CN112804421B - 一种车辆前置伸缩式摄像头及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车辆前置伸缩式摄像头，其包括：壳体、摄像头组件、驱动组件和控制组件。其中，摄像头组件设于壳体内，所述摄像头组件包括摄像头和摄像头支架；驱动组件与上述摄像头组件连接；控制组件与上述驱动元件连接；其中，所述控制组件控制驱动元件驱动摄像头组件在伸出位置和回缩位置之间切换，摄像头组件在伸出位置从壳体中伸出，并在回缩位置隐藏在所述壳体内。相应地，本发明还公开了一种车辆，其包括本发明上述的车辆前置伸缩式摄像头。该车辆前置伸缩式摄像头在车辆进行日常行驶时可以隐藏在车辆保险杠的背部，并在全景影像功能打开时伸出，其可以有效避免现有技术中安装在车头的前摄像头所存在的问题。

Description

一种车辆前置伸缩式摄像头及车辆

技术领域

本发明涉及一种图像采集装置和车辆，尤其涉及一种伸缩式摄像头及车辆。

背景技术

近年来，随着驾驶辅助技术的不断进步，越来越多的汽车生产厂商已经开始将全景影像功能装备在汽车上，全景影像功能作为自动驾驶的必要输入条件之一，其可以有效完善和改善自动驾驶技术。

一般来说，全景影像功能需要前后左右四个摄像头采集视频信号，其通过图像处理器拼接并将最终的画面投送到汽车中控屏中。其中，前摄像头需要布置在车辆前部的中间位置，且应尽量靠前、靠下，以避免摄像头在探测时出现探测视野盲区。

然而，在现有的汽车生产制造中，汽车前部区域的设计不仅需要兼顾行人碰撞保护、低速碰撞安全和冷却进风等诸多技术要求，其还需要兼顾造型上的美观。裸露的前摄像头对汽车造型的整体效果有比较大的影响，因此经常需要进行刻意的调整来减少摄像头带来的影响。

此外，在汽车高速行驶时，裸露的前摄像头有一定的概率被会前车带起的小石子击伤，尤其是当前摄像头布置在车辆前部靠下的位置时。通过常规的实验检测可以得出结论：摄像头必须布置在离地500mm以上，才可以将被小石子击伤的概率控制在可接受范围。

在现有技术中，部分车型将前置摄像头布置在车辆Logo的上方，该区域不易被小石子打到，也不影响进风，造型也比较隐蔽。但是，采用这种设计时，为了减小摄像头的视野盲区，通常需要把车头前端设计的尽可能地垂直，限制了车辆造型的自由度。

此外，在现有技术的某些车型中，也可以将摄像头布置在车辆Logo的下方镀铬条上，该区域不易被石子打到，也不影响发动机进风，但造型上不够隐蔽，同时为了减小摄像头的视野盲区，整个镀铬条均往前突出，这样的设计在低速碰撞中会容易损坏摄像头，与行人碰撞时亦会增加伤害行人的概率。

另外，在一些其他的车型中，也可以将摄像头布置在下格栅，这种设计在造型上比较隐蔽但是位置较低，摄像头在高速行驶时有较大概率被前车带起的小石子击伤，增加了售后维修成本。同时这种设计布置方案会影响发动机冷却，格栅设计时需要考虑增加额外的进气面积进行补偿。

基于此，针对现有技术中存在的缺陷，本发明期望获得一种全新概念的车辆前置伸缩式摄像头，其可以有效应用于车辆中。该车辆前置伸缩式摄像头在车辆进行日常行驶时可以隐藏在车辆保险杠的背部，并在全景影像功能打开时伸出，其可以有效避免现有技术中安装在车头的前摄像头所存在的问题。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种车辆前置伸缩式摄像头，该车辆前置伸缩式摄像头可以有效应用于车辆中，在车辆进行日常行驶时，该车辆前置伸缩式摄像头可以隐藏在车辆保险杠的背部，并在车辆需要采集车辆前端的视频信号(例如：打开车辆的全景影像功能)时能打开时伸出并采集车辆前端的视频信号，其可以有效避免现有技术中安装在车头的前摄像头所存在的问题。

为了实现上述目的，本发明提出了一种车辆前置伸缩式摄像头，其包括：

壳体；

摄像头组件，其设于所述壳体内，所述摄像头组件包括摄像头和摄像头支架；

驱动组件，其与所述摄像头组件连接；

控制组件，其与所述驱动元件连接；

其中，所述控制组件控制驱动元件驱动摄像头组件在伸出位置和回缩位置之间切换，其中所述摄像头组件在伸出位置从所述壳体中伸出，所述摄像头组件在回缩位置隐藏在所述壳体内。

