁吸力时，摄像头模组4的第一伸出部41与移动块53分离且沿导向机构52下落，摄像头模组4的第一伸出部41与导向机构52下端的弹性元件55相接触后，通过部件弹性元件55的缓冲保护后，摄像头模组4停止运动，丝杆机构51转动再使移动块53下降，移动块53下降到一定的位置时能够与第一伸出部41重新磁力吸附连接，由于移动块53与第一伸出部41重新磁力吸附连接时会产生一定的碰撞力，所以缓冲板56能够起到缓冲保护的作用，防止移动块53与第一伸出部41直接碰触，更加安全、可靠。

优选地，缓冲板56的材料可以采用橡胶、聚氨酯或泡棉等，橡胶具有弹性好、强度高、价格低廉等优点，聚氨酯具有较高的柔曲性、回弹性、机械强度和氧化稳定性以及优良的耐油性等优点，泡棉具有弹性、重量轻、快速压敏固定、使用方便、弯曲自如、体积超薄、性能可靠等优点。

优选地，电机3的输出轴通过变速器1与丝杆机构51连接，这样不仅提高了输出扭矩，而且便于调节丝杆机构51的转速，从而能够更好的控制摄像头模组4的升降速度。

优选地，变速器1包括外壳11，外壳11内设置有偏心传动组件12，偏心传动组件12包括与电机3输出轴连接的偏心轴121，偏心轴121上设置有偏心轮122，偏心轮122与偏心轴121轴向固定且圆周方向能够相对转动，圆周方向即径向，偏心轮122和偏心轴121沿电机3输出轴的轴心进行圆周运动时，偏心轮122与外壳11的内壁摩擦配合进行转动，偏心轮122通过十字滑块联轴器13与丝杆机构51连接，十字滑块联轴器13通常位于外壳11远离电机3的一端，十字滑块联轴器13能够自动补偿偏心传动时两轴间的相对位移，从而将偏心传动组件12的摆线运动转化为稳定地定轴转动进行输出，而且能够传递较大的转矩动。此外，十字滑块联轴器13也可以用万向联轴器代替，但是万向联轴器结构较复杂，占用空间较大，成本较高。

在使用时，电机3驱动偏心轴121转动，偏心轮122和偏心轴121沿电机3输出轴的轴心进行圆周运动并使偏心轮122与外壳11的内壁摩擦配合进行转动，同时偏心轮122通过十字滑块联轴器13能够与丝杆机构51连接进行传动输出，从而实现变速，采用摩擦式偏心传动的结构取代复杂的齿轮组或者蜗轮蜗杆等，结构简单，零部件数量较少，体积较小，制造容易，传动平稳、噪声低、能量损耗低、耐磨性好等，能够输出的扭矩较大和过载保护，在较小的空间内能够达到较大的传动比且能够连续平滑地调节其传动比，从而降低了制造工艺难度和生产成本，延长了使用寿命，稳定性和可靠性高，提高了产品的制程良率和量产能力，进而扩大了产品的应用和发展。

优选地，十字滑块联轴器13包括与偏心轮122相配合的第一滑块131及与丝杆机构51相配合的第二滑块132，第一滑块131的两个端面上分别设置有滑槽1311，两个滑槽1311相互垂直，第二滑块132上设置有与滑槽1311相配合的第一凸块1321，偏心轮122上设置有与滑槽1311相配合的第二凸块1221。在使用时，偏心轮122沿电机3输出轴的轴心进行圆周运动且偏心轮122与外壳11的内壁摩擦配合进行转动，第一滑块131两个端面上的滑槽1311分别与第二滑块132的第一凸块1321和偏心轮122的第二凸块1221相配合进行相对滑动，从而自动补偿偏心传动时两轴间的相对位移，偏心轮122的摆线运动通过十字滑块联轴器13转化为稳定地定轴转动进行输出，即第二滑块132输出定轴转动，稳定性和可靠性高。

优选地，第二滑块132上设置有与丝杆机构51连接的第二伸出部1322，第二伸出部1322上设置有与丝杆机构51连接的第三孔体1323，外壳11上设置有与第二伸出部1322相配合的第四通孔111，第二滑块132的第二伸出部1322穿过的第四通孔111便于与丝杆机构51连接，操作简单、方便。进一步地，第三孔体1323的截面可以是三角形、矩形等非圆形或多边形，丝杆机构51可以设置与第三孔体1323的形状相匹配的连接部，这样连接部在第三孔体1323不会转动，操作更加方便，稳定性和可靠性更好。

