CN214756597U - 图像采集装置及智能电子设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于图像采集的技术领域，解决了现有技术中的图像采集系统使用电机驱动长焦相机瞄准目标存在光路抖动导致成像不清晰的技术问题，提供了一种图像采集装置及智能电子设备。其中图像采集装置包括：第一摄像机构，用于采集目标图像；电机，所述电机用于控制所述第一摄像机构的拍摄角度；制动机构，所述制动机构在所述第一摄像机构位于指定拍摄角度时，控制电机停止转动。本实用新型在第一摄像机构转动到指定角度后，立即制动电机，停止电机功率输出，使电机停止下来。这样一来，电机就不会抖动了。解决了现有技术中的图像采集系统存在因电机抖动导致成像不清晰的问题；获得了高精度拍摄的效果。

Description

图像采集装置及智能电子设备

技术领域

本实用新型涉及图像采集的技术领域，尤其涉及一种图像采集装置及智能电子设备。

背景技术

图像采集装置用于拍摄图像或者视频，现有一种安装在室内的图像采集装置，用于拍摄课室内桌上的文档或者对室内的动静进行采集视频。为了获得足够清晰的图像，需要使用高分辨率带长焦镜头的摄像头进行拍摄；因此图像采集装置需要满足可同时覆盖多个课桌，还需在实际应用时满足高速、迅速对准每个课桌依次完成文档拍照的需求。

现有安装在室内的图像采集装置需要远距离长焦拍摄，因此要求图像采集装置中的驱动长焦镜头运动的电机的角度位置分辨率足够高。假设图像采集装置的安装位置与目标距离摄像头3.5米，若驱动摄像头的电机存在0.1°角度误差，则对应的导致目标瞄准偏移误差为 tan(0.1°)*3500mm＝6.12mm；另外，需要再考虑到机械装配与系统自身存在系统误差、以及在图像采集中使用到多轴电机的误差叠加放大效应，目标瞄准的综合误差可达数厘米；由此可见即使存在较小的角度误差也会导致较大的拍摄误差，而文档中的字体较小，较小的误差均会导致拍摄不清晰，因此，将电机的角度误差的降低是非常有必要的。而电机驱动器控制电机转动的角度逼近设定值，也就是说电机转动了预设的角度后，电机驱动器停止驱动电机，虽然表面上看起来电机是静止的，但实际上电机还是会以一较小的角度在预设角度处往复抖动，电机的抖动会导致在整个图像采集装置采集的画面一直处于抖动状态而无法稳定进行拍摄。因此，现有的图像采集装置存在电机驱动相机瞄准目标时存在光路抖动导致成像不清晰的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种图像采集装置及智能电子设备，用以解决现有技术中电机驱动相机瞄准目标时存在光路抖动导致成像不清晰的技术问题。

本实用新型实施例提供一种图像采集装置，所述图像采集装置包括：第一摄像机构，用于采集目标图像；电机，所述电机用于控制所述第一摄像机构的拍摄角度；制动机构，所述制动机构在所述第一摄像机构位于指定拍摄角度时，控制电机停止转动。

进一步，所述电机包括：定子、转子以及电机支撑部件；所述转子与所述定子连接，所述转子带动所述第一摄像机构移动，所述定子固定在所述电机支撑部件上。

进一步，绕所述转子的外周设有弹性摩擦件。

进一步，所述制动机构包括：安装座、制动衬片、弹性支撑机构以及电磁直线执行器；所述弹性支撑机构一端连接并支撑所述制动衬片，所述弹性支撑机构的另一端固定于所述电机支撑部件；所述电磁直线执行器用于控制所述制动衬片与所述弹性摩擦件接触或不接触；所述电磁直线执行器和所述电机支撑部件均安装在所述安装座上。进一步，所述电磁直线执行器包括：磁感应滑杆和弹簧；所述磁感应滑杆位于所述制动衬片下方的一端，设有柔性粘结件；所述磁感应滑杆的另一端为带螺纹的杆，所述弹簧用于产生抵接制动衬片的力。