在本发明上述的技术方案中，本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头通过合理地设计，可以有效安装在车辆的车头部分，采集车辆前端的视频信号。

当车辆进行日常行驶时，本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头可以隐藏在车辆保险杠的背部，此时摄像头组件处于回缩位置，摄像头组件在回缩位置隐藏在壳体内。

当车辆需要采集车辆前端的视频信号时，本发明所述的控制组件可以控制驱动元件驱动摄像头组件在伸出位置从壳体中伸出，伸出车辆前保险杠，开始采集车辆前端的视频信号。

相应地，当车辆前端的视频信号采集完成后，本发明所述的控制组件可以控制驱动元件驱动摄像头组件再次返回回缩位置，使摄像头组件再次隐藏在壳体内。

进一步地，在本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头中，所述壳体包括上壳体和下壳体。

进一步地，在本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头中，所述驱动组件包括：

电机；

输出齿轮，其与所述电机的输出端连接；

前齿轮和后齿轮，其分别设于输出齿轮的两侧，并分别与输出齿轮啮合连接；

四连杆机构，其与所述摄像头组件连接，其中所述四连杆机构包括：成对设置的前主动杆和前从动杆，二者之间连接有前定轴和前动轴；所述前主动杆与所述前齿轮刚性连接；成对设置的后主动杆和后从动杆，二者之间连接有后定轴和后动轴；所述后主动杆与所述后齿轮刚性连接；

其中，所述电机带动输出齿轮转动，输出齿轮带动前齿轮和后齿轮同步同向转动，从而带动前主动杆和前从动杆绕着前定轴、后主动杆和后从动杆绕着后定轴同步同向转动。

需要说明的是，在本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头中，驱动元件中可以优选的采用四连杆机构，四连杆机构的结构稳定且布置紧凑，相比于简单的单轴旋转机构，四连杆机构控制可以有效控制摄像头组件，从而锁定摄像头组件的姿态(即锁定摄像头组件与地面的夹角)，保证摄像头组件所采集的视频画面的质量，容错度较高。

进一步地，在本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头中，所述控制组件包括：

凸轮齿轮，其与所述后齿轮啮合连接；

凸轮，其与所述凸轮齿轮啮合连接，所述凸轮上具有第一凸点和第二凸点；

行程开关，其与所述凸轮适配设置，所述第一凸点和第二凸点与行程开关的接触使得行程开关发出开关信号；

控制模块，其与所述行程开关和电机分别连接；

其中，所述控制模块根据行程开关的开关信号切换控制电机的启动和停止。

进一步地，在本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头中，所述壳体内设有第一密封油槽和第二密封油槽。

进一步地，在本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头中，所述第一密封油槽和第二密封油槽在所述壳体内分隔出干燥区域和潮湿区域。

进一步地，在本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头中，所述控制组件设于所述干燥区域内。

相应地，本发明的另一目的在于提供一种车辆，该车辆可以用于实施本发明上述的车辆前置伸缩式摄像头。

为了实现上述目的，本发明提出了一种车辆，其具有本发明上述的车辆前置伸缩式摄像头。

进一步地，在本发明所述的车辆中，所述车辆前置伸缩式摄像头设于车辆前保险杠内。

本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头及车辆相较于现有技术具有如下所述的优点和有益效果：

本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头可以有效应用于车辆中，在车辆进行日常行驶时，该车辆前置伸缩式摄像头可以隐藏在车辆保险杠的背部，并在车辆需要采集车辆前端的视频信号(例如：打开车辆的全景影像功能)时能打开时伸出，采集车辆前端的视频信号。

本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头通过优化设计，不仅对车辆的外观造型无任何影响，其还不影响发动机冷却进风，可以避免正常行车时前车带起的石子击损镜头。此外，本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头在车辆发生低速碰撞时不会被撞坏，当车辆发生与行人的碰撞时不会伤害行人。

相较于现有技术中安装车头保险杠上的前摄像头，本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头通过驱动组件可以使摄像头组件更多的伸出车身，在相同造型的前提下可以获得更小的地面探测盲区。

在一些优选的实施方式中，本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头中的驱动元件还可以采用结构稳定且布置紧凑的四连杆机构，相比于简单的单轴旋转机构，四连杆机构控制可以有效控制摄像头组件，从而锁定摄像头组件的姿态，保证摄像头组件所采集的视频画面的质量。

