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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft ein teilemontiertes Element für verschiedene Vorrichtungen
wie z. B. eine Überwachungskamera,
eine mechanische Vorrichtung und eine elektronische Vorrichtung.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Montieren von Teilen
verschiedener Vorrichtungen wie z. B. einer Überwachungskamera, einer mechanischen
Vorrichtung und einer elektronischen Vorrichtung.
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Beschreibung
des verwandten Standes der Technik
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Im
Allgemeinen verwenden Geschäfte
und Banken Überwachungskameras.
Eine fixe Überwachungskamera
erfasst einen begrenzten und festen Bereich. Es gibt einen Schwenkmechanismus
zum Drehen einer Überwachungskamera
um eine vertikale Achse herum. Darüber hinaus gibt es einen Kippmechanismus
zum Drehen einer Überwachungskamera
um eine horizontale Achse herum. Es ist bekannt, eine Überwachungskamera
sowohl mit einem Schwenkmechanismus als auch einem Kippmechanismus
zu versehen, um dadurch den erfassten Bereich zu erweitern.
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In
einer bekannten kompakten Überwachungskamera
sind ein Kamerateil, ein Schwenkmechanismus und ein Kippmechanismus
in einem engen Raum getrennt von einer Stromversorgung zusammengefasst.
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Die
japanische Patentanmeldung Toku-Hyo-Hei 9-502331 offenbart eine
kompakte Überwachungskamera
nach dem Stand der Technik. Ein Ver fahren zum Herstellen der kompakten Überwachungskamera
nach dem Stand der Technik weist viele Schritte auf. Der Zusammenbau
der kompakten Überwachungskamera
nach dem Stand der Technik dauert relativ lange.
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Die
europäische
Patentanmeldung EP-A-807 878 offenbart eine Halterung mit Haltern für einen
tragbaren Computer bzw. eine geeignete Tastatur. Das Befestigen
des Computers und der Tastatur erfolgt von Hand durch den Benutzer
und es wird kein/e spezielle Richtung oder bestimmtes Verfahren
offen gelegt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Es
ist ein erstes Ziel der Erfindung, ein Element bereitzustellen,
an dem Teile einfach befestigt werden.
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Es
ist ein zweites Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum einfachen
Befestigen von Teilen bereitzustellen.
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Ein
erster Aspekt der Erfindung sieht eine Überwachungskamera wie in Anspruch
1 definiert vor.
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Ein
zweiter Aspekt der Erfindung sieht ein Verfahren vor, bei dem der
Befestigungsschritt ein Befestigen der Teile an den Flächen der
Abschnitte in einer gleichen Richtung umfasst, wie in Anspruch 3 definiert.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Darstellung einer Überwachungskamera nach dem
Stand der Technik.
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2 ist
eine Schnittdarstellung einer Überwachungskamera
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung.
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3 ist
eine Darstellung eines Hauptrahmens in 2, an dem
Teile befestigt wurden.
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4 ist
eine Darstellung eines Hauptrahmens in 2, an dem
Teile gerade befestigt werden.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Eine Überwachungskamera
nach dem Stand der Technik wird hierin nachfolgend für ein besseres Verständnis dieser
Erfindung erklärt.
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1 zeigt
eine Überwachungskamera
nach dem Stand der Technik, die in der japanischen Patentanmeldung
Toku-Hyo-Hei 9-502331 offen gelegt ist. Die Überwachungskamera nach dem
Stand der Technik umfasst einen Schwenkmechanismus und einen Kippmechanismus.
