CN219828368U - 一种摄像装置及教学系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种摄像装置及教学系统，涉及虚拟教学技术领域，为解决摄像机的位置固定，摄录范围小的问题。该摄像装置包括放置架，放置架上方可滑动地设置有移动块，安装架绕第一轴线可转动地与移动块连接，摄像机设置在安装架上，摄像机绕第二轴线方向可转动地与安装架连接，第二轴线垂直于第一轴线，摄像机包括主机和摄像头，主机和摄像头沿垂直于第二轴向方向设置，摄像头设置在主机的一侧，同时，还设置有第一驱动组件、第二驱动组件和第三驱动组件，分别驱动移动块移动，安装架转动和摄像机转动。还公开了一种包含该摄像装置的教学系统，使得学生可远程通过虚拟现实技术对教师的授课进行观看。本实用新型用于远程教学。

Description

一种摄像装置及教学系统

技术领域

本实用新型涉及虚拟教学领域，尤其涉及一种摄像装置及教学系统。

背景技术

随着当前技术的快速发展，虚拟现实技术(包括AR、VR、MR技术)的应用也越来越广泛，目前广泛应用于游戏领域，在游戏中通过运用虚拟现实技术，玩家可以身临其境地投入游戏之中，增加了人们与游戏的互动，提高了人们的娱乐体验。

随着线上教育比较普及，将虚拟现实技术与线上教育结合可以起到寓教于乐的作用。相关技术中，线上教育需要利用摄像机录制视频，以直播或者录播的形式进行。为了使画面稳定，摄像机的位置固定，摄录范围小。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种摄像装置及教学系统，解决了目前学生线上教育效率较低的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

本实用新型公开了一种摄像装置，包括：放置架，放置架上方可滑动地设置有移动块，安装架绕第一轴线可转动地与移动块连接，且第一轴线沿竖直方向进行延伸，摄像机设置在安装架上，且摄像机绕第二轴线方向可转动地与安装架连接，第二轴线垂直于第一轴线，且摄像机包括主机和摄像头，主机和摄像头沿垂直于第二轴向方向设置，且摄像头设置在主机的一侧，同时，还设置有第一驱动组件、第二驱动组件和第三驱动组件，分别驱动移动块移动，安装架转动和摄像机转动。

本申请公开了一种摄像装置，该摄像装置通过第一驱动组件驱动移动块移动，第二驱动组件驱动安装架绕着第一轴线转动，第三驱动组件驱动摄像机绕第二轴线方向转动，使得摄像机能拍摄装置周围360°的场景，减少设备的移动和转动，增加摄像机的拍摄范围。

进一步地，摄像装置还包括有动作捕捉组件，动作捕捉组件设于放置架上，可使摄像装置跟随动作进行拍摄，动作捕捉组件包括：传感器，传感器设置在运动物体上，可发出信号；信号捕捉器，设置在放置架上，可以捕捉传感器发出的信号位置；处理器，处理器与信号捕捉器连接，对信号捕捉器的信号进行处理；同时，处理器还与摄像机、第一驱动组件、第二驱动组件和第三驱动组件均连接，将信号捕捉器的信号处理后，控制摄像机可以始终跟随运动物体进行拍摄，保证拍摄的质量。

进一步地，第一驱动组件包括：驱动丝杠，驱动丝杠和移动块螺纹配合连接，通过驱动丝杠的转动来使移动块移动；第一支撑板和第二支撑板间隔设置在放置架上，且驱动丝杠设置在第一支撑板和第二支撑板之间，第一电机与驱动丝杠连接，控制驱动丝杠的转动，从而通过第一电机控制移动块的移动。

进一步地，放置架包括：支撑架，支撑架顶部设置有放置板，放置板的顶部为放置面，移动块的下表面与放置面贴合，且可进行相对滑动，确保移动块的移动稳定。

进一步地，放置架包括：支撑架，支撑架顶部设置有放置板，放置板的顶部为放置面，移动块与放置面可使用滑槽滑轨连接，既可以在移动块的下表面设置滑槽，放置面上设置滑轨，也可以在移动块的下表面设置滑轨，放置面上设置滑槽，通过滑轨和滑槽的连接，使移动块的移动更加稳定，且可提高移动块的承载能力，降低驱动丝杠的负载，提升装置的使用寿命。

进一步地，第二驱动组件包括：第二电机，第二电机设置在移动块上，第二电机的输出轴连接有连接杆，连接杆可绕第一轴线转动，连接杆的另一端连接有安装架，从而实现安装架的转动。

