CN113752958A - 一种具有多角度调整摄像头的新型无人车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有多角度调整摄像头的新型无人车，其特征在于，包括：无人车主体；转动连接在所述无人机主体上方的相机组件；安装在所述无人机主体上方的第一调节机构。本发明中，在无人车主体上设置第一调节机构，通过调节第一调节机构能够实现无人机绕水平轴线的转动，绕竖直轴线的转动以及升级运动，满足无人车多方面的取景需要，解决了现有技术中遇到的问题。

Description

一种具有多角度调整摄像头的新型无人车

技术领域

本发明涉及一种具有多角度调整摄像头的新型无人车。

背景技术

高速监控摄像是高速公路的“眼睛”，可实时监控高速上的各种情况。传统的“高速之眼”要么固定在高速公路上，要么安装在无人车或者无人机上。

现有技术中，无人车上的“高速之眼”取相范围小，当需要多角度进行取相时，需要设置多个控制机构，结构复杂且操作不便。

发明内容

本发明的目的在于提出能够实现相机多角度取相的无人车。

为解决上述问题，本发明提供了一种具有多角度调整摄像头的新型无人车，其特征在于，包括：

无人车主体；

转动连接在所述无人机主体上方的相机组件，所述相机组件能够分别绕水平设置的第一转轴和竖直设置的第二转轴转动，所述第二转轴为伸缩杆，其由旋转装置驱动旋转；

安装在所述无人机主体上方的第一调节机构，其中，所述第一调节机构包括：

固定在所述相机组件侧面的半球形滑座，所述滑座的半球形表面上设置有与所述第二转轴同轴心的固定滑槽；

长条状的第一连接杆，其一端固定设置有能够在所述固定滑槽中滑动的滑动杆，所述第一连接杆中上部设置有贯通其上下表面的贯通槽；

转动连接在所述第一连接杆另一端的第二连接杆，所述第一连接杆与所述第二连接杆之间有增加其旋转阻尼的环形弹簧；

部分伸出所述第二连接杆，并能够沿其轴向伸缩的第三连接杆；

竖直设置在所述无人车主体上的固定机架，所述固定机架上设置有一竖直滑槽以及能够在所述竖直滑槽内滑动的滑块，所述滑块上转动连接有一转动连接杆，所述转动连接杆固定在所述第三连接杆上，所述滑块通过刹车装置限制其在所述滑槽内滑动；

竖直升降杆，转动连接在所述贯通槽内，所述竖直升降杆由升降组件驱动做升降运动。

作为本发明的进一步改进，所述升降组件包括：

旋转套管，为中空的筒状结构，所述旋转套管内腔自上而下设置均具有圆筒状内壁的第一腔室和第二腔室，所述第一腔室的内壁上至少具有一个竖直设置的条形槽，所述旋转套管外部设有驱动其沿其轴线旋转的第一驱动装置；

升降芯轴，其通过滚动轴承与所述竖直升降杆（112）转动连接，所述升降轴芯包括位于第一腔室内的第一轴体和位于第二腔室内的第二轴体，所述第一轴体上设有能够插入所述条形槽内并可在其中滑动的插条，所述第二轴体能够在所述第二腔室内滑动，所述第一轴体上方通过传动装置与所述第二转轴传动连接；

活动滑板以及固定限位板，均为圆饼状结构，所述滑动滑板滑动连接在第二轴体上，所述固定限位板固定在所述第二轴体上，并能够在所述第二腔室内滑动，所述第一腔室的腔壁能够限制所述活动滑板进入所述第一腔室；

复位弹簧，套设在所述第二轴体上，并位于所述活动滑板和所述固定限位板之间；

托举机构，位于所述升降轴芯的正下方，所述托举机构用于托举所述升降轴芯升降，当所述托举机构与所述升降轴芯的底部接触时，其之间以不传递扭矩的方式连接。

作为本发明的进一步改进，还包括用于驱动所述托举机构升降的升降机构，所述升降机构包括第一升降装置和第二升降装置，

所述第一升降装置设有与所述托举机构连接、并能够做升降运动的第一升降臂，以及第一升降座；

所述第二升降装置包括第二升降杆以及第二旋转套，所述第一升降座固定在所述第二升降杆，其至少设有一段具有外螺纹的螺纹段，所述第二旋转套设有与所述螺纹段连接的内螺纹，并由第二驱动装置驱动旋转。