相应地，本发明所述的车辆可以用于实施本发明上述的车辆前置伸缩式摄像头，其同样具有上述的优点以及有益效果。

附图说明

图1为本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头在一种实施方式下进行壳体拆分的结构示意图。

图2为本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头在一种实施方式下的结构爆炸图。

图3为本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头在一种实施方式下控制组件中凸轮齿轮与凸轮啮合连接的结构示意图。

图4为图3所示结构的侧视图。

图5为图3所示结构的正视图。

图6为本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头在一种实施方式下控制组件中行程开关的结构示意图。

图7示意性地显示了本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头在一种实施方式下设置于车头下格栅的正视图。

图8为图7所示的车辆前置伸缩式摄像头的摄像头组件在回缩位置时的A-A截面示意图。

图9为图7所示的车辆前置伸缩式摄像头的摄像头组件在回缩位置时的B-B截面示意图。

图10为图7所示的车辆前置伸缩式摄像头的摄像头组件在伸出位置时的A-A截面示意图。

图11为图7所示的车辆前置伸缩式摄像头的摄像头组件在伸出位置时的B-B截面示意图。

图12为图9所示的D-D截面示意图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头及车辆统做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。

在本发明中，本发明公开了一种车辆前置伸缩式摄像头，该车辆前置伸缩式摄像头可以包括：壳体、摄像头组件、驱动组件和控制组件。其中，壳体可以包括上壳体16和下壳体1(如下述图1所示)，在实际使用中，上壳体16和下壳体1是紧密贴合的，且摄像头组件设置于上壳体16和下壳体1所组成的壳体内。

为了便于理解，可以将本实施方式中的车辆前置伸缩式摄像头的壳体的上壳体16与下壳体1进行拆分，从而可以得到图1所示的示意图。

图1为本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头在一种实施方式下进行壳体拆分的结构示意图。

图2为本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头在一种实施方式下的结构爆炸图。

如图1和图2所示，在本实施方式中，在本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头可以包括：下壳体1、摄像头支架2、摄像头3、电机4、前主动杆5、前从动杆6、后主动杆7、后从动杆8、前齿轮9、输出齿轮10、后齿轮11、凸轮齿轮12、凸轮13、行程开关14、控制模块15、上壳体16、前定轴17、前动轴18、后定轴19和后动轴20。

需要说明的是，在本实施方式中，上述的众多零部件可以相互配合作用，从而构成本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头中的壳体、摄像头组件、驱动组件和控制组件。其中，驱动组件可以与摄像头组件连接，控制组件可以与上述驱动组件连接。

在本发明中，控制组件可以控制驱动元件驱动摄像头组件在伸出位置和回缩位置之间切换，其中摄像头组件在伸出位置处可以从壳体中伸出，摄像头组件在回缩位置处可以隐藏在壳体内。

在本实施方式中，本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头中的摄像头组件可以包括摄像头3和摄像头支架2。

图3为本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头在一种实施方式下控制组件中凸轮齿轮与凸轮啮合连接的结构示意图。

图4为图3所示结构的侧视图。

图5为图3所示结构的正视图。

如图3-图5所示，同时结合参考图1，在本实施方式中，本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头的控制组件可以包括：凸轮齿轮12、凸轮13、行程开关14和控制模块15。其中，凸轮齿轮12与凸轮13啮合连接，且凸轮13上具有第一凸点a和第二凸点b(如图3所示)。

图6为本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头在一种实施方式下控制组件中行程开关的结构示意图。

在本发明中，控制组件中的行程开关14与凸轮13可以适配设置，且凸轮13的第一凸点a和第二凸点b可以与行程开关14的接触，即与行程开关14的触点c接触，使得行程开关14发出开关信号。相应地，控制组件中的控制模块15可以与行程开关14和电机4分别连接，控制模块15可以根据行程开关14的开关信号切换控制电机4的启动和停止。

为了进一步的说明本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头的内部结构，图7示意性地显示了本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头在一种实施方式下设置于车头下格栅的正视图。

如图7所示，在本实施方式中，可以将本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头设于车辆前保险杠内，从而进一步分析本发明所述的摄像头组件处于回缩位置和伸出位置时两种不同位置时，车辆前置伸缩式摄像头的A-A和B-B的截面示意图，如下述图8-图11所示。