进一步，所述电磁直线执行器还包括：螺帽，所述螺帽用于调节磁感应滑杆的运动行程，所述螺帽与所述安装座上相对位置的挡板可抵接。

进一步，所述挡板面向所述螺帽的表面设有减小螺帽冲击的缓冲件。

进一步，所述电机为两个：第一电机和第二电机；所述第二电机的电机支撑件固定在所述第一电机的转子上，所述第二电机和所述第一电机组合构成二自由度双轴云台的驱动机构。

进一步，所述第一摄像机构包括摄像头和反光镜，所述第一电机和第二电机驱动所述反光镜瞄准所述摄像头的感兴趣目标，所述摄像头通过所述反光镜采集到目标图像。

进一步，所述制动机构为两个：第一制动机构和第二制动机构，所述第一制动机构对应所述第一电机，所述第二制动机构对应所述第二电机。

本实用新型另外一方面提供一种智能电子设备，所述智能电子设备包括以上任一项所述的图像采集装置。

综上所述，本实用新型的有益效果如下：

电机带动第一摄像机构转动预设的角度后，直接控制制动机构对电机进行制动，控制电机停止转动，进而减少了电机抖动范围，使摄像头的光路稳定。由于设置了制动机构，当第一摄像机构转动到指定角度后，电机驱动器不再驱动电机转动，改用制动机构将电机停止转动，进而使第一摄像机构在拍摄的时候，电机停止抖动，进而使拍摄时的光路稳定；解决了现有技术中电机驱动相机瞄准目标时存在光路抖动导致成像不清晰的技术问题；获得了精准拍摄文档的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，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的附图，这些均在本实用新型的保护范围内。

图1为本实用新型实施例一中的采集室内文档图像的装置的结构示意图；

图2-1为本实用新型具体实施例一中的图像采集装置另一个视角的结构示意图；

图2-2为图2-1中A处的放大图；

图3为本实用新型中实施例一中电磁直线执行器的机构示意图；

图4为本实用新型中实施例一中第二电机制动状态示意图；

图5为本实用新型实施例一中对第一电机的控制制动的流程图；

图6为本实用新型实施例一中对第二电机的控制制动的流程图；

图7为本实用新型中实施例二中第一电机制动状态示意图；

图8为本实用新型中实施例二中第一电机非制动状态示意图；

图9为本实用新型实施例五的采集室内文档图像的装置的示意图；

图10为本实用新型实施例五的采集室内文档图像的装置局部分解示意图；

图11为本实用新型实施例六的图像采集系统的示意图；

图12为本实用新型实施例七电子设备的结构示意图。

图中零件部件及编号：

11、第一电机；111、安装杆；12、第二电机；21、第一制动衬片；22、第二制动衬片；31、第一制动机构；32、第二制动机构；311、执行器外壳；312、弹簧；313、磁感应滑杆； 314、卡簧；315、螺帽；41、支撑底板；42、支撑架；43、限位杆；51、第一弹性支撑机构； 52、第二弹性支撑机构；6缓冲件；7、弹性摩擦件；8、制动夹爪；81、第一制动臂；82；第二制动臂；83、第一连接臂；84、第二连接臂；85、第三连接臂；9、复位件；10、摄像头； 101、反光镜；102、EVA胶层；103、第一螺杆；104、第二螺杆。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，在本文中，诸如和等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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实用新型的限制。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。如果不冲突，本实用新型实施例中的各个特征可以相互结合，均在本实用新型的保护范围之内。

以下结合附图1-附图12对本实用新型进一步详细说明。

具体实施例一

本实用新型提供一种图像采集装置，主要应用于教室内、会议室内对文档图像的采集中。如学生考试时，对学生进行监考，可以利用广角镜头20进行整个教室监控,以及对整个拍摄系统先进行初定位；也可以利用长焦镜头对单个学生的作答过程进行拍摄或者对学生桌面上的试卷、作业等进行挨个一一收取；实现智能化教学。结合图1以及图2-1所示，本实用新型提供一种图像采集装置，该图像采集装置包括：第一摄像机构，用于采集目标图像；电机，电机用于控制第一摄像机构的拍摄角度；制动机构，制动机构在第一摄像机构位于指定拍摄角度时，控制电机停止转动。

在本实施例中，第一摄像机构设置为长焦摄像头10对场景中的文档进行识别，在识别文档前，需要采用第二摄像机构如广角镜头20对文档所在的场景进行图像采集定位出文档所在的位置，在确定了文档所在的具体位置，利用长焦摄像头10对其进行精准拍摄；在电机驱动第一摄像机构转动预设的角度后，直接控制制动机构对电机进行制动，控制电机停止转动，当电机处于制动状态时，之宗机构和电机均停止功率输出，第一摄像机构拍摄目标的光路处于稳定状态。这样消除了电机抖动，使第一摄像机构的光路稳定。由于设置了制动机构，当第一摄像机构转动到指定角度后，通过制动机构控制电机停止转动，进而第一摄像机构在拍摄的时候，电机停止抖动，进而使拍摄时的光路稳定，解决了现有技术中电机驱动相机瞄准目标时存在光路抖动导致成像不清晰的技术问题；具有准确瞄准文档采集图像的优点。

