CN220851509U - 一种图像识别辅助设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种图像识别辅助设备，包括底座、立柱、悬臂、摄像机和伺服电机，在立柱顶部沿横向向外垂直连接有固定轴，在固定轴末端安装有固定带轮，悬臂的根部设置近端轴孔并装配于固定轴外侧，且固定带轮位于悬臂的内腔中；在悬臂的远端设置有远端轴孔并安装有驱动轴，驱动轴位于悬臂内腔的部分固定有驱动带轮，在固定带轮与驱动带轮的外侧环套有环形带；驱动轴从悬臂远端的一侧引出后安装有摄像机，另一侧引出后与伺服电机的转轴传动连接，伺服电机通过电机座与悬臂远端固定在一起。该图像识别辅助设备方案通过自动同步调节摄像机的高度和角度，为图像采集过程带来了效率、稳定性和精度的提升，适用于多种应用领域。

Description

一种图像识别辅助设备

技术领域

本实用新型属于图像采集识别设备技术领域，具体涉及一种图像识别辅助支架设备。

背景技术

在解决图像采集设备角度和高度调节的问题方面，目前市场上已经存在一些类似的产品和技术，这些产品通常被应用于监控、摄影、视觉检测等领域，以保证摄像机或相机的正确投射方向。例如：云台支架是一种常见的解决方案，通过电机驱动实现摄像机的水平和垂直旋转，从而实现角度的调整。一些高级云台支架还可能具备自动跟踪功能，能够根据目标物体的移动进行自动调整。机械臂支架可以实现更灵活的运动，可以将摄像机放置在机械臂的末端，从而实现更广泛的角度调整。这种支架在工业自动化和机器视觉领域常被使用。电动升降支架通过电动升降机构实现摄像机高度的调节。虽然通常不包括角度调节功能，但可以与其他机构结合使用以实现角度调整。追踪云台结合了云台支架和跟踪技术，能够自动追踪运动目标并保持摄像机的投射方向。然而，尽管现有的产品和技术在某些方面能够解决角度和高度调节的问题。

但现有同类产品仍然存在一些共同的问题和不足，例如，复杂性和成本高：一些现有的解决方案可能需要复杂的机械结构和高成本的电子组件，从而导致产品价格较高，不适用于所有预算范围。操作不便：部分产品需要用户手动操作或者依赖复杂的控制系统，这可能导致操作不够便捷，需要专业人员进行设置和调整。稳定性和精度差：一些产品在长时间使用后可能会出现稳定性和精度方面的问题，导致摄像机角度难以保持一致。维护困难：复杂的机械和电子结构可能导致产品维护和维修变得复杂，需要专业人员介入。

综合来看，虽然现有的产品和技术在一定程度上解决了角度和高度调节的问题，但仍然存在一些不足之处，有待于进一步改进。

实用新型内容

针对摄像机高度调节时无法实现角度同步调节的问题，或者因存在结构复杂导致不易实施和维护成本高的问题，本实用新型提供一种图像识别辅助设备，用以自动同步调节摄像机的高度和角度。

本实用新型解决其技术问题的方案是：采用一种图像识别辅助设备，包括底座和立柱，两者垂直固定在一起，还包括悬臂、固定轴、固定带轮、环形带、驱动轴、驱动带轮、摄像机和伺服电机，在立柱的顶部沿横向向外垂直连接有所述固定轴，在固定轴末端安装有固定带轮，所述悬臂的根部设置近端轴孔并通过轴承或轴套装配于固定轴外侧，且固定带轮位于悬臂的内腔中；在所述悬臂的远端设置有远端轴孔并通过轴承或轴套安装有驱动轴，驱动轴位于悬臂内腔的部分固定有驱动带轮，在固定带轮与驱动带轮的外侧环套有环形带；所述驱动轴从悬臂远端的一侧引出后安装有摄像机，另一侧引出后与伺服电机的转轴传动连接，伺服电机通过电机座与悬臂远端固定在一起。

优选地，底座为圆盘状结构，在圆盘的周边缘分布有向外凸出的固定座板，各固定座板上分别设置有固定孔，底座通过在各固定孔内装配相匹配的螺栓，与基座固定在一起。

优选地，所述立柱为固定高度的不可调结构，或者为可伸缩调节结构。

优选地，可伸缩调节结构包括相互套装的固定管柱和活动管柱，固定管柱垂直固定于底座的中心，活动管柱匹配套装于固定管柱内，两者能够伸缩调节，在固定管柱和活动管柱之间设置可控伸缩机构或者设置锁定机构。