Bezug nehmend auf 1 umfasst der Schwenkmechanismus
eine Schwenkmotor-Grundplatte 101,
die an einem in einer Decke angeordneten Kameragehäuse fixiert
ist. Ein Schleifring 102 ist zwischen dem Gehäuse und
der Schwenkmotor-Grundplatte 101 vorgesehen. Der Schleifring 102 ermöglicht eine
elektrische Verbindung zu einem Kamerateil, dem Kippmechanismus und
einer in dem Gehäuse
angeordneten elektronischen Platine. Ein Schwenkmotor 103 ist
an der Grundplatte 101 vorgesehen. Der Schwenkmotor 103 weist
eine drehbare Welle auf, an der eine Riemenscheibe 104 fixiert
ist. Ein Zahnriemen 105 ist zwischen der Riemenscheibe 104 und
einer Riemenscheibe 106, die an einer drehbaren Welle des Schleifrings 102 angebracht
ist, vorgesehen.
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Der
Kippmechanismus umfasst eine umgedrehte L-förmige Kippmotor-Grundplatte 107,
die einen an der Riemenscheibe 106 fixierten horizontalen Abschnitt
aufweist. Die Kippmotor-Grundplatte 107 weist auch einen
vertikalen Abschnitt auf, an dem ein Kippmotor 108 vorgesehen
ist. Der Kippmotor 108 weist eine drehbare Welle auf, an
der eine Riemenscheibe 109 angebracht ist. Ein Zahnriemen 110 ist zwischen
der Riemenscheibe 109 und einer an der Kippmotor-Grundplatte 107 getragenen
Riemenscheibe 111 vorgesehen. Eine Kamera 112 ist
an einer drehbaren Welle der Riemenscheibe 111 angebracht.
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In
der Überwachungskamera
nach dem Stand der Technik von 1 sind der
Schwenkmechanismus und der Kippmechanismus mit einer transparenten
oder einer halbtransparenten Kuppel abgedeckt.
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Wenn
die Welle des Schwenkmotors 103 sich dreht, dreht sich
die Riemenscheibe 104 und der Zahnriemen 105 bewegt
sich, so dass die Riemenscheibe 106 sich dreht. Da die
Kippmotor-Grundplatte 107 an der Riemenscheibe 106 fixiert
ist, dreht sich die Kippmotor-Grundplatte 107 in Übereinstimmung mit
der Drehung der Riemenscheibe 106. Die Drehung der Kippmotor-Grundplatte 107 bewirkt
eine Drehung der Kamera 112 um eine vertikale Achse herum.
Auf diese Weise wird die Kamera 112 geschwenkt.
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Wenn
die Welle des Kippmotors 108 sich dreht, dreht sich die
Riemenscheibe 109 und der Zahnriemen 110 bewegt
sich, so dass die Riemenscheibe 111 sich dreht. Da die
Kamera 112 an der Riemenscheibe 111 fixiert ist,
dreht sich die Kamera 112 um eine horizontale Achse herum
in Übereinstimmung
mit der Drehung der Riemenscheibe 111. Auf diese Weise
wird die Kamera 112 gekippt.
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Ein
von der Kamera 112 aufgenommenes Bild wird in ein digitales
Signal umgewandelt. Das digitale Signal wird durch den Schleifring 102 an
eine externe Anzeige übertragen.
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In
der Überwachungskamera
nach dem Stand der Technik von 1 ist die
Kippmotor-Grundplatte 107 zu einer umgekehrten L-Form gebildet,
um es der Kamera 112 zu ermöglichen, zu kippen und zu schwenken.
Der Kippmotor 108 und weitere Teile sind mit der Kippmotor-Grundplatte 107 verbunden.
Das Anbringen von Teilen an dem horizontalen Abschnitt der Kippmotor-Grundplatte 107 und
das Anbringen von Teilen an ihrem vertikalen Abschnitt erfolgt jeweils
in verschiedenen Richtungen. Somit dauert der Zusammenbau der Überwachungskamera
nach dem Stand der Technik von 1 relativ
lange und ein automatisches Anbringen der Teile an der Kippmotor-Grundplatte 107 ist
in der Regel schwierig.