作为本发明的进一步改进，所述第一升降装置为气缸，所述第一升降臂为气缸臂，所述第一升降座为气缸座，所述第一升降座通过滑轨滑动连接在一竖直设置的固定板上，所述固定板通过一水平设置的第一连接板固定在所述第二升降杆底部，所述第一气缸臂底部连接有第二连接板，所述第二连接板一端与所述托举机构连接。

作为本发明的进一步改进，所述托举机构为固定在所述第二轴体上的第一底盘，所述第二连接板的一端转动连接在所述第一底盘上，所述第一底盘的上表面固定在所述第二轴体的正下方。

作为本发明的进一步改进，所述托举机构为位于所述第二轴体正下方，且在初始位置下与所述第二轴体无相对连接关系的的第二底盘，所述第二底盘向上运动与所述第二轴体接触时，其之间的连接方式为转动连接。

作为本发明的进一步改进，所述第一底盘外圆周上设有与之同心的环形槽，所述第二连接板自由端设置有弧形伸出臂，所述弧形伸出臂的内侧面上转动有复数个第一滚珠，所述第一滚珠安装在所述环形槽上并能够在其中滚动。

作为本发明的进一步改进，

所述第二轴体至少底部设置有圆锥形结构连接部；

所述第二底盘上设置有安装孔，所述安装孔内壁上设有与之同心的环形安装槽，所述环形安装槽内转动连接有复数个第二滚珠，当所述托举机构上升时，所述第二轴体的连接部插入所述安装孔中并与所述第二滚珠接触。

作为本发明的进一步改进，所述旋转套管和所述第二旋转套上均设有皮带轮，所述第一驱动装置和第二驱动装置均为脉冲电机，所述脉冲电机上均设置有与电机轴连接的主动轮，所述主动轮与所述皮带轮之间通过皮带张紧连接。

作为本发明的进一步改进，，所述第一腔室的内壁上具有四个所述条形槽，并且沿着所述第一腔体的圆形内壁均匀设置，所述第一轴体上设置有沿其轴向均匀设置的四个所述插条。

本发明的有益效果在于，本发明中，在无人车主体上设置第一调节机构，通过调节第一调节机构能够实现无人机绕水平轴线的转动，绕竖直轴线的转动以及升级运动，满足无人车多方面的取景需要，解决了现有技术中遇到的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本图1的侧视图；

图3是本发明中第一调节机构的部分结构示意图；

图4是本发明第一实施例的升降组件结构示意图；

图5是本发明第二实施例的升降组件的部分结构示意图；

图中：1-第一调节机构；101-半球形滑座；103-固定滑槽；104-第一连接杆；105-贯通槽；106-第二连接杆；107-第三连接杆；108-固定机架；109-竖直滑槽；110-滑块；111-转动连接杆；112-竖直升降杆； 2-升降组件；210-旋转套管；212-条形槽；220-升降芯轴；222-第一轴体；224-第二轴体；226-插条；230-活动滑板；240-固定限位板；250-复位弹簧；260-托举机构；261-第一底盘；262-第二底盘；263-环形槽；264-弧形伸出臂；265-环形安装槽；266-第二滚珠；270-升降机构；272-第二升降杆；273-第一升降臂；274-第一升降座；275-第二旋转套275；276-滑轨；277-固定板；278-第一连接板；279-第二连接板；3-无人车主体；301-第一转轴；302-第二转轴；4-相机组件。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1-5所示，本发明包括：