此外，在调整第一摄像机构转动角度事，同时对焦距进行调整，有利于快速对焦，进一步提高了采集图像的速度。

优选的，电机包括：定子、转子以及电机支撑部件；转子与定子连接，转子带动第一摄像机构移动，定子固定在电机支撑部件上。

在本实施例中，图像采集装置包括：支撑底板41，支撑底板41上设置有布线槽，各用电器的线经过布线槽，设置布线槽布线，使整个图像采集装置结构更加紧凑。电机的转子设置在电机的定子的外侧壁上，电机通电，定子产生磁场，使转子发生转动，进而带动第一摄像机构转动。进而控制整个第一摄像机构的拍摄角度；电机支撑部件设置在支撑底板41上，定子与支撑底板41相对固定。

优选的，绕转子的外周设有弹性摩擦件7。

在本实施例中，在转子的外周侧壁上绕设弹性摩擦件7，优选的弹性摩擦件7选用EVA 胶，具有耐候性好，摩擦系数高的优点；制动机构与弹性摩擦件7进行贴合，一方面实现了对转子的制动；另外一方面，当制动机构与转子进行抵接后，弹性摩擦件7降低了制动机构撞击转子的声音，进而降低了整个图像采集装置噪音。

优选的，制动机构包括：安装座、制动衬片、弹性支撑机构以及电磁直线执行器；弹性支撑机构一端连接并支撑制动衬片，弹性支撑机构的另一端固定于电机支撑部件；电磁直线执行器用于控制制动衬片与弹性摩擦件7接触或不接触；电磁直线执行器和电机支撑部件均安装在安装座上。

在本实施例中，制动衬片上设置有多个减重孔，一方面减小了制动衬片的重量，进而减少电机所需的驱动力。另外一方面，多个减重孔之间的孔壁形成了整个结构的加强筋，多个减重孔避免了制动衬片在注塑成型时，材料发生萎缩，进而加强了整个制动衬片的结构强度。安装座包括支撑架42以及支撑底板41，支撑架42安装在支撑底板41上，电机支撑部件安装在支撑底板41上；制动衬片朝向电机的一侧设置有防滑结构。制动衬片均设置为四分之一的圆弧状，防滑结构均设置为防滑齿；使制动衬片作用在电机的转子上的压强更大，当制动片与电机接触时，能立即制止电机的转动，进而减少了相应的时间，加快了图像采集装置的稳定速度，进而避免电机在运动的时候受到惯性的作用，发生抖动。使整个图像采集装置的响应时间短，制动速度快，具有快速稳定的效果；光路稳定，拍摄清晰的优点。

支撑架42垂直于支撑底板41，电磁直线执行器安装在支撑架42上，支撑底板41与支撑架42相对固定，弹性支撑机构与制动衬片连接，而制动衬片与电磁直线执行器为分体设置，弹性支撑机构可朝向或者远离电机发生形变，进而便于电磁直线执行器将制动衬片抵接于电机的转子或者从电机的转子松开。设置弹性支撑机构支撑制动衬片，使电磁直线执行器与制动衬片分体设置，利用电磁直线执行器的弹簧312预压的弹力给制动衬片提供一个抵接的作用力，弹性支撑机构可发生形变使制动衬片始终保持在一个预设的位置，进而便于控制制动衬片制动电机的转子；当撤销电磁直线执行器的抵接力后，具有弹性的弹性支撑机构的弹力带动制动衬片回位，使制动衬片快速回位；在其他的实施例中，电磁直线执行器与制动衬片也可以使用双面胶片粘接，使电磁直线执行器与制动衬片连接，电磁直线执行器带动制动衬片运动。

此外，电磁直线执行器朝向制动衬片的一面上设置有抵接板；抵接板的面积与制动衬片的一面接近，增大了电磁直线执行器作用在制动衬片上的面积，进而增加了电磁直线执行器抵接制动衬片的可靠性。抵接板朝向制动衬片的一面设置有弹性件，一方面为了消除电磁直线执行器作用在制动衬片上时的撞击声音，另一方面避免电磁直线执行器直接撞击在制动衬片上，造成制作衬片变形。具体的，可在抵接板上设置双面胶片使电磁直线执行器与制动衬片连接。