优选地，所述的可控伸缩机构是在固定管柱和活动管柱之间安装有电推杆，电推杆的下端固定于固定管柱的底部中心，电推杆的伸缩端的顶部固定于活动管柱的内腔顶部，从而当控制电推杆升降运动时，可以驱动活动管柱在固定管柱内伸缩移动。

优选地，所述的锁定机构是在固定管柱的上端口位置，沿径向贯穿固定有螺套并安装有锁丝，旋拧锁丝后能够将伸缩状态的固定管柱和活动管柱固定在一起，对立柱高度调节和锁定。

优选地，摄像机与驱动轴的关系为固定关系，两者不能调节；或者，摄像机与驱动轴的关系采用调节后锁定的关系。

优选地，在摄像机与驱动轴之间设置有锁紧套，在驱动轴相对于摄像机转动一个角度后再锁紧。

本实用新型的有益效果：该图像识别辅助设备方案通过自动同步调节摄像机的高度和角度，为图像采集过程带来了效率、稳定性和精度的提升，适用于多种应用领域。

1. 自动同步调节：这个方案通过伺服电机的控制，实现了摄像机的高度和角度自动同步调节。这意味着在图像采集过程中，无需手动调整摄像机的角度，从而大大简化了操作流程，提高了工作效率。

2. 稳定的投射方向：通过驱动带轮、环形带和固定带轮的传动机制，摄像机始终保持与悬臂的角度同步，从而保持了稳定的投射方向。这对于图像识别和分析非常重要，确保采集到的图像始终具有一致的方向信息。

3. 高度和角度一致性：该支架方案不仅可以实现摄像机高度的调节，还能保持摄像机角度的一致性。这对于一些需要同时考虑高度和角度的应用场景非常有用，比如监控、视觉检测等。

4. 操作简便：由于支架能够自动同步调节，操作人员无需手动调整摄像机的角度和高度。这降低了操作的技术门槛，使得更多的人能够进行图像采集，减少了人为操作引入的误差。

5. 提升精度和稳定性：使用伺服电机和传动机制可以实现微小的角度调整，从而提升了角度调节的精度。同时，传动机制的稳定性使得调整后的角度能够持续保持，不会因外界因素而产生变化。

6. 适应性强：该方案可以适用于不同的图像采集设备和应用场景，因为它通过传动机制实现角度调整，而不依赖于特定的设备结构。这使得支架具有一定的通用性和适应性。

7. 节省人力成本：自动同步调节减少了操作人员进行手动调整的需求，从而节省了人力成本，特别是在需要频繁调整摄像机角度的场景下。

附图说明

图1是本实用新型实施例的立体结构示意图；

图2是图1中支架的内部结构示意图；

图3是本实用新型中摄像机高度调节的不同状态示意图；

图4是图1的后视图；

图5是该辅助设备转动原理示意图。

图中标号：1-底座；2-固定管柱；3-活动管柱；4-电推杆；5-固定轴；6-固定带轮；7-环形带；8-悬臂；9-驱动轴；10-驱动带轮；11-摄像机；12-电机座；13-伺服电机；14-锁紧套；15-数据接口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1：一种图像识别辅助设备，主要针对图像采集设备中摄像机高度调节时无法实现角度同步调节的问题而改进，该辅助支架结构简单，外形紧凑合理，可实现摄像机高度和角度自动同步调节。该辅助支架主要包括底座1、立柱、悬臂8、固定轴5、固定带轮6、环形带7、驱动轴9、驱动带轮10、摄像机11和伺服电机13等。

具体地，如图1所示，底座为圆盘状结构，在圆盘的周边缘分布有向外凸出的固定座板，各固定座板上分别设置有固定孔。底座通过在各固定孔内装配相匹配的螺栓，与基座（例如底面或者某设备台面）固定在一起。

所述立柱为固定高度的不可调结构，或者为可伸缩调节结构。可伸缩调节结构例如采用如图1和图2所示的结构形式，其包括相互套装的固定管柱2和活动管柱3，固定管柱2垂直固定于底座1的中心，活动管柱3匹配套装于固定管柱2内，两者能够伸缩调节。在固定管柱2和活动管柱3之间设置可控伸缩机构，或者设置锁定机构，实施时选择两种方式之一。