图8为图7所示的车辆前置伸缩式摄像头的摄像头组件在回缩位置时的A-A截面示意图。

图9为图7所示的车辆前置伸缩式摄像头的摄像头组件在回缩位置时的B-B截面示意图。

参阅图8和图9可知，在本实施方式中，当本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头中的摄像头组件在回缩位置时，此时安装在上壳体16和下壳体1中的摄像头3及摄像头支架2隐藏于车头的保险杆背部，其既不影响汽车的正常使用，也不影响造型，同时摄像头也不会被石击或低速碰撞所损坏。

综合参考图1、图2、图8和图9可以看出，在本实施方式中，本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头中的驱动组件可以包括：电机4、输出齿轮10、前齿轮9、后齿轮11和四连杆机构。

在本发明中，驱动组件中的后齿轮11与控制组件中的凸轮齿轮12啮合连接(如图9所示)。相应地，驱动组件中的输出齿轮10与电机4的输出端连接，前齿轮9和后齿轮11分别设于输出齿轮10的两侧，并分别与输出齿轮10啮合连接。

需要说明的是，在本实施方式中，四连杆机构可以包括：成对设置的前主动杆5和前从动杆6，前主动杆5和前从动杆6二者之间连接有前定轴17和前动轴18；前主动杆5与前齿轮9刚性连接；成对设置的后主动杆7和后从动杆8，后主动杆7和后从动杆8二者之间连接有后定轴19和后动轴20；后主动杆7与所述后齿轮11刚性连接。该四连杆机构与本发明所述的摄像头组件连接，其结构稳定且布置紧凑，可以有效控制摄像头组件，从而锁定摄像头组件的姿态(即锁定摄像头组件与地面的夹角)，保证摄像头组件所采集的视频画面的质量，容错度较高。

图10为图7所示的车辆前置伸缩式摄像头的摄像头组件在伸出位置时的A-A截面示意图。

图11为图7所示的车辆前置伸缩式摄像头的摄像头组件在伸出位置时的B-B截面示意图。

如图10和图11所示，在本实施方式中，当车辆需要采集车辆前端的视频信号时，本发明所述的控制组件可以控制驱动元件驱动摄像头组件在伸出位置从壳体中伸出。此时，控制组件中的行程开关14的触点c与凸轮13上的第一凸点a接触，使得行程开关14发出开启信号，控制模块15可以根据行程开关14的开启信号，控制驱动组件中的电机4启动，电机4可以带动输出齿轮10转动，输出齿轮10可以带动前齿轮9和后齿轮11同步同向转动，从而带动四连杆机构中的前主动杆5和前从动杆6绕着前定轴、后主动杆7和后从动杆8绕着后定轴同步同向转动，此时摄像头支架2可以基于四连杆原理向下运动，从而使摄像头3及摄像头支架2伸出壳体，即伸出车身，摄像头组件进入伸出位置。

需要说明的是，在输出齿轮10带动后齿轮11同步同向转动的同时，后齿轮11同样也可以带动与之啮合连接的凸轮齿轮12相对后齿轮11反向转动，凸轮齿轮12可以带动与之啮合连接的凸轮13转动，控制组件中凸轮13上的第一凸点a与行程开关14的触点c分离，此时电机4仍然处于工作状态。凸轮13继续旋转，直至凸轮13的第二凸点b与行程开关14的触点c接触，此时行程开关14可以发出关闭信号，控制模块15根据行程开关14的关闭信号，控制驱动组件中的电机4停止工作，摄像头组件保持在伸出位置，伸出车辆前保险杠，开始采集车辆前端的视频信号。

当车辆前端的视频信号采集完成后，本发明所述的控制组件可以控制驱动元件驱动摄像头组件再次返回回缩位置，使摄像头组件再次隐藏在壳体内。

待工作完成后，摄像头3及摄像头支架2再一起反向运动，回到关闭位置。前从动杆6和后从动杆8始终与前主动杆5和后主动杆7保持相同运动姿态，确保整个运动过程的同步性和运动稳定性。

图12为图9所示的D-D截面示意图。

如图12所示，截面D-D展示了本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头的水平横切断面。在本实施方式中，从密封性角度考虑，本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头的壳体内可以设有第一密封油槽21和第二密封油槽22。其中，第一密封油槽21和第二密封油槽22可以在本发明的壳体内分隔出干燥区域M和潮湿区域N。

需要说明的是，在本实施方式中，本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头中的电机4、凸轮齿轮12、凸轮13、行程开关14和控制模块15灯精密仪器均可以设置于干燥区域M内，从而确保装置工作的稳定性和耐久性。