优选的，如图3所示，电磁直线执行器包括：磁感应滑杆313和弹簧312；磁感应滑杆313位于制动衬片下方的一端，设有柔性粘结件；磁感应滑杆313的另一端为带螺纹的杆，弹簧312用于产生抵接制动衬片的力。

在本实施例中，柔性粘结件可以设置为双面胶，柔性粘结件电磁直线执行器与制动衬片连接；电磁直线执行器还包括：执行器外壳311以及线圈。线圈设置于执行器外壳311内部，磁感应滑杆313穿设于线圈且磁感应滑杆313的两端穿出执行器外壳311；磁铁上设置有卡簧314，弹簧312设置于执行器外壳311和卡簧314之间。在线圈通电的情况下，产生磁场，使磁感应滑杆313沿着线圈的轴线运动并压缩弹簧312，当线圈断电后，弹簧312恢复原状将磁感应滑杆313顶回原位。弹簧312设置为一端大一端小的弹簧312，较小端靠近卡簧314；电磁直线执行器不通电时一端与制动衬片的一端抵接时，且电磁直线执行器内部的弹簧312 处于预压的状态，预压的弹簧312给电磁直线执行器内部的弹簧312给制动衬片一个抵持的弹力，进而电机的转动部进行抵接。电磁直线执行器靠近制动衬片的一端设置有柔性粘结件，避免电磁直线执行器与制动衬片相抵接时产生噪音。当给电磁直线执行器通电时，使电磁直线执行器的磁感应滑杆313压缩弹簧312，进而远离电机运动，松开电机，使电机不再受到限制，此时，便于控制电机转动；当需要对电机进行限制的时候，将电磁直线执行器断电，弹簧312恢复原状，将电磁直线执行器的滑动杆推回原位，抵接制动衬片，此时弹簧312依旧处于预压状态；即电磁直线执行器在不通电的情况下，对电机进行制动，无需消耗电能；由于图像采集装置的使用大部分是处于静止状态，防止电机产生静态热功耗，影响无刷电机的使用寿命。

优选的，电磁直线执行器还包括：螺帽315，螺帽315用于调节磁感应滑杆313的运动行程，螺帽315与支撑架42上相对位置的挡板可抵接。

在本实施例中，磁感应滑杆313的靠近挡板的一端设置有消音泡棉，降低了磁感应滑杆 313撞击到支撑架42上产生噪音，或者磁感应滑杆313撞击到制动衬片上产生噪音，起到消音作用；此外，磁感应滑杆313远离制动衬片的一端设置有外螺纹，外螺纹连接有螺帽315，当螺帽315的位置调节确定后，可以；采用小螺母锁紧螺帽315或者采用点胶的方式固定螺帽315；改变螺帽315与磁感应滑杆313的相对位置，进而调节磁感应滑杆313的行程。此外，螺帽315的面积较大，进而增大了电磁直线执行器与支撑架42的接触面积，进而增大了电磁直线执行器与支撑架42抵接的牢靠性。这里，磁感应滑杆313的运动是一个加速过程，磁感应滑杆313的行程不宜过大，也不宜过小。因为磁感应滑杆313的加速运动在行程过大会导致制动衬片对电机转子的撞击速度过大，进而产生较大的噪声，在行程过小时，制动衬片与弹性摩擦件7解除接触会不够充分，导致无刷电机转动时会有阻力，这样会使制动衬片与弹性摩擦件7产生滑动摩擦，这会影响无刷电机的角度定位精度，导致第一摄像机构无法瞄准，同时导致制动衬片与弹性摩擦件7都会有磨损，磨损后的碎屑会对光路产生影响，也会使弹性摩擦件失去作用(如丧失静态摩擦、缓冲撞击的功能)。

优选的，结合图1以及图2-1，挡板面向螺帽315的表面设有减小螺帽315冲击的缓冲件6。

在本实施例中，当螺帽315撞击到挡板后，直接撞击到缓冲件6上，螺母的接触面较大，在通电运动时，螺母和挡板之间设有缓冲件6，可以消除噪声。

优选的，电机为两个：第一电机11和第二电机12；第二电机12的电机支撑件固定在第一电机11的转子上，第二电机12和第一电机11组合构成二自由度双轴云台的驱动机构。