优选地，如图5所示，偏心轴121的上端设置有与偏心轮122相配合的第一限位部1211，第一限位部1211的直径大于偏心轴121的直径，外壳11内的下端设置有与偏心轮122相配合的限位套14，偏心轮122位于第一限位部1211与限位套14之间，偏心轴121远离第一限位部1211的一端设置有与电机3输出轴连接的第一孔体1212，由于偏心轴121要进行偏心转动，所以第一孔体1212为偏心轴121的偏心孔，即第一孔体1212与偏心轴121轴心不同，通常第一孔体1212可以与第一限位部1211同轴心，也可以不同轴心，限位套14的顶部设置有用于偏心轴121穿过的第一避让通孔141，通过限位套14能够将十字滑块联轴器13和偏心传动组件12限制在外壳11内，而且限位套14和第一限位部1211分别与偏心轮122相配合，这样能够限制偏心轮122沿偏心轴121的轴向攒动，结构简单，组装方便，更加稳定、可靠。此外，第一孔体1212还可以采用D型孔等，连接更加方便，稳定性更好。

优选地，十字滑块联轴器13上设置有与第一限位部1211相配合的第四孔体1301，通常第四孔体1301设置在十字滑块联轴器13的第二滑块132上，十字滑块联轴器13的第一滑块131上设置有用于第一限位部1211穿过的避让通孔，第一孔体1212为偏心孔，第一孔体1212与第一限位部1211同轴心，即第一限位部1211与电机3的输出轴同轴心。在使用过程中，偏心轴121沿电机3输出轴的轴心进行圆周运动时，第一限位部1211在第四孔体1301中进行定轴转动，这样第一限位部1211能够承受偏心传动时的径向载荷，从而分担电机3输出轴承受的作用力，稳定性和可靠性更高。

优选地，如图6所示，偏心轴121的两端分别设置有与偏心轮122相配合的第二限位部1213，第二限位部1213的直径大于偏心轴121的直径，偏心轮122位于两个第二限位部1213之间，下端的第二限位部1213上设置有与电机3输出轴连接的第二孔体1214，通过两个第二限位部1213能够限制偏心轮122沿偏心轴121的轴向攒动，更加稳定、可靠。此外，第二孔体1214还可以采用D型孔等，连接更加方便，稳定性更好。

优选地，十字滑块联轴器13上设置有与上端的第二限位部1213相配合的第五孔体1302，通常第五孔体1302设置在十字滑块联轴器13的第二滑块132上，十字滑块联轴器13的第一滑块131上设置有用于第一限位部1211穿过的避让通孔，第二孔体1214与两个第二限位部1213同轴心，即第二孔体1214为第二限位部1213的中心孔，两个第二限位部1213与电机3的输出轴同轴心，两个第二限位部1213之间形成偏心部。在使用过程中，偏心轴121沿电机3输出轴的轴心进行圆周运动时，两个第二限位部1213进行定轴转动，并且下端的第二限位部1213在第五孔体1302中进行定轴转动，这样第二限位部1213能够承受偏心传动时的径向载荷，从而分担电机3输出轴承受的作用力，稳定性和可靠性更高。此外，第二限位部1213也可以与偏心轴121同轴心，此时第二孔体1214与第二限位部1213轴心不同，即第二孔体1214为偏心孔，但是这样两个第二限位部1213也进行偏心运动而不能更好地承受偏心传动时的径向载荷。

优选地，外壳11和偏心轮122的材料为金属、高分子材料或者二者相结合中的一种，高分子材料可以采用工程塑料、橡胶、合成树脂等，金属材料与高分子材料相结合可以是金属材料外面包覆高分子材料，也可以是金属材料与高分子材料多层交替结合，结构简单，便于生产加工，使用寿命长，降低了生产成本。当外壳11和偏心轮122的体积较大时，为了保证整体结构强度，外壳11和摩擦套123的材料优选金属或强度高的工程塑料等。

优选地，外壳11的内壁和偏心轮122的表面分别设置有防滑层，防滑层可以采用橡胶套、磨砂处理或喷涂防滑涂料等方式，从而在摩擦传动中增大了摩擦力，防止传动件之间产生打滑，提高了变速器1的稳定性、可靠性和安全性。

优选地，偏心轮122的表面沿其圆周方向均布有多个第一槽体1222，通常外壳11具有圆柱形的内腔，外壳11的内壁沿其圆周方向均布有多个沿轴向设置的第二槽体112，通常可以采用滚花热压、剃齿、冲压、铸造、车、铣、刨、激光雕刻等方式加工出这些槽体，优选滚花热压、剃齿或冲压的方式，这样增大了摩擦力，从而保证更好地进行摩擦传动，而且加工方便，便于批量生产。

优选地，多个第一槽体1222相互交错呈网状或沿轴向设置，比如可以通过滚花在偏心轮122的表面加工出网纹状的槽体或直纹槽体，这样摩擦传动效果更好。

优选地，外壳11远离第四通孔111的一端设置有与电机3相配合的凸缘113，通过凸缘113便于外壳11与电机3连接，更加稳定、牢靠，通常可以采用焊接连接的方式。

优选地，支撑架2上设置有与摄像头模组4滑动连接的第一通道21，摄像头模组4能够沿第一通道21进行升降以伸出和隐藏，第一通道21的出口处设置有与摄像头模组4相配合的密封圈22，通过密封圈22能够防止灰尘、水等进入，更加安全、可靠，支撑架2上还设置有若干安装孔23，以便与其它设备进行固定连接。