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Ausführungsform der Erfindung
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2 zeigt
eine Überwachungskamera
gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung. Bezug nehmend auf 2 umfasst
die Überwachungskamera
einen Netzteilabschnitt 1 mit einer zylindrischen Außenschale,
die aus einem Harz besteht und an einer Decke angebracht ist. Ein
Zylinderabschnitt 2 kann an dem Netzteilabschnitt 1 angebracht
werden und ist mit diesem koaxial verbunden. Der Zylinderabschnitt 2 weist
zylindrische Außenwände aus
einem Harz auf. Eine halbkugelförmige
Kuppelabdeckung 3 aus einem transparenten Harz ist koaxial
an dem Zylinderabschnitt 2 angebracht. Der Netzteilabschnitt 1,
der Zylinderabschnitt 2 und die Kuppelabdeckung 3 bilden
ein Kameragehäuse
oder eine Kamerahülle.
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Eine
Netzteil-Platine 4 ist innerhalb des Netzteilabschnitts 1 angeordnet.
Die Platine 4 unterstützt eine
Netzteilschaltung, die mit einer herkömmli chen Stromversorgung verbunden
ist. Ein Koaxialkabel zum Übertragen
eines Videosignals und eines Steuersignals ist mit der Netzteil-Platine 4 verbunden. Das
Koaxialkabel führt
zu einer externen Anzeige.
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Ein
Schwenkmechanismus P, ein Kippmechanismus T und ein Kamerateil C
sind in dem Zylinderabschnitt 2 und der Kuppelabdeckung 3 angeordnet.
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Der
Schwenkmechanismus P umfasst einen Schleifring 6 und ein
Rädergetriebe 9.
Der Schleifring ist mit einer Grundplatt 5 des Zylinderabschnitts 2 verbunden.
Der Schleifring 6 ist mit einer Schwenkwelle 7 versehen.
Die Schwenkwelle 7 erstreckt sich vertikal oder axial in
Bezug auf den Zylinderabschnitt 2. Das Rädergetriebe 9 ist
zwischen der Schwenkwelle 7 und einer drehbaren Welle 8a eines Schwenkmotors 8 verbunden.
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Das
Rädergetriebe 9 umfasst
ein erstes und ein zweites Zwischenrad, eine Schnecke und ein Schneckenrad.
Das erste Zwischenrad ist an der Welle 8a des Schwenkmotors 8 fixiert.
Das zweite Zwischenrad ist an einer drehbaren Zwischenwelle fixiert,
die sich rechtwinklig zu der Welle 8a des Schwenkmotors 8 erstreckt.
Das zweite Zwischenrad ist mit dem ersten Zwischenrad verbunden.
Die Schnecke ist an der Zwischenwelle fixiert. Das Schneckenrad,
das mit der Schnecke in Eingriff steht, ist an der Schwenkwelle 7 befestigt.
Die Schwenkwelle 7 erstreckt sich rechtwinklig zu der Zwischenwelle.
Die Schwenkwelle 7 steht parallel zu der Welle 8a des
Schwenkmotors 8.
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Eine
Servoplatine 10 ist drehbar an der Schwenkwelle 7 befestigt.
Ein umgedrehter L-förmiger
Hauptrahmen 12 weist einen horizontalen Abschnitt auf,
der durch eine Drehplatte 11 drehbar an der Schwenkwelle 7 befestigt
ist. Der Hauptrahmen 12 kann sich um die Schwenkwelle 7 her um
drehen. Die Servoplatine 10 kann durch die Drehplatte 11 gestützt werden.
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Der
Hauptrahmen 12 weist einen vertikalen Abschnitt auf, an
dem eine Motoransteuerungsplatine 13 fixiert ist. Darüber hinaus
ist ein Kippmotor 14 an dem vertikalen Abschnitt des Hauptrahmens 12 vorgesehen.
Eine Kippwelle 15 ist durch den vertikalen Abschnitt des
Hauptrahmens 12 an einer Position entfernt von einer drehbaren
Welle 14a des Kippmotors 14 drehbar gelagert.
Die Kippwelle 15 erstreckt sich horizontal oder radial
in Bezug auf den Zylinderabschnitt 2. Ein Rädergetriebe 16 ist
zwischen der Kippwelle 15 und der Welle 14a des
Kippmotors 14 vorgesehen.