在本实施例中，第一电机11和第二电机12上的转子外侧均设置有弹性摩擦件7，具体的弹性摩擦件7设置为弹性泡棉。制动衬片包括第一制动衬片21和第二制动衬片22，减小第一制动衬片21作用在第一电机11上的作用力，同时，设置有防滑结构的第一制动衬片21与弹性摩擦件7互相抵接后，增大两者之间的摩擦力，进而使第一制动衬片21对其能够很好的进行制动，使第一电机11更加稳固。第二电机12的转动部分的外壁上也设置有弹性摩擦件7，减小第二制动衬片22作用在第二电机12上的作用力，同时，设置有防滑结构的第二制动衬片22与弹性摩擦件7互相抵接后，增大两者之间的摩擦力，进而使第二制动衬片22 对其能够很好的进行制动，使第二电机12更加稳固。进而使整个图像采集装置的效果更佳、噪音小。

第一电机11的转动部与第二电机12连接，具体的，第一电机11的转动部上设置有安装杆111，安装杆111的一端设有与安装杆111垂直的安装板，第二电机12安装在该安装板上；安装杆111的两端向第一电机11的转动部往第一电机11的外侧延伸，安装杆111可随着第一电机11的转动部的转动而转动。第二电机12设置在安装杆111的一端，其中第二电机12沿竖直方向上的投影与第一电机11的投影不重合，第二电机12的转轴与第一电机11的转轴垂直，使得整个图像采集装置的体积较为紧凑；其他的实施例中，根据需要，可以将第二电机12的转轴和第一电机11的转轴按需要调整。

结合图2-1以及图2-2，图像采集装置对应设置有限位杆43，限位杆43用于限制安装杆 111远离第二电机12的一端的运动路径，进而限制整个第一电机11的转动角度，避免第一电机11转动过位。

结合图2-1以及图2-2，支撑底板41上穿设有第一螺杆103，第一螺杆103与支撑底板41螺纹连接；第一螺杆103内穿设有第二螺杆104，且第二螺杆104自轴向穿出第一螺杆103 向安装杆111延伸；第二螺杆104与第一螺杆103螺纹连接，通过旋转第二螺杆104，可以调节第二螺杆104伸出第一螺杆103的长度。安装杆111上与第二螺杆104对应的位置设置有带内螺纹的固定孔1111；从支撑底板41远离第一电机11的一侧上进行旋转第二螺杆104，调节第二螺杆104伸出第一螺杆103的长度，至第二螺杆104与固定孔1111螺纹连接，以使安装杆111与支撑底板41的相对位置固定。在运输产品时，将第二螺杆104与固定孔1111 连接，从而起到了固定安装杆111的作用，避免安装杆111在运输的过程中，由于第一电机 11存在自由度而发生转动，而导致第二电机12处于晃动的状态，影响第一电机11以及第二电机12的精度。

第二电机12的转动部上设置有安装部位，安装部位可以用于安装反光镜101，在其他实施例中，安装部位用于安装质量较小的摄像头10，此时直接控制整个图像采集装置对摄像头 10进行转动。在本实施例中，弹性支撑部件包括：第一弹性支撑机构51以及第二弹性支撑机构52；第一弹性支撑机构51，第一弹性支撑机构51与第一制动衬片21连接，第一弹性支撑机构51可朝向或远离第一电机11发生形变。制动衬片可以为3D打印的塑胶件，也可以设置模具注塑成型，便于批量化生产，利用尼龙材料进行注塑成型。第一弹性支撑机构51设置有螺丝孔，通过螺丝孔安装在支撑底板41上；第一弹性支撑座呈“L”型，第一弹性支撑座与第一制动衬片21连接的部位为薄片设置，使整个第一弹性支撑机构51可朝向或者远离第一电机11发生形变，进而便于第一制动机构31将第一制动衬片21抵接于第一电机11的转动部或者从第一电机11的转动部松开。设置第一弹性支撑机构51支撑第一制动衬片21，使第一制动机构31与第一制动衬片21分体设置，利用第一制动机构31的弹簧312预压的弹力给第一制动衬片21提供一个抵接的作用力。第二弹性支撑机构52与第二制动衬片22连接，第二弹性支撑机构52可朝向或远离第二电机12发生形变。第二弹性支撑机构52呈“L”形状，第二弹性支撑机构52设置于安装杆111上，第二弹性支撑机构52上设置有螺丝孔，与安装杆111可拆卸连接；第二弹性支撑机构52与第二制动衬片22连接的部位为薄片，在受到外力的情况下，第二弹性支撑机构52可朝向或者远离第二电机12发生形变。进而便于第二制动机构32将第二制动衬片22抵接于第二电机12的转动部或者从第二电机12的转动部松开。设置第二弹性支撑机构52支撑第二制动衬片22，使第二制动机构32与第二制动衬片 22分体设置，利用第二制动机构32的弹簧312预压的弹力给第二制动衬片22提供一个抵接的作用力。第二制动衬片22朝向第二制动机构32的一侧设置有阶梯状的结构，与第二制动机构32的外轮廓相适配。