无人车主体3；

转动连接在所述无人机主体上方的相机组件4，所述相机组件4能够分别绕水平设置的第一转轴301和竖直设置的第二转轴302转动，所述第二转轴302由旋转装置驱动旋转；

安装在所述无人机主体上方的第一调节机构1，其中，所述第一调节机构1包括：

固定在所述相机组件4侧面的半球形滑座101，所述滑座的半球形表面上设置有与所述第二转轴302同轴心的固定滑槽103；

长条状的第一连接杆104，其一端固定设置有能够在所述固定滑槽103中滑动的滑动杆，所述第一连接杆104中上部设置有贯通其上下表面的贯通槽105；

转动连接在所述第一连接杆104另一端的第二连接杆106，所述第一连接杆104与所述第二连接杆106之间有增加其旋转阻尼的环形弹簧；

部分伸出所述第二连接杆106，并能够沿其轴向伸缩的第三连接杆107；

竖直设置在所述无人车主体3上的固定机架108，所述固定机架108上设置有一竖直滑槽109以及能够在所述竖直滑槽109内滑动的滑块110，所述滑块110上转动连接有一转动连接杆111，所述转动连接杆111固定在所述第三连接杆107上，所述滑块110通过刹车装置限制其在所述滑槽内滑动；

竖直升降杆112，转动连接在所述贯通槽105内，所述竖直升降杆112由升降组件2驱动做升降运动。

作为本发明的进一步改进，所述升降组件2包括：

旋转套管210，为中空的筒状结构，所述旋转套管210内腔自上而下设置均具有圆筒状内壁的第一腔室和第二腔室，所述第一腔室的内壁上至少具有一个竖直设置的条形槽212，所述旋转套管210外部设有驱动其沿其轴线旋转的第一驱动装置，所述旋转套管210通过传动装置与所述第二转轴302传动连接；

升降芯轴220，其通过滚动轴承与所述竖直升降杆112（112）转动连接，所述升降轴芯包括位于第一腔室内的第一轴体222和位于第二腔室内的第二轴体224，所述第一轴体222上设有能够插入所述条形槽212内并可在其中滑动的插条226，所述第二轴体224能够在所述第二腔室内滑动；

活动滑板230以及固定限位板240，均为圆饼状结构，所述滑动滑板滑动连接在第二轴体224上，所述固定限位板240固定在所述第二轴体224上，并能够在所述第二腔室内滑动，所述第一腔室的腔壁能够限制所述活动滑板230进入所述第一腔室；

复位弹簧250，套设在所述第二轴体224上，并位于所述活动滑板230和所述固定限位板240之间；

托举机构260，位于所述升降轴芯的正下方，所述托举机构260用于托举所述升降轴芯升降，当所述托举机构260与所述升降轴芯的底部接触时，其之间以不传递扭矩的方式连接。

作为本发明的进一步改进，还包括用于驱动所述托举机构260升降的升降机构270，所述升降机构270包括第一升降装置和第二升降装置，

所述第一升降装置设有与所述托举机构260连接、并能够做升降运动的第一升降臂273，以及第一升降座274；

所述第二升降装置包括第二升降杆272以及第二旋转套275，所述第一升降座274固定在所述第二升降杆272，其至少设有一段具有外螺纹的螺纹段，所述第二旋转套275设有与所述螺纹段连接的内螺纹，并由第二驱动装置驱动旋转。

作为本发明的进一步改进，所述第一升降装置270为气缸，所述第一升降臂273为气缸臂，所述第一升降座274为气缸座，所述第一升降座274通过滑轨276滑动连接在一竖直设置的固定板277上，所述固定板277通过一水平设置的第一连接板278固定在所述第二升降杆272底部，所述第一气缸臂底部连接有第二连接板279，所述第二连接板279一端与所述托举机构260连接。

作为本发明的进一步改进，所述托举机构260为固定在所述第二轴体224上的第一底盘261，所述第二连接板279的一端转动连接在所述第一底盘261上，所述第一底盘261的上表面固定在所述第二轴体224的正下方。

作为本发明的进一步改进，所述托举机构260为位于所述第二轴体224正下方，且在初始位置下与所述第二轴体224无相对连接关系的的第二底盘262，所述第二底盘262向上运动与所述第二轴体224接触时，其之间的连接方式为转动连接。

作为本发明的进一步改进，所述第一底盘261外圆周上设有与之同心的环形槽263，所述第二连接板279自由端设置有弧形伸出臂264，所述弧形伸出臂264的内侧面上转动有复数个第一滚珠，所述第一滚珠安装在所述环形槽263上并能够在其中滚动。