其中的可控伸缩机构优选在两者之间安装有电推杆4，如图2中所示，电推杆4的下端固定于固定管柱2的底部中心，电推杆4的伸缩端的顶部固定于活动管柱3的内腔顶部，从而当控制电推杆4升降运动时，可以驱动活动管柱3在固定管柱2内伸缩移动。电推杆4的控制方式，可以人工控制或者通过控制器控制等。

其中的锁定机构，是在固定管柱2和活动管柱3的套接部位，即在固定管柱2的上端口位置，沿径向贯穿固定有螺套并安装有锁丝，旋拧锁丝后能够将伸缩状态的固定管柱2和活动管柱3固定在一起，从而达到对立柱高度调节和锁定的目的。

如图2所示，在活动管柱3的顶部沿横向向外固定有固定轴5，在固定轴末端安装有固定带轮6，所述悬臂8的根部设置近端轴孔，且近端轴孔通过轴承或轴套装配于固定轴外侧。其中，固定带轮6位于悬臂8的内腔中。

在所述悬臂8的远端设置有远端轴孔，远端轴孔通过轴承或轴套安装有驱动轴9，驱动轴位于悬臂内腔的部分固定有驱动带轮10。在固定带轮6与驱动带轮10的外侧环套有环形带7。

所述驱动轴从悬臂远端的一侧引出后安装有摄像机11，另一侧引出后与伺服电机13的转轴传动连接，伺服电机13通过电机座12与悬臂远端固定在一起，该伺服电机为带自锁的伺服电机。

从而，在伺服电机13转动时，通过驱动带轮10转动，使得环形带7能够围绕固定带轮6转动，进而使得悬臂能够向上或向下摆动。同时，在悬臂沿固定轴正向转动时（顺时针或逆时针），摄像机相对于悬臂也发生反向转动（逆时针或顺时针），使得摄像机11能够保持或尽量保持原始的投射方向。从而，上述辅助支架能够实现摄像机的高度调节但投射角度不变（固定带轮与驱动带轮直径一致时）或尽量不变（固定带轮与驱动带轮直径不一致但差别不大时）。

如图5所示，该方案实现转动的基本原理，实质上，当固定带轮与驱动带轮直径相等时，悬臂能够旋转，但摄像机没有实质性转动而仅是升降。悬臂在进行角度变化时：轴A相对于轴B实质上没有转动，仅带位置变化。以悬臂作为参照物，轴A和轴B相对于悬臂都是转动的。

基于上述方案，摄像机与驱动轴的关系为固定关系，两者不能调节，即摄像机的初始角度不能被调节。但摄像机与驱动轴的关系也可以采用调节后锁定的关系（调试初始角）。例如，在上述机构基础上，还可以进一步在摄像机与驱动轴之间增设一种调节结构，优选在摄像机的一侧设置有锁紧套14，用于对驱动轴的锁紧，以及在驱动轴相对于摄像机转动一个角度后再锁紧。锁紧套优选采用具有阻尼功能的环套，例如在锁紧套内套装有橡胶套，驱动轴套装于橡胶套内具有阻尼性；或者在锁紧套侧面沿径向安装有锁钉，锁钉向内旋拧后能够将驱动轴与锁紧套固定，或者在解锁状态下调节角度后再锁钉。从而，可以改变摄像机相对于驱动轴的初始角度，以确保摄像机始终维持初始角度升降调节。

以下是该图像识别辅助设备方案在使用时有如下部分或全部的操作过程。

安装底座和固定座板：将底座放置在所需的基座上，然后通过螺栓将固定座板固定在底座上。这些固定座板具有向外凸出的结构，并在其上设置了固定孔。

设置立柱：安装固定管柱2，该管柱位于底座中心且垂直固定。如果是可伸缩调节结构，安装活动管柱3，其与固定管柱2套装并能够伸缩调节。中间设置可控伸缩机构或锁定机构，用于控制伸缩状态或固定立柱高度。

安装悬臂和驱动轴：在活动管柱3的顶部固定一个固定轴5，然后在其上安装一个固定带轮6。在悬臂8的根部设置一个近端轴孔，将其与固定轴外侧通过轴承或轴套连接。悬臂8的远端设置远端轴孔，通过轴承或轴套安装驱动轴9。在驱动轴9的一部分上固定驱动带轮10。