优选的，第一摄像机构包括摄像头10和反光镜101，第一电机11和第二电机12驱动反光镜101瞄准摄像头10的感兴趣目标，摄像头10通过反光镜101采集到目标图像。

在本实施例中，当摄像头10质量较重，则采用反光镜101照在目标文档上，摄像头10 采集在反光镜101上形成的图像，这样一来，驱动较轻的反光镜101就可以实现采集图像，降低了电机的能耗。

优选的，第一电机11的转动轴与第二电机12的转动轴互相垂直。

优选的，制动机构为两个：第一制动机构31和第二制动机构32，第一制动机构31对应第一电机11，第二制动机构32对应第二电机12。

在本实施例中，第一制动衬片21位于第一电机11的转动部分的外侧；第一制动机构31 设置于第一制动衬片21远离第一电机11的一侧，将第一制动衬片21抵接于第一电机11的转动部分的外侧壁；第二制动衬片22位于第二电机12的转动部分的外侧；第二制动机构32 设置于第二制动衬片22远离第二电机12的一侧，将第二制动衬片22抵接于第二电机12的转动部分的外侧壁。

结合图5以及图6，本实施例的流程控制如下：

1)根据摄像头10需要瞄准目标的空间方位，计算第一电机11的旋转角度位置alpha和第二电机12的旋转角度位置beta；

2)控制第一制动机构31通电，向第一电机11控制器发送旋转到alpha角度位置命令，控制第二制动机构32件通电，向第二电机12控制器发送旋转到beta角度位置命令；

3)向第一电机11控制器发送读取当前角度位置命令，读取第一电机11角度位置，读到的角度位置值与目标角度位置alpha差值的绝对值小于预设误差e1，对第一电机11进行制动，控制第一制动机构31断电；向第二电机12控制器发送读取当前角度位置命令，读取第二电机12角度位置，读到的角度位置值与目标角度位置beta差值的绝对值小于预设误差e2，对第二电机12进行制动，控制第二制动机构32断电。

实施例二

本实用新型实施例二与实施例一不同之处在于，本实施例提供一种制动组件，结合图7- 图8，该组件包括：制动夹爪8；利用制动夹爪8替换实施例一中的第一制动衬片21；制动机构，制动机构设置于制动夹爪8的一侧，制动机构可朝向制动夹爪8运动以将制动夹爪8 张开形成制动状态，或者远离制动夹爪8运动以使制动夹爪8收拢。

在本实施例中，设置制动夹爪8，将制动夹爪8用于制动抱紧图像采集装置的电机，以此来消除图像采集装置静止时的抖动频率。将制动夹爪8代替原本制动组件中的制动衬片，且制动夹爪8随着制动机构的运动而张开打开，当需要制动电机时，关闭制动机构将夹爪打开制动电机，不需要制动的时候，启动制动机构运动，使夹爪收拢，进而破坏制动状态；由于制动夹爪8可以张开，使制动夹爪8适配不同尺寸的电机，进而使制动组件适配不同的电机；由于制动夹爪8可以随着制动机构的运动而张开或者收拢，使制动夹爪8始终受到抵持电机的力，可以快速制止电机的转动，消除电机由于惯性的作用发生偏移等导致图像采集装置抖动；解决了现有制动组件制动效果不佳的问题，具有稳定制动、能够适应较多尺寸电机的优点。

优选的，制动夹爪8包括：收拢机构以及互相转动连接的第一制动臂81和第二制动臂 82；收拢机构的两端分别与第一制动臂81和第二制动臂82的一端通过连接机构连接，制动机构作用于收拢机构以使第一制动臂81和第二制动臂82张开形成制动状态。

在本实施例中，第一制动臂81和第二制动臂82的中部通过销轴转动连接，收拢机构将第一制动臂81以及第二制动臂82打开或者收拢，便于制动机构带动第一制动臂81和第二制动臂82张开和打开。

优选的，收拢机构包括依次首尾转动连接的第一连接臂83、第二连接臂84以及第三连接臂85；第一连接臂83与第一制动臂81转动连接，第三连接臂85与第二转动臂连接。

在本实施例中，收拢机构设置为连桥结构，收拢机构与第一制动臂81和第二制动臂82 形成五边形结构，推动第二连接臂84，即可以打开第一制动臂81和第二制动臂82打开，撤销外力，使第一连接臂83和第二连接臂84复位。