此外，需要注意的是，第一密封油槽21和第二密封油槽22中充满了润滑介质，驱动组件中与前从动杆6连接的前定轴17的首端以及与后从动杆8连接的后定轴19的首端可以被固定在第一密封油槽21中，通过润滑介质进行润滑。相应地，在本实施方式中，摄像头3、摄像头支架2、前主动杆5、前从动杆6、后主动杆7和后从动杆8均位于潮湿区域N，与前主动杆5连接的前定轴17的尾端以及与后主动杆7连接的的后定轴19的尾端被固定在第二密封油槽22中。

另外，前齿轮9、输出齿轮10、后齿轮11和凸轮齿轮12亦浸在第二密封油槽22的润滑介质中，第二密封油槽22中的润滑介质即提供驱动组件中四连杆机构运动的润滑，又隔绝了干燥区域M和潮湿区域N，可以起到防水的作用。

综上所述可以看出，本发明所述的车辆前置伸缩式摄像头可以有效应用于车辆中，并设置于车辆的前保险杠内。在车辆进行日常行驶时，该车辆前置伸缩式摄像头可以隐藏在车辆保险杠的背部，并在车辆需要采集车辆前端的视频信号(例如：打开车辆的全景影像功能)时能打开时伸出，采集车辆前端的视频信号，其可以有效避免现有技术中安装在车头的前摄像头所存在的问题，具有十分重要的现实意义。

需要说明的是，本发明保护范围中现有技术部分并不局限于本申请文件所给出的实施例，所有不与本发明的方案相矛盾的现有技术，包括但不局限于在先专利文献、在先公开出版物，在先公开使用等等，都可纳入本发明的保护范围。

此外，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。

还需要注意的是，以上所列举的实施例仅为本发明具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种车辆前置伸缩式摄像头，其特征在于，包括：

壳体；

摄像头组件，其设于所述壳体内，所述摄像头组件包括摄像头和摄像头支架；

驱动组件，其与所述摄像头组件连接；

控制组件，其与所述驱动组件连接；

其中，所述控制组件控制驱动组件驱动摄像头组件在伸出位置和回缩位置之间切换，其中所述摄像头组件在伸出位置从所述壳体中伸出，所述摄像头组件在回缩位置隐藏在所述壳体内；

所述驱动组件包括：

电机；

输出齿轮，其与所述电机的输出端连接；

前齿轮和后齿轮，其分别设于输出齿轮的两侧，并分别与输出齿轮啮合连接；

四连杆机构，其与所述摄像头组件连接，其中所述四连杆机构包括：成对设置的前主动杆和前从动杆，二者之间连接有前定轴和前动轴；所述前主动杆与所述前齿轮刚性连接；成对设置的后主动杆和后从动杆，二者之间连接有后定轴和后动轴；所述后主动杆与所述后齿轮刚性连接；

其中，所述电机带动输出齿轮转动，输出齿轮带动前齿轮和后齿轮同步同向转动，从而带动前主动杆和前从动杆绕着前定轴、后主动杆和后从动杆绕着后定轴同步同向转动。

2.如权利要求1所述的车辆前置伸缩式摄像头，其特征在于，所述壳体包括上壳体和下壳体。

3.如权利要求1所述的车辆前置伸缩式摄像头，其特征在于，所述控制组件包括：

凸轮齿轮，其与所述后齿轮啮合连接；

凸轮，其与所述凸轮齿轮啮合连接，所述凸轮上具有第一凸点和第二凸点；

行程开关，其与所述凸轮适配设置，所述第一凸点和第二凸点分别与行程开关的接触使得行程开关分别对应发出开或关信号；

控制模块，其与所述行程开关和电机分别连接；

其中，所述控制模块根据行程开关的开关信号切换控制电机的启动和停止。

4.如权利要求1所述的车辆前置伸缩式摄像头，其特征在于，所述壳体内设有第一密封油槽和第二密封油槽。

5.如权利要求4所述的车辆前置伸缩式摄像头，其特征在于，所述第一密封油槽和第二密封油槽在所述壳体内分隔出干燥区域和潮湿区域。

6.如权利要求5所述的车辆前置伸缩式摄像头，其特征在于，所述控制组件设于所述干燥区域内。

7.一种车辆，其特征在于，其具有如权利要求1-6中任意一项所述的车辆前置伸缩式摄像头。

8.如权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述车辆前置伸缩式摄像头设于车辆前保险杠内。

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