以上所述的仅是本发明的一些实施方式，应当理解的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以根据上述说明加以改进或交换，而所有这些改进和交换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。在这种情况下，所有细节都可以用等效元素代替，材料、形状和尺寸也可以是任意的。

Claims (10)

1.一种磁力吸附可分离式升降摄像头，其特征在于，包括支撑架(2)和电机(3)，所述支撑架(2)上设置有摄像头模组(4)及驱动所述摄像头模组(4)升降的升降组件(5)，所述升降组件(5)包括丝杆机构(51)、设置在所述丝杆机构(51)上的移动块(53)及与所述移动块(53)相配合的导向机构(52)，所述摄像头模组(4)具有第一伸出部(41)，所述移动块(53)通过永磁体(54)与所述第一伸出部(41)磁力吸附连接，所述第一伸出部(41)与所述导向机构(52)滑动连接，所述导向机构(52)的下端设置有用于与所述移动块(53)分离后的所述第一伸出部(41)相配合的弹性元件(55)，所述电机(3)的输出轴与所述丝杆机构(51)连接。

2.根据权利要求1所述的一种磁力吸附可分离式升降摄像头，其特征在于，所述丝杆机构(51)包括与所述电机(3)的输出轴同轴连接的丝杆(511)，所述导向机构(52)包括与所述丝杆(511)平行设置的导向杆(521)，所述弹性部件(55)为套在所述导向杆(521)上且下端固定的弹簧，所述移动块(53)上设置有与所述导向杆(521)滑动连接的第一通孔(531)，所述第一伸出部(41)上设置有与所述导向杆(521)滑动连接的第二通孔(411)。

3.根据权利要求1所述的一种磁力吸附可分离式升降摄像头，其特征在于，所述移动块(53)上设置有用于安置所述永磁体(54)的第三通孔(532)。

4.根据权利要求1所述的一种磁力吸附可分离式升降摄像头，其特征在于，所述移动块(53)上设置有与所述第一伸出部(41)相配合的缓冲板(56)。

5.根据权利要求1至4中任一权利要求所述的一种磁力吸附可分离式升降摄像头，其特征在于，所述电机(3)的输出轴通过变速器(1)与所述丝杆机构(51)连接。

6.根据权利要求5所述的一种磁力吸附可分离式升降摄像头，其特征在于，所述变速器(1)包括外壳(11)，所述外壳(11)内设置有偏心传动组件(12)，所述偏心传动组件(12)包括与所述电机(3)输出轴连接的偏心轴(121)，所述偏心轴(121)上设置有偏心轮(122)，所述偏心轮(122)与所述偏心轴(121)轴向固定且圆周方向能够相对转动，所述偏心轮(122)和所述偏心轴(121)沿所述电机(3)输出轴的轴心进行圆周运动且所述偏心轮(122)与所述外壳(11)的内壁摩擦配合进行转动，所述偏心轮(122)通过十字滑块联轴器(13)与所述丝杆机构(51)连接。

7.根据权利要求6所述的一种磁力吸附可分离式升降摄像头，其特征在于，所述偏心轴(121)的上端设置有与所述偏心轮(122)相配合的第一限位部(1211)，所述第一限位部(1211)的直径大于所述偏心轴(121)的直径，所述外壳(11)内的下端设置有与所述偏心轮(122)相配合的限位套(14)，所述偏心轮(122)位于所述第一限位部(1211)与所述限位套(14)之间，所述偏心轴(121)远离所述第一限位部(1211)的一端设置有与所述电机(3)输出轴连接的第一孔体(1212)，所述限位套(14)的顶部设置有用于所述偏心轴(121)穿过的第一避让通孔(141)。

8.根据权利要求6所述的一种磁力吸附可分离式升降摄像头，其特征在于，所述偏心轴(121)的两端分别设置有与所述偏心轮(122)相配合的第二限位部(1213)，所述第二限位部(1213)的直径大于所述偏心轴(121)的直径，所述偏心轮(122)位于两个所述第二限位部(1213)之间，下端的所述第二限位部(1213)上设置有与所述电机(3)输出轴连接的第二孔体(1214)。

9.根据权利要求6所述的一种磁力吸附可分离式升降摄像头，其特征在于，所述外壳(11)的内壁和所述偏心轮(122)的表面分别设置有防滑层。

10.根据权利要求6所述的一种磁力吸附可分离式升降摄像头，其特征在于，所述偏心轮(122)的表面沿其圆周方向均布有多个第一槽体(1222)，所述外壳(11)的内壁沿其圆周方向均布有多个沿轴向设置的第二槽体(112)。