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Das
Rädergetriebe 16 umfasst
ein erstes und ein zweites Zwischenrad, eine Schnecke und ein Schneckenrad.
Das erste Zwischenrad ist an der Welle 14a des Kippmotors 14 fixiert.
Das zweite Zwischenrad ist an einer drehbaren Zwischenwelle fixiert,
die sich rechtwinklig zu der Welle 14a des Kippmotors 14 erstreckt.
Das zweite Zwischenrad ist mit dem ersten Zwischenrad verbunden.
Die Schnecke ist an der Zwischenwelle fixiert. Das Schneckenrad, das
mit der Schnecke in Eingriff steht, ist an der Kippwelle 15 fixiert.
Das Schneckenrad weist eine Sektorform auf. Die Kippwelle 15 erstreckt
sich rechtwinklig zu der Zwischenwelle. Die Kippwelle 15 steht
parallel zu der Welle 14a des Kippmotors 14.
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Die
Kippwelle 15 ist an einer Linsenansteuerungsplatine 17 angebracht.
Eine Imager-Einheit 18 und eine Linseneinheit 19,
die den Kamerateil C bilden, werden durch die Linsenansteuerungsplatine 7 unterstützt. Die
Imager-Einheit 18 umfasst ein CCD-Array. Die Linseneinheit 19 umfasst
eine Vielzahl von Linsen. Darüber
hinaus sind eine Digitalplatine 20 und eine CCD-Ansteuerungsplatine 21 an
der Linsenansteuerungsplatine 17 fixiert. Stützelemente 11a erstrecken
sich axial aus vier Bereichen des äu ßeren Randes der Drehplatte 11.
Eine innere Kuppel 22, die kleiner als die Kuppelabdeckung 3 ist
und sich von dieser einwärts
erstreckt, ist an den Stützelementen 11a angebracht.
Die innere Kuppel 22 besteht aus einem halbtransparenten
oder undurchsichtigen Harz. Die innere Kuppel 22 weist
eine längliche Öffnung 22a auf,
um eine Drehung der Linseneinheit 19 um eine horizontale
Achse herum zu erlauben.
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Die
Netzteil-Platine 4 und die Servoplatine 10 sind über den
Schleifring 6 elektrisch verbunden. Die Servoplatine 10,
die Motoransteuerungsplatine 13 und die CCD-Ansteuerungsplatine 21 sind über flexible
Kabel verbunden. Die CCD-Ansteuerungsplatine 21, die Digitalplatine 20 und
die Linsenansteuerungsplatine 17 sind über flexible Kabel verbunden.
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Ein
Speicher und eine CPU sind an der Digitalplatine 20 vorgesehen.
Der Speicher wird zuvor mit einem Steuerprogramm für die CPU
geladen. Die CPU arbeitet in Übereinstimmung
mit dem Steuerprogramm. Der Betrieb der Überwachungskamera von 2 wird
durch die CPU auf Grundlage des Steuerprogramms gesteuert.
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Es
folgt eine Beschreibung des Betriebs der Überwachungskamera von 2.
Wenn die Welle 8a des Schwenkmotors 8 sich dreht,
arbeitet das Rädergetriebe 9 in
dem Schwenkmechanismus P und der Hauptrahmen 12 dreht sich
um die Schwenkwelle 7 herum. Der Kamerateil C dreht sich
in Übereinstimmung
mit der Drehung des Hauptrahmens 12. Der Kamerateil C kann
sich kontinuierlich um eine vertikale Achse herum durch einen Winkelbereich
von 360 Grad drehen.
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Wenn
die Welle 14a des Kippmotors 14 sich dreht, arbeitet
das Rädergetriebe 16 in
dem Kippmechanismus T und die Kippwelle 15 dreht sich.
Die Linsenansteuerungsplatine 17 und der Kamerateil C drehen
sich in Über einstimmung
mit der Drehung der Kippwelle 15. Der Kamerateil C kann
sich um eine horizontale Achse herum zwischen einer horizontal gewandten
Position und einer abwärts
gewandten Position durch einen Winkelbereich von 90 Grad drehen.