进一步地，第二驱动组件包括：第二电机，第二电机设置在移动块上，第二电机的输出轴连接有电动伸缩杆，电动伸缩杆可绕第一轴线转动，并且电动伸缩杆的另一端连接有安装架，在实现安装架转动的同时，还可调整安装架的高度，从而实现不同高度的拍摄，更加拓展本摄像装置的使用范围。

进一步地，第三驱动组件包括：间隔设置在安装架上的第一连接板和第二连接板，在第一连接板和第二连接板之间设置有旋转杆，旋转杆沿第二轴线方向设置，且旋转杆可进行转动，第三电机的输出轴与旋转杆连接，控制旋转杆的转动，而摄像机的主机与旋转杆连接，从而通过第三电机控制摄像机的转动，实现多角度的拍摄。

进一步地，本实用新型还公开了一种教学系统，包括：上述摄像装置，摄像装置与无线收发模块电性连接，无线收发模块将拍摄的教学视频通过路由器传输到电脑主机上，电脑主机连接有显示屏和头显设备，学生既可通过显示屏进行学习，也可以通过头显设备生动的对老师的教学授课视频进行观看，避免上课乏味，有利于提升学生的学习效率。

附图说明

图1为本实用新型所提供的一种摄像装置的结构示意图；

图2为本实用新型所提供的一种摄像装置另一角度的结构示意图；

图3为本实用新型所提供的一种摄像装置的正视图；

图4为移动块与放置板的连接结构示意图之一；

图5为移动块与放置板的连接结构示意图之二；

图6为移动块与放置板的连接结构示意图之三；

图7为第三驱动组件的结构示意图；

图8为本实用新型所提供的一种教学系统的连接示意图。

附图标记：100-放置架；101-支撑架；102-放置板；103-放置面；110-第一驱动组件；111-第一电机；112-驱动丝杠；113-第一支撑板；114-第二支撑板；200-移动块；201-滑轨；202-滑槽；210-第二驱动组件；211-第二电机；212-连接杆；300-安装架；310-第三驱动组件；311-第三电机；312-旋转杆；313-第一连接板；314-第二连接板；320-摄像机；321-主机；322-摄像头；400-动作捕捉组件；401-信号捕捉器；402-处理器；501-摄像装置；502-无线收发模块；503-路由器；504-电脑主机；505-显示屏；506-头显设备。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。

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实用新型和简化描述，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。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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实用新型中的具体含义。

随着当前技术的快速发展，虚拟现实技术(包括AR、VR、MR技术)的应用也越来越广泛，目前广泛应用于游戏领域，增加了人们与游戏的互动，提高了人们的娱乐体验。随着线上教育比较普及，将虚拟现实技术与线上教育结合可以起到寓教于乐的作用。相关技术中，线上教育需要利用摄像机录制视频，以直播或者录播的形式进行。为了使画面稳定，摄像机的位置固定，摄录范围小。

本实用新型提供一种摄像装置以及教学系统，通过虚拟教学技术，将老师的教学视频转换为可以使用头显设备观看的虚拟视频，有利于提升学生的学习效率。

一种摄像装置，如图1所示，包括放置架100，该放置架100用于承载整个装置，在放置架100上可滑动地设置有移动块200，移动块200通过设在放置架100上的第一驱动组件110驱动进行滑动，移动块200上方设置有安装架300，上述安装架300可绕着第一轴线进行转动，第一轴线沿竖直方向延伸，安装架300通过设在移动块200上的第二驱动组件210驱动进行转动，安装架300上还设置有摄像机320，摄像机320可绕着第二轴线进行转动，且第二轴线与第一轴线垂直，摄像机320通过设置在安装架300上的第三驱动组件310进行转动。

本实用新型提供的摄像装置，通过第一驱动组件110、第二驱动组件210和第三驱动组件310，调整摄像机320的摄像角度，使摄像机320的可摄像范围大幅度增加，并且通过移动块200的移动和安装架300旋转，摄像机320可将周围360°的内容进行摄像，进一步提升其摄像范围。

其中，如图1所示，上述放置架100包括支撑架101，支撑架101顶部设置有放置板102，放置板102为板状结构，支撑架101用以支撑放置板102，放置板102的顶部为放置面103，放置面103上方设置有上述移动块200、安装架300、摄像机320、第一驱动组件110、第二驱动组件210和第三驱动组件310，其中，支撑架101将放置板102稳定的放置在地面上，在本实施例中，支撑架101为支撑柱，共设置有四个，确保放置板102放置稳定，或者，支撑架101也可以为其他结构的支撑架101，能将放置板102放置稳定即可。