优选的，制动夹爪8还包括：复位件9；复位件9设置于第二连接臂84朝向第一制动臂 81的一侧。

在本实施例中，复位件9设置为弹簧，使撤销向第二连接臂84的外力后，第二连接臂 84受弹簧的形变恢复原位，使第一制动臂81和第二制动臂82自动回位，脱离制动电机，起到快速破坏的制动状态。

优选的，第一制动臂81和第二制动臂82互相朝向的一面设置有防滑结构。

在本实施例中，防滑结构均设置为防滑齿；使制动夹爪8作用在电机的转动部上的压强更大，当制动夹爪8与电机接触时，能立即制止电机的转动，进而减少了相应的时间，加快了图像采集装置的稳定速度，进而避免电机在运动的时候受到惯性的作用，发生抖动。

优选的，第一制动臂81和第二制动臂82处于制动状态时形成半圆的弧形结构。

在本实施例中，使第一制动臂81和第二制动臂82与电机更加贴合，制动效果更佳。

具体实施例三

在具体实施例一或者具体实施例二的基础上进行优化，第一电机11和第二电12机均采用无刷电机。

无刷电机有工作寿命长、角度精度高、运转无噪声等优点，采用无刷电机进而降低了整个图像采集系统产品的体积；提高了整个产品的工作寿命；降低了生产成本以及降低了产品的运作噪音；通常现有技术中对电机的选择有自带控制器与霍尔角度传感器的无刷电机和自带齿轮减速箱与霍尔角度传感器的微型伺服电机(舵机)。由于舵机自带齿轮减速箱，具有力矩大、静态抖动小的优势，但齿轮减速箱会带来较大的回程间隙降从而低角度精度，此外齿轮运转有噪声，最为不利的是齿轮有工作寿命有限制。因此，采用工作寿命长、角度精度高、运转无噪声等优点的无刷电机；但是无刷电机的静态抖频率较舵机的高(典型的无刷电机PID 位置闭环控制频率为2KHz)，假设无刷电机的霍尔传感器的精度为14bit，则无刷对应的理论量化噪声为360°/(214)＝0.022°，也就是说其存在一个0.022°的抖动角度；3.5米远的目标抖动距离为tan(0.022°)*3500≈1.34mm，因此60cm*40cm课桌对应图像的理论像素分辨率上限仅为(600mm/1.34mm)X(400mm/1.34mm)≈(448X299)像素,可见其分辨率误差较大；在产品运行时，除了理论量化噪声还有信号噪声、机械误差等其它误差会进一步降低整个系统的分辨率；可见无刷电机应用在图像采集系统时，面临控制无刷电机的抖动问题，抖动问题会降低图像分辨率，影响了采集图像的质量。本实施例采用了无刷电机，其角度精度高，加上本实用新型采用了制动机构，在无刷电机转动一定角度后进行制动无刷电机，进一步减少了无刷电机抖动的频率，进而加快了第一摄像机构的光路稳定速度，消除无刷电机在拍摄时的抖动频率，进而提高了图像采集系统采集文档的精度。此外，无刷电机的运转无噪声进一步降低了产品运行的噪声。另外，无刷电机角度执行迅速，在实际应用时，一个图像采集系统要覆盖12个课桌，平均2秒完成一个课桌的瞄准、拍照以及采集到图像后的处理；因此， 12个课桌仅需24秒就可以完成一次收取试卷、作业的过程。本实施例采用了无刷电机，角速度执行命令快，大大提高了收取试卷、作业的速度。

具体实施例四

在实施例一的基础上进行优化，所述电机的输出端与所述摄像头连接。

在本实施例中，当摄像头质量较轻时，可以将摄像头直接设置在电机的输出端，具体的是设置在第二电机的输出端。电机直接驱动摄像头便于驱动和控制摄像头。其中，第一电机 11的转动轴、第二电机12的转动轴以及摄像头10的光轴互相垂直，且相交于一点，便于控制摄像头10的角度。

具体实施例五

在实施例一的基础上进行优化，如图9以及图10所示，与实施例一的不同之处在于制动衬片上设置的防滑结构为EVA胶层102，使整个制动衬片结构较为简单，不再设置防滑齿，生产工艺简单；另外，电机外侧壁上设置的弹性摩擦件7采用外侧带凸点的防滑胶布；当设置有防滑结构的制动衬片，抵接在电机的外侧壁后，EVA胶层102与带凸点的防滑胶布相接触，两者之间的摩擦力较大，进而增大了制动衬片抵接在电机上的作用力，使制动衬片能够更加稳固地制动电机。制动衬片的防滑结构采用直接粘贴EVA胶层102形式，结构简单，生产工艺简单，防滑效果佳。