作为本发明的进一步改进，

所述第二轴体224至少底部设置有圆锥形结构连接部；

所述第二底盘262上设置有安装孔，所述安装孔内壁上设有与之同心的环形安装槽265，所述环形安装槽265内转动连接有复数个第二滚珠266，当所述托举机构260上升时，所述第二轴体224的连接部插入所述安装孔中并与所述第二滚珠266接触。

作为本发明的进一步改进，所述旋转套管210和所述第二旋转套275上均设有皮带轮，所述第一驱动装置和第二驱动装置均为脉冲电机，所述脉冲电机上均设置有与电机轴连接的主动轮，所述主动轮与所述皮带轮之间通过皮带张紧连接。

作为本发明的进一步改进，所述第一腔室的内壁上具有四个所述条形槽212，并且沿着所述第一腔体的圆形内壁均匀设置，所述第一轴体222上设置有沿其轴向均匀设置的四个所述插条226。

本发明的具体原理如下：

（一）相机绕竖直轴线旋转时，

第一驱动机构（如电机），驱动旋转套管210转动，旋转套管210内的条形槽212与插条226配合使得旋转套管210的扭矩能够传递至升降轴芯上，从而实现升降轴芯的转动，升降轴芯通过传动机构与第二转轴302连接，从而带动相机组件4转动，传动机构可以是齿轮传动、皮带轮传动等；

（二）竖直升降

（1）第一升降装置运动，这里的第一升降装置为气缸，工作时，第一升降座274沿着固定板277上的滑轨276做升降运动，带动第一升降臂273做升降运动；

（2）第一升降臂273带动第二连接板279做升降运动；

（3）如图4，在本发明的一种实施例中，

上升时：

i. 第二连接板279带动第一底盘261升降；

ii. 第一底板与升降轴芯的第二轴体224固定连接，从而带动带动第二轴体224升降，从而带动与升降轴芯连接的竖直升降杆112上升；

iii. 竖直升降杆112上升时，此时滑块110在竖直滑槽109中滑动，因为第一连接杆104和第二连接杆106之间存在有阻尼弹簧，因此第一连接杆104和第二连接杆106之间不会发生相对转动；

iv. 基于第二转轴302伸缩杆，因此在第一连接杆104带动下，相机组件4做升降运动；

v. 这里第二连接板279与第一底盘261弧形伸出臂264中的第一滚珠安装在环形槽263中，使得第一底盘261在升降轴芯的带动下旋转时，该第二连接板279能够保证竖直方向上的支撑的同时不传递扭矩，保证第一升降装置和第二升降装置能够正常工作；

vi. 设置活动滑板230和固定限位板240，并在其之间设置复位弹簧250，活动滑板230限制复位弹簧250进入旋转套管210的第一腔室内，固定限位板240限制复位弹簧250的底部位置，活动滑板230和固定限位板240的设置使得上升过程中压缩复位弹簧250，这里复位弹簧250的作用是消除竖直方向上各工件制造和装配过程中误差产生的间隙，从而使得上升时形成控制更加精确；

下降时：

i. 第二连接板279带动第一底盘261下降；

ii. 第一底板与升降轴芯的第二轴体224固定连接，从而带动带动第二轴体224下降，从而带动与升降轴芯下降，进而通过竖直升降杆112通过第一连接杆104带动相组件4下降；

（4）如图5所示，为本发明的第二实施例，其与第一实施例的区别在于，第二底盘262与第二轴体224无接触，通过环形安装槽265中的第二滚珠266与第二轴体224接触，从而传递升降运动的同时保持之间以不传递扭矩的方式连接；

（三）绕水平轴线旋转

（1）第二驱动装置驱动第二旋转套275转动，第二驱动装置优选脉冲电机，从而实现转速以及旋转圈数的可调；

（2）第二旋转套275转带动与之螺纹连接的第二升降杆272升降，并通过第一连接板278、第一升降装置以及第二连接板279带动第一底盘261或者第二底盘262升降，从而带动整个旋转轴芯升降，因为第二旋转套275的转速和旋转圈数是可调节的，因此整个升降速度和行程也是可调节的；