进一步地，本实用新型提供的摄像装置还包括动作捕捉组件400，如图2所示，动作捕捉组件400设置在放置架100上，包括：传感器(图中未示出)，传感器设置在需要跟随摄像的运动物体上，可根据捕捉的细致程度确定传感器的数量，捕捉越细致，则传感器数量越多；信号捕捉器401，信号捕捉器401固定在放置架100的侧面，用于捕捉上述传感器的位置信号；处理器402，处理器402与信号捕捉器401连接，对信号捕捉器401捕捉的信号进行处理。同时，处理器还与摄像机320、第一驱动组件110、第二驱动组件210和第三驱动组件310均电性连接，在处理信号捕捉器401的信号后，控制第一驱动组件110、第二驱动组件210和第三驱动组件310运行，使摄像机320时刻跟随运动物体进行拍摄，即使运动物体不停的移动，摄像机320也可以时刻跟随进行拍摄，无需限制运动物体的运动范围，或者人工调整三个驱动组件运行，保证摄像的连贯性和摄像质量。

进一步地，信号捕捉器401根据不同类型的系统也不相同，在本实施例中，信号捕捉器401为高分辨率的红外摄像机，可迅速快捷的捕捉传感器的位置信号，并且可捕捉运动物体的动作。

在本申请的一些实施例中，如图3所示，第一驱动组件110包括第一支撑板113和第二支撑板114，第一支撑板113和第二支撑板114间隔设置，且固定在上述放置架100的上方，即固定在放置面103上，在第一支撑板113和第二支撑板114之间设置有驱动丝杠112，驱动丝杠112的一端与第一支撑板113转动连接，另一端与第二支撑板114转动连接，上述移动块200设有螺纹通孔，驱动丝杠112与移动块200通过螺纹通孔配合连接，在驱动丝杠112的一端连接有第一电机111的输出轴，通过第一电机111带动驱动丝杠112转动，进而带动移动块200移动，从而达到移动的目的；第一电机111与处理器402连接，由处理器402进行控制。

进一步地，第一电机111可固定在第一支撑板113的侧面，此时第一电机111的输出轴与驱动丝杠112的一端连接，如图3所示；或者第一电机111也可以固定在第二支撑板114的侧面，此时第一电机111的输出轴与驱动丝杠112的另一端相连。

在本申请的另外一些实施例中，第一电机111还可以固定在放置架100上，此时第一电机111可以和驱动丝杠的任意一端连接，将第一电机111固定在放置架100上可减少第一支撑板113或第二支撑板114的压力，提升装置的使用寿命。

进一步地，由于移动块200在放置面103上进行移动，因此移动块200与放置面103的连接方式如图4所示，移动块200的下表面与放置面103贴合，且移动块200可以相对放置面103滑动，此时移动块200与放置面103并未相互受力，移动块200上方设置的装置重量不宜过重，太重则会影响移动块200在放置面103上的滑动，影响整个摄像装置的使用。

在本申请的一些实施例中，移动块200与放置面103通过滑轨滑槽连接，如图5所示，在移动块200的下表面设置有滑轨201，在放置面103上设置有滑槽202，滑轨201与滑槽202互相配合，移动块200可在放置面103上滑动，此时，移动块200的承载能力提升，借助滑轨201和滑槽202可以提升其承载能力，使移动块200的滑动更加稳定。同时，滑轨201和滑槽202可设置有多个，根据移动块200的宽度进行决定，多个滑轨201和滑槽202可保证移动块200的滑动更加稳定。

在本申请的另一些实施例中，如图6所示，移动块200的下表面设置有滑槽202，放置面103上设置有滑轨201，滑轨201和滑槽202相互配合，使得移动块200可在放置面103上滑动，此时也可提升移动块200的滑动稳定性和承载能力，同样地，滑轨201和滑槽202可设置有多个，确保移动块200地滑动更加稳定。

进一步地，上述第一驱动组件也可以为其他满足移动块200移动的驱动组件。

在本申请的一些实施例中，如图2所示，上述第二驱动组件210包括第二电机211，第二电机211固定在移动块200上，跟随移动块200一起移动，且第二电机211的输出轴上连接有连接杆212，连接杆212沿第一轴线方向设置，即竖直设置，连接杆212的另一端连接有安装架300，通过第二电机211的运行带动连接杆212进行转动，从而带动安装架300进行转动，安装架300上设置的摄像机320也同步进行转动，达到调整摄像机320摄像范围的目的，第二电机211与处理器402连接，由处理器402进行控制。