安装环形带：将环形带7套在固定带轮6和驱动带轮10的外侧，形成一个连接。

连接摄像机和伺服电机：通过驱动轴9将摄像机11连接到支架上，同时将伺服电机13的转轴与驱动轴9相连接。伺服电机13通过电机座12与悬臂的远端固定在一起。

调整角度和高度：当伺服电机13转动时，通过驱动带轮10和环形带7的传动，悬臂8会向上或向下摆动。同时，当悬臂沿固定轴正向旋转时，摄像机11会相对于悬臂发生反向旋转，从而保持摄像机的投射方向。

调整摄像机初始角度（如果适用）：如果需要调整摄像机的初始角度，可以通过调节锁紧套14（如果存在）来实现。锁紧套可以具有阻尼功能，或者通过锁钉进行固定和解锁，以改变摄像机相对于驱动轴的初始角度。

从而，上述图像识别辅助设备方案通过伺服电机的控制，利用驱动带轮、环形带、固定带轮等传动组件，实现了摄像机高度和角度的自动同步调节，以便在图像采集过程中保持一致的投射方向。根据需要，可以通过锁紧套或其他调节机制进一步调整摄像机的初始角度。

本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种图像识别辅助设备，包括底座（1）和立柱，两者垂直固定在一起，其特征在于，还包括悬臂（8）、固定轴（5）、固定带轮（6）、环形带（7）、驱动轴（9）、驱动带轮（10）、摄像机（11）和伺服电机（13），在立柱的顶部沿横向向外垂直连接有所述固定轴（5），在固定轴末端安装有固定带轮（6），所述悬臂（8）的根部设置近端轴孔并通过轴承或轴套装配于固定轴外侧，且固定带轮（6）位于悬臂（8）的内腔中；在所述悬臂（8）的远端设置有远端轴孔并通过轴承或轴套安装有驱动轴（9），驱动轴位于悬臂内腔的部分固定有驱动带轮（10），在固定带轮（6）与驱动带轮（10）的外侧环套有环形带（7）；所述驱动轴（9）从悬臂远端的一侧引出后安装有摄像机（11），另一侧引出后与伺服电机（13）的转轴传动连接，伺服电机（13）通过电机座（12）与悬臂远端固定在一起。

2.根据权利要求1所述的图像识别辅助设备，其特征在于，底座为圆盘状结构，在圆盘的周边缘分布有向外凸出的固定座板，各固定座板上分别设置有固定孔，底座通过在各固定孔内装配相匹配的螺栓，与基座固定在一起。

3.根据权利要求1所述的图像识别辅助设备，其特征在于，所述立柱为固定高度的不可调结构，或者为可伸缩调节结构。

4.根据权利要求3所述的图像识别辅助设备，其特征在于，可伸缩调节结构包括相互套装的固定管柱（2）和活动管柱（3），固定管柱（2）垂直固定于底座（1）的中心，活动管柱（3）匹配套装于固定管柱（2）内，两者能够伸缩调节，在固定管柱（2）和活动管柱（3）之间设置可控伸缩机构或者设置锁定机构。

5.根据权利要求4所述的图像识别辅助设备，其特征在于，所述的可控伸缩机构是在固定管柱（2）和活动管柱（3）之间安装有电推杆（4），电推杆（4）的下端固定于固定管柱（2）的底部中心，电推杆（4）的伸缩端的顶部固定于活动管柱（3）的内腔顶部，从而当控制电推杆（4）升降运动时，可以驱动活动管柱（3）在固定管柱（2）内伸缩移动。

6.根据权利要求4所述的图像识别辅助设备，其特征在于，所述的锁定机构是在固定管柱（2）的上端口位置，沿径向贯穿固定有螺套并安装有锁丝，旋拧锁丝后能够将伸缩状态的固定管柱（2）和活动管柱（3）固定在一起，对立柱高度调节和锁定。

7.根据权利要求1所述的图像识别辅助设备，其特征在于，摄像机与驱动轴的关系为固定关系，两者不能调节；或者，摄像机与驱动轴的关系采用调节后锁定的关系。

8.根据权利要求7所述的图像识别辅助设备，其特征在于，在摄像机与驱动轴之间设置有锁紧套（14），在驱动轴相对于摄像机转动一个角度后再锁紧。