（3）旋转轴芯带动竖直升降杆112升降；

（4）滑块110刹车，锁止在竖直滑槽109中，此时竖直升降杆112的升降将克服第一连接杆104和第二连接杆106之间的阻尼，带动第一连接杆104和第二连接杆106转动，从而带动相机组件4沿着水平轴线做旋转运动，这里在第二连接杆106上设置第三连接杆107，作用第二连接杆106运动时，在水平距离上的补偿，因为竖直升降杆112的升降速度和行程是可调节的，因此相机组件4绕水平轴线的旋转角度也是可控的。

本发明中将相机直接或者通过传动装置安装在升降轴芯的顶部，即可以通过旋转套管210驱动相机旋转，也可以通过第一升降装置和第二升降装置来实现相机的升降，其中第一升降装置能够实现相机的快速升降，而第二升降装置能够控制相机升降的行程和速度，从而实现相机的升降和多角度调节，结构简单，操作方便，有效解决了现有技术中遇到的问题。

综上，本发明中，在无人车主体3上设置第一调节机构1，通过调节第一调节机构1能够实现无人机绕水平轴线的转动，绕竖直轴线的转动以及升级运动，满足无人车多方面的取景需要，解决了现有技术中遇到的问题。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种具有多角度调整摄像头的新型无人车，其特征在于，包括：

无人车主体（3）；

转动连接在所述无人机主体（3）上方的相机组件（4），所述相机组件（1）能够分别绕水平设置的第一转轴（301）和竖直设置的第二转轴（302）转动，所述第二转轴（302）为伸缩杆；

安装在所述无人机主体（3）上方的第一调节机构（1），其中，所述第一调节机构（1）包括：

固定在所述相机组件（4）侧面的半球形滑座（101），所述滑座（101）的半球形表面上设置有与所述第二转轴（302）同轴心的固定滑槽（103）；

长条状的第一连接杆（104），其一端固定设置有能够在所述固定滑槽（103）中滑动的滑动杆（104），所述第一连接杆（104）中上部设置有贯通其上下表面的贯通槽（105）；

转动连接在所述第一连接杆（104）另一端的第二连接杆（106），所述第一连接杆（104）与所述第二连接杆（106）之间有增加其旋转阻尼的环形弹簧；

部分伸出所述第二连接杆（106），并能够沿其轴向伸缩的第三连接杆（107）；

竖直设置在所述无人车主体（3）上的固定机架（108），所述固定机架（108）上设置有一竖直滑槽（109）以及能够在所述竖直滑槽（109）内滑动的滑块（110），所述滑块（110）上转动连接有一转动连接杆（111），所述转动连接杆（111）固定在所述第三连接杆（107）上，所述滑块（110）通过刹车装置限制其在所述滑槽（109）内滑动；

竖直升降杆（112），转动连接在所述贯通槽（105）内，所述竖直升降杆（112）由升降组件（2）驱动做升降运动。

2.根据权利要求1所述的一种具有多角度调整摄像头的新型无人车，其特征在于，所述升降组件（2）包括：

旋转套管（210），为中空的筒状结构，其内腔自上而下设置均具有圆筒状内壁的第一腔室和第二腔室，所述第一腔室的内壁上至少具有一个竖直设置的条形槽（212），所述旋转套管（210）外部设有驱动其沿其轴线旋转的第一驱动装置；

升降芯轴（220），其通过滚动轴承与所述竖直升降杆（112）转动连接，所述升降轴芯包括位于第一腔室内的第一轴体（222）和位于第二腔室内的第二轴体（224），所述第一轴体（222）上设有能够插入所述条形槽（212）内并可在其中滑动的插条（224），所述第二轴体（224）能够在所述第二腔室内滑动，所述第一轴体（222）的上方通过传动装置与所述第二转轴（302）传动连接；