进一步地，上述连接杆212可以为电动伸缩杆，在控制安装架300进行转动的同时，还可以控制安装架300的高度，以此来适应不同的拍摄高度，进一步提升本摄像装置的使用范围，此时电动伸缩杆也与处理器402连接，由处理器402进行控制。

在本申请的其他实施例中，第二驱动组件210也可以为其他满足安装架300转动的驱动组件。

在本申请的一些实施例中，如图7所示，第三驱动组件310包括第一连接板313和第二连接板314，第一连接板313和第二连接板314间隔设置，并且设置在安装架300的上方，安装架300为一方形板，安装架300的底部与连接杆212连接，在第一连接板313和第二连接板314之间设置有旋转杆312，旋转杆312沿第二轴线方向设置，旋转杆312的一端与第一连接板313转动连接，另一端与第二连接板314转动连接，旋转杆312上设置摄像机320，旋转杆312与第三电机311的输出轴连接，通过第三电机311带动旋转杆312转动，进而调整摄像机320的拍摄角度，以多种不同的角度进行拍摄，从而达到摄像机320调整角度的目的；第三电机311与处理器402连接，由处理器402进行控制。

进一步地，第三电机311可固定在第一安装板313的侧面，此时第三电机311的输出轴与旋转杆312的一端连接，如图7所示；或者第三电机311也可以固定在第二安装板314的侧面，此时第三电机311的输出轴与旋转杆312的另一端连接，进行驱动。

在本申请的另外一些实施例中，第三电机311还可以固定在安装架300上，此时第三电机311可以和旋转杆312的任意一端连接，将第三电机311固定在安装架300上，可减少第一安装板313或第二安装板314的承受压力，提升装置的使用寿命。

进一步地，上述摄像机320包括主机321和摄像头322，主机321固定在旋转杆312上，摄像头322设置在主机321的一侧，通过旋转杆312的转动调整摄像头322的拍摄范围。

需要说明的是，主机321固定连接在旋转杆312上，其在旋转的过程中底端不与安装架300接触，且由于安装架300的限位，并且由于主机321上需要连接电线，因此不能进行360°旋转。

本实用新型公开的一种摄像装置，通过驱动丝杠112与移动块200配合连接，并由第一电机111进行驱动，在移动块200上设置第二电机211，第二电机211连接有连接杆212，连接杆212上连接安装架300，安装架300上通过旋转杆312与摄像机320固定连接，并且由第三电机311进行驱动，同时还设置由动作捕捉组件400对移动物体进行捕捉，通过处理器402处理信号后控制第一电机111、第二电机211和第三电机311进行运行，使摄像机320的拍摄方向时刻跟随运动物体，确保拍摄的角度和拍摄的质量。

本实用新型还公开了一种教学系统，其布局如图8所示，包括上述公开的摄像装置501，摄像装置501与无线收发模块502连接，无线收发模块502通过无线信号与远程的路由器503连接，路由器503与电脑主机504连接，电脑主机504连接有显示屏505和头显设备506。

老师端通过摄像装置501摄像，此时摄像装置501可跟随老师进行摄像，并且随着老师的移动，不断的调整摄像角度，保证其录制的视频清晰，摄像装置501在录制的同时或者录制后将摄像视频经处理器处理后通过无线收发模块502和路由器503传输到学生端的电脑主机504处，学生在需要听课时或者直播时进行听课，即可以通过电脑进行传统式的学习，也可以通过头显设备和虚拟现实技术进行学习，虚拟现实技术可使老师端拍摄的视频转换为虚拟现实视频流，从而通过头显设备进行更加生动的学习，有利于提升学生的学习效率。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种摄像装置，其特征在于，用于教学系统，所述摄像装置包括：

放置架；

移动块，所述移动块可滑动地设于所述放置架上；

安装架，绕第一轴线可转动地与所述移动块连接，所述第一轴线沿竖直方向延伸；

摄像机，绕第二轴线可转动地与所述安装架连接，所述第一轴线垂直于所述第二轴线，且所述摄像机包括主机和摄像头，沿垂直于所述第二轴线的方向，所述摄像头位于所述主机的一侧；