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In
dem Fall, wo es notwendig ist, dass der Kamerateil C sich um eine
horizontale Achse herum durch einen Winkel von 180 Grad dreht, wird
der Kamerateil C durch den Kippmechanismus T aus der horizontal
gewandten Position in die abwärts
gewandte Position bewegt und wird dann durch den Schwenkmechanismus
P um einen Winkel von 180 Grad gedreht. In der Folge wird der Kamerateil
C durch den Kippmechanismus T aus der abwärts gewandten Position in die
horizontal gewandte Position bewegt.
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Jedes
Mal, wenn eine Kippbewegung oder eine Schwenkbewegung des Kamerateils
C ausgeführt
wird, aktiviert eine an der Platine 17 vorgesehene Linsenansteuerungsschaltung
eine Autofokus-Funktion und eine Zoom-Funktion, durch die der Kamerateil
C einem Fokussierungsprozess und einem Zoomprozess unterzogen wird.
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Ein
Szenenbild wird über
die Linseneinheit 19 auf der Imager-Einheit 18 gebildet.
Die Imager-Einheit 18 wird durch eine an der Platine 21 vorgesehene
CCD-Ansteuerungsschaltung gesteuert. Das Szenenbild wird durch die
Imager-Einheit 18 in ein analoges elektrisches Videosignal
umgewandelt. Das analoge elektrische Videosignal wird durch eine an
der Platine 20 vorgesehene Analog-zu-Digital-Umwandlungsschaltung
in ein digitales Videosignal umgewandelt. Das digitale Videosignal
wird über die
Servoplatine 10 und den Schleifring 6 an die Netzteilplatine 4 übertragen.
Eine an der Platine 4 vorgesehene Schaltung legt das digitale
Videosignal und ein Steuersignal übereinander. Das aus dem Übereinanderlegen
resultierende Signal wird von der Netzteil-Platine 4 über das
Koaxialkabel an die externe Anzeige übertragen.
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Die
externe Anzeige ist mit einer Fernsteuerung (einer Fernbedienung)
kombiniert. Ein Steuersignal kann von der Fernsteuerung über das
Koaxialkabel an die Netzteil-Platine 4 übertragen werden. Der Schwenkwinkel
und der Kippwinkel des Kamerateils C können in Übereinstimmung mit einer Betätigung der
Fernsteuerung beliebig eingestellt werden. Die Zoom-Vergrößerung in
der Linseneinheit 19 kann in Übereinstimmung mit einer Betätigung der
Fernsteuerung beliebig gewählt
werden.
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Wie
in 3 gezeigt, weist der Hauptrahmen 12 einen
horizontalen Abschnitt 12a und einen vertikalen Abschnitt 12b auf,
die miteinander durch ein Scharnier 23 drehbar verbunden
sind. Das Scharnier 23 umfasst einen an einem unteren Ende
des vertikalen Abschnitts 12a fixierten Winkel 12c und
einen an dem horizontalen Abschnitt 12a fixierten Stift 12d. Der
Winkel 12c ist mit dem Stift 12d drehbar verbunden.
Während
des Zusammenbaus der Überwachungskamera
von 2 werden, nachdem Teile an dem Hauptrahmen 12 befestigt
wurden, sein horizontaler Abschnitt 12a und sein vertikaler
Abschnitt 12b in eine vorbestimmte rechtwinklige, positionelle
Beziehung gesetzt. Im Speziellen wird der Winkel 12c durch
eine Schraube 24 an dem horizontalen Abschnitt 12a fixiert,
während
der horizontale Abschnitt 12a und der vertikale Abschnitt 12b rechtwinklig
zueinander gehalten werden.