具体实施例六

本实用新型另一方面提供一种图像采集系统。如图7所示，图像采集系统包括摄像头以及控制模块，控制模块设置在图像采集装置的一侧，控制整个图像采集系统工作，摄像头设置在图像采集系统的另外一侧，摄像头的光轴与第一电机的转动轴以及第二电机的转动轴均垂直，即摄像头的光轴与第一电机的转动轴以及第二电机的转动轴均垂直交汇在一点，便于控制整个图像采集系统。

控制模块运行在工控机主板上，工控机主板通过USB总线连接控制板并将指令发送给控制板，控制板通过485总线连接第一电机和第二电机，控制模块通过USB总线将命令发送给控制板，控制板将命令转为第一电机和第二电机的485总线协议命令。控制板输出第一电源连接第一制动机构，控制板输出第二电源连接第二制动机构，控制板响应图像采集系统控制模块的指令控制第一电源和第二电源的输出和/或关闭。

具体实施例七

本实用新型另一方面一种智能电子设备，如图12所示，智能电子设备包括：显示装置及以上任一项所述的图像采集装置。显示装置用于显示上述图像采集装置的所采集的文档图像。在常见的室内应用场景，如教室或者会议室，通常将图像采集装置安装在室内上方，拍摄室内场景中的图像或视频，并实时将采集的图像或视频显示在室内的显示装置上显示，这样，如上课时，教师可以实时地将各个学生所做的课堂作业显示出来，进行现场纠错和讲解，学生也能及时地了解自己的课堂作业情况。

在本实施例中，该智能电子设备由于采用了上述图像采集装，故具有以上图像采集装的全部优点。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种图像采集装置，其特征在于，所述图像采集装置包括：

第一摄像机构，用于采集目标图像；

电机，所述电机用于控制所述第一摄像机构的拍摄角度；

制动机构，所述制动机构在所述第一摄像机构位于指定拍摄角度时，控制电机停止转动。

2.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，所述电机包括：定子、转子以及电机支撑部件；所述转子与所述定子连接，所述转子带动所述第一摄像机构移动，所述定子固定在所述电机支撑部件上。

3.根据权利要求2所述的图像采集装置，其特征在于，绕所述转子的外周设有弹性摩擦件。

4.根据权利要求3所述的图像采集装置，其特征在于，所述制动机构包括：安装座、制动衬片、弹性支撑机构以及电磁直线执行器；所述弹性支撑机构一端连接并支撑所述制动衬片，所述弹性支撑机构的另一端固定于所述电机支撑部件；所述电磁直线执行器用于控制所述制动衬片与所述弹性摩擦件接触或不接触；所述电磁直线执行器和所述电机支撑部件均安装在所述安装座上。

5.根据权利要求4所述的图像采集装置，其特征在于，所述电磁直线执行器包括：磁感应滑杆和弹簧；所述磁感应滑杆位于所述制动衬片下方的一端，设有柔性粘结件；所述磁感应滑杆的另一端为带螺纹的杆，所述弹簧用于产生抵接制动衬片的力。

6.根据权利要求5所述的图像采集装置，其特征在于，所述电磁直线执行器还包括：螺帽，所述螺帽用于调节磁感应滑杆的运动行程，所述螺帽与所述安装座上相对位置的挡板可抵接。

7.根据权利要求6所述的图像采集装置，其特征在于，所述挡板面向所述螺帽的表面设有减小螺帽冲击的缓冲件。

8.根据权利要求2至7任一项所述的图像采集装置，其特征在于，所述电机为两个：第一电机和第二电机；所述第二电机的电机支撑件固定在所述第一电机的转子上，所述第二电机和所述第一电机组合构成二自由度双轴云台的驱动机构。

9.根据权利要求8所述的图像采集装置，其特征在于，所述第一摄像机构包括摄像头和反光镜，所述第一电机和第二电机驱动所述反光镜瞄准所述摄像头的感兴趣目标，所述摄像头通过所述反光镜采集到目标图像。

10.根据权利要求8所述的图像采集装置，其特征在于，所述制动机构为两个：第一制动机构和第二制动机构，所述第一制动机构对应所述第一电机，所述第二制动机构对应所述第二电机。

11.一种智能电子设备，其特征在于，所述智能电子设备包括权利要求1至10任一项所述的图像采集装置。

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