第一驱动组件，设于所述放置架上，且与所述移动块相连，以便驱动所述移动沿水平方向滑动；

第二驱动组件，设于所述移动块上，且与所述安装架相连，以便驱动所述安装架绕所述第一轴线转动；

第三驱动组件，设于所述安装架上，且与所述摄像机相连，以便驱动所述摄像机绕所述第二轴线转动。

2.根据权利要求1所述的一种摄像装置，其特征在于，所述摄像装置还包括有动作捕捉组件，所述动作捕捉组件设于所述放置架上，所述动作捕捉组件包括：

传感器，所述传感器设置在运动物体上；

信号捕捉器，所述信号捕捉器固定于所述放置架上，用于捕捉传感器的位置信号；

处理器，所述处理器与所述信号捕捉器连接；

所述处理器与所述摄像机、所述第一驱动组件、所述第二驱动组件和所述第三驱动组件中的每一个均电性连接。

3.根据权利要求1所述的一种摄像装置，其特征在于，所述第一驱动组件包括：

第一电机；

驱动丝杠，所述移动块设有螺纹通孔，所述驱动丝杠与所述螺纹通孔螺纹配合；

第一支撑板和第二支撑板，所述第一支撑板和所述第二支撑板间隔设置，且固定在所述放置架的上方，所述驱动丝杠的一端与所述第一支撑板转动连接，另一端与所述第二支撑板转动连接；

其中，所述第一电机安装于所述第一支撑板，所述第一电机的输出轴与所述驱动丝杠的一端连接；或者，所述第一电机安装于所述第二支撑板，所述第一电机的输出轴与所述驱动丝杠的另一端连接；或者，所述第一电机安装于所述放置架，所述第一电机的输出轴与所述驱动丝杠的一端或者另一端连接。

4.根据权利要求3所述的一种摄像装置，其特征在于，所述放置架包括：

支撑架；

放置板，所述放置板固定于所述支撑架的顶部，所述放置板的顶部设有放置面；

其中，所述移动块的下表面与所述放置面贴合，且能够相对所述放置面滑动，所述第一支撑板和所述第二支撑板固定于所述放置面。

5.根据权利要求3所述的一种摄像装置，其特征在于，所述放置架包括：

支撑架；

放置板，所述放置板固定于所述支撑架的顶部，所述放置板的顶部设有放置面，所述第一支撑板和所述第二支撑板固定于所述放置面；

其中，所述移动块的下表面设有滑槽，所述放置面设有滑轨，所述滑轨与所述滑轨滑动配合；

或者，所述移动块的下表面设有滑轨，所述放置面设有滑槽，所述滑轨与所述滑轨滑动配合。

6.根据权利要求1所述的一种摄像装置，其特征在于，所述第二驱动组件包括：

第二电机，所述第二电机固定在所述移动块上；及

连接杆，所述连接杆沿第一轴线方向设置，所述连接杆的一端与所述第二电机的输出轴连接，所述连接杆的另一端连接有所述安装架。

7.根据权利要求1所述的一种摄像装置，其特征在于，所述第二驱动组件包括：

第二电机，所述第二电机固定在所述移动块上；及

电动伸缩杆，所述电动伸缩杆沿第一轴线方向设置，所述电动伸缩杆的一端与所述第二电机的输出轴连接，所述电动伸缩杆的另一端连接有所述安装架。

8.根据权利要求1所述的一种摄像装置，其特征在于，所述第三驱动组件包括：

第三电机；

第一连接板和第二连接板，所述第一连接板和第二连接板间隔设置，固定在所述安装架上方；

旋转杆，所述旋转杆的一端与所述第一连接板转动连接，所述旋转杆沿第二轴向方向设置，所述旋转杆的另一端与所述第二连接板转动连接，所述旋转杆与所述主机固定连接；

其中，所述第三电机安装于所述第一连接板，所述第三电机的输出轴与所述旋转杆的一端连接；或者，所述第三电机安装于所述第二连接板，所述第三电机的输出轴与所述旋转杆的另一端连接；或者，所述第三电机安装于所述安装架上，所述第三电机的输出轴与所述旋转杆的一端或者另一端连接。

9.一种教学系统，其特征在于，包括：

摄像装置，所述摄像装置包括如权利要求1-8中任一项所述的摄像装置；

无线收发模块，所述无线收发模块与所述摄像装置电性连接；

路由器，所述路由器与所述无线收发模块通过无线信号连接；

电脑主机，所述电脑主机与所述路由器连接；

显示屏，所述显示屏与所述电脑主机连接；及

头显设备，所述头显设备与所述电脑主机连接。