活动滑板（230）以及固定限位板（240），均为圆饼状结构，所述滑动滑板（230）滑动连接在第二轴体（224）上，所述固定限位板（240）固定在所述第二轴体（224）上，并能够在所述第二腔室内滑动，所述第一腔室的腔壁能够限制所述活动滑板（230）进入所述第一腔室；

复位弹簧（250），套设在所述第二轴体（224）上，并位于所述活动滑板（230）和所述固定限位板（240）之间；

托举机构（260），位于所述升降轴芯（220）的正下方，所述托举机构（260）用于托举所述升降轴芯（220）升降，当所述托举机构（260）与所述升降轴芯（220）的底部接触时，其之间以不传递扭矩的方式连接。

3.根据权利要求2所述的一种具有多角度调整摄像头的新型无人车，其特征在于，还包括用于驱动所述托举机构升降的升降机构（270），所述升降机构（270）包括第一升降装置（271）和第二升降装置，

所述第一升降装置设有与所述托举机构（260）连接、并能够做升降运动的第一升降臂（273），以及第一升降座（274）；

所述第二升降装置包括第二升降杆（272）以及第二旋转套（275），所述第一升降座（274）固定在所述第二升降杆（272），其至少设有一段具有外螺纹的螺纹段，所述第二旋转套（275）设有与所述螺纹段连接的内螺纹，并由第二驱动装置驱动旋转。

4.根据权利要求3所述的一种具有多角度调整摄像头的新型无人车，其特征在于，所述第一升降装置为气缸，所述第一升降臂（273）为气缸臂，所述第一升降座（274）为气缸座，所述第一升降座（274）通过滑轨（276）滑动连接在一竖直设置的固定板（277）上，所述固定板（277）通过一水平设置的第一连接板（278）固定在所述第二升降杆（272）底部，所述第一气缸臂（273）底部连接有第二连接板（279），所述第二连接板（279）一端与所述托举机构（260）连接。

5.根据权利要求4所述的一种具有多角度调整摄像头的新型无人车，其特征在于，所述托举机构（260）为固定在所述第二轴体（224）上的第一底盘（261），所述第二连接板（279）的一端转动连接在所述第一底盘（261）上，所述第一底盘（261）的上表面固定在所述第二轴体（224）的正下方。

6.根据权利要求4所述的一种具有多角度调整摄像头的新型无人车，其特征在于，所述托举机构（260）为位于所述第二轴体（224）正下方，且在初始位置下与所述第二轴体（224）无相对连接关系的的第二底盘（262），所述第二底盘（262）向上运动与所述第二轴体（224）接触时，其之间的连接方式为转动连接。

7.根据权利要求4所述的一种具有多角度调整摄像头的新型无人车，其特征在于，所述第一底盘（261）外圆周上设有与之同心的环形槽（263），所述第二连接板（279）自由端设置有弧形伸出臂（264），所述弧形伸出臂（264）的内侧面上转动有复数个第一滚珠，所述第一滚珠安装在所述环形槽（263）上并能够在其中滚动。

8.根据权利要求6所述的一种具有多角度调整摄像头的新型无人车，其特征在于，

所述第二轴体（224）至少底部设置有圆锥形结构连接部；

所述第二底盘（262）上设置有安装孔，所述安装孔内壁上设有与之同心的环形安装槽（265），所述环形安装槽（265）内转动连接有复数个第二滚珠（266），当所述托举机构（260）上升时，所述第二轴体（224）的连接部插入所述安装孔中并与所述第二滚珠（266）接触。

9.根据权利要求7或8所述的一种具有多角度调整摄像头的新型无人车，其特征在于，所述旋转套管（210）和所述第二旋转套（275）上均设有皮带轮，所述第一驱动装置和第二驱动装置均为脉冲电机，所述脉冲电机上均设置有与电机轴连接的主动轮，所述主动轮与所述皮带轮之间通过皮带张紧连接。

10.根据权利要求9所述的一种具有多角度调整摄像头的新型无人车，其特征在于，所述第一腔室的内壁上具有四个所述条形槽（212），并且沿着所述第一腔体的圆形内壁均匀设置，所述第一轴体（222）上设置有沿其轴向均匀设置的四个所述插条（224）。

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