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Während der
Montage der Überwachungskamera
von 2 werden der Schwenkmotor 8 und der Kippmotor 14 wie
folgt mit dem Hauptrahmen 12 verbunden. Zuerst, wie in 4 gezeigt,
werden der horizontale Abschnitt 12a und der vertikale
Abschnitt 12b des Hauptrahmens 12 in einer im
Wesentlichen gemeinsamen Ebene angeordnet, bevor der Winkel 12c durch
die Schraube 24 an dem horizontalen Abschnitt 12a fixiert
wird. Während
der horizontale Abschnitt 12a und der vertikale Abschnitt 12b in
der im Wesentlichen gemeinsamen Ebene gehalten werden, werden der
Schwenkmotor 8 und der Kippmotor 14 in der gleichen
Richtung mit dem Hauptrahmen 12 verbunden. Vorzugsweise
werden der Schwenkmotor 8 und der Kippmotor 14 durch
einen Roboter automatisch an dem Hauptrahmen 12 befestigt.
Somit benötigt
der Zusammenbau der Überwachungskamera
von 2 weniger Zeit und ein automatisches Anbringen
von Teilen an dem Hauptrahmen 12 wird einfach ausgeführt. Nachdem
der Schwenkmotor 8 und der Kippmotor 14 an dem
Hauptrahmen 12 befestigt sind, wird der vertikale Abschnitt 12b relativ
zu dem horizontalen Abschnitt 12a gedreht, bis die Hauptstirnfläche des
Winkels 12c den horizontalen Abschnitt 12a berührt. Der
vertikale Abschnitt 12b steht rechtwinklig zu dem horizontalen
Abschnitt 12a, wenn die Hauptstirnfläche des Winkels 12c den
horizontalen Abschnitt 12a berührt. In diesem Zustand wird
der Winkel 12c durch die Schraube 24 an dem horizontalen
Abschnitt 12a fixiert.
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Der
Hauptrahmen 12 kann in einen Aufbau abgewandelt werden,
der für
eine Verwendung in einer anderen Vorrichtung als der Überwachungskamera
geeignet ist, solange der Aufbau eine Vielzahl von Flächen mit
jeweils verschiedenen Winkeln aufweist.
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Der
Hauptrahmen 12 kann in einen U-förmigen Aufbau mit drei Flächen abgewandelt
werden. In diesem Fall können
Elemente (Abschnitte) des U-förmigen Aufbaus
durch Scharniere verbunden sein.
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Der
Hauptrahmen 12 kann in einen rohrförmigen Aufbau mit vier Flächen abgewandelt
werden. In diesem Fall sind Elemente (Abschnitte) des rohrförmigen Aufbaus
durch Scharniere verbunden.
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Der
Hauptrahmen 12 kann in einen Aufbau mit fünf oder
mehr Flächen
abgewandelt werden.
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Wie
vorstehend angezeigt, werden der horizontale Abschnitt 12a und
der vertikale Abschnitt 12b des Hauptrahmens 12 durch
die Schraube 24 aneinander fixiert, nachdem die Teile (z.
B. der Schwenkmotor 8 und der Kippmotor 14) an
dem Hauptrahmen 12 befestigt sind. Alternativ können der
horizontale Abschnitt 12a und der vertikale Abschnitt 12b des Hauptrahmens 12 durch
eine Beschlaganordnung oder eine andere Fixieranordnung aneinander
fixiert werden. Der horizontale Abschnitt 12a und der vertikale
Abschnitt 12b des Hauptrahmens 12 können an einem
anderen Element fixiert sein.
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Vorzugsweise
besteht der Hauptrahmen 12 aus einem Metall wie z. B. Aluminium.
Der Hauptrahmen 12 kann aus einem synthetischen Material
wie z. B. einem Kunststoffmaterial bestehen. Der Hauptrahmen 12 kann
eine Kunststoffplatte aufweisen, auf die eine elektrische Schaltung
gedruckt ist. Das Scharnier 23 kann dünne Wände aufweisen. Abschnitte des
Scharniers 23 können
in dem horizontalen Abschnitt 12a und dem vertikalen Abschnitt 12b des Hauptrahmens 12 integriert
sein.