KR100644888B1 - 카메라의 전동 패닝 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회전 축 방향으로의 하중이 모터 또는 감속기의 출력축으로 직접 전달되는 것을 방지하면서도, 출력축의 정밀도는 최대한 유지 할 수 있는 커플링 기구로, 패닝 동작을 위한 카메라부의 수평 회전을 원활히 수행할 수 있는 전동패닝장치에 관한 것으로, 고정부에 일체로 고정되어 그 내부에 모터가 그 출력축이 수직하도록 설치되는 하우징; 중심부가 상기 모터의 출력축과 일체로 회전할 수 있도록 고정되고, 수평방향으로 회전할 수 있는 회전자를 가지며, 상기 회전자의 외주면에 수직방향으로 가이드홈이 형성되는 커플러; 상기 커플러의 가이드홈과 대응되는 가이드홈이 내주면에 형성되고, 외부 영상을 입력하는 카메라부가 고정설치되는 로터; 상기 커플러의 가이드홈과 로터의 가이드홈 사이에 삽입되어 커플러의 회전력을 로터에 전달하는 볼; 상기 커플러 및 로터를 외부로부터 보호하고, 상기 하우징과 체결되며, 상부에는 상기 로터와 카메라부가 상호 연결될 수 있는 연결홀을 가지는 커버; 및 상기 로터의 상부와 하부에서 접촉지지하는 베어링을 포함하는 카메라의 전동 패닝 장치이다.

카메라, 패닝장치

Description

카메라의 전동 패닝 장치{Electric panning device for camera}

도 1은 일반적인 패닝구조를 도시한 개략도

도 2는 카메라부의 하중을 모터의 출력축에서 모두 받는 경우의 패닝구조를 도시한 개략도

도 3은 본 발명의 일실시예의 구성요소 결합사시도

도 4는 도 3 중 커플러의 사시도

도 5는 도 3 중 로터의 단면사시도

도 6은 도 3이 결합한 모습의 사시도

도 7은 도 6의 단면도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10,11: 카메라부 20: 제어부

30,31: 동력전달부 40,41: 지지부

50,51: 모터부 100: 카메라부

110: 커버 120: 로터

121: 가이드홈 122: 로터상면

123: 로터하면 130: 커플러

131: 척 132: 가이드홈

133: 회전자 134: 처킹너트

150,151: 베어링 160: 모터

161: 출력축 170: 볼

180: 하우징 190: 고정부

본 발명은 카메라의 전동 패닝 장치 및 그 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전 축 방향으로의 하중이 모터 또는 감속기의 출력축으로 직접 전달되는 것을 방지하면서도, 출력축의 정밀도는 최대한 유지 할 수 있는 커플링 기구로, 패닝 동작을 위한 카메라부의 수평 회전을 원활히 수행할 수 있는 전동패닝장치에 관한 것이다.

패닝 장치는 카메라와 같은 특정 영상 입력 기기를 부착하여 원하는 속도 및 각도로 영상 입력 기기를 회전시키며, 동체(動體)의 속도나 진행방향에 맞춰서 카메라를 이동시키면서 촬영하는 위한 장치로써, 로봇 비젼, 보안 감시, 모니터링 등 다양한 목적으로 사용되고 있다.

일반적인 카메라의 패닝 장치는 카메라와 기타 부속물들로 이루어진 질량 부 하를 수동 또는 자동으로 수평 회전 이동시키는 구조를 가진다.

도 1은 일반적인 패닝 구조를 도시한 것으로, 카메라의 자동 수평 회전 이동을 위한 전동 패닝 장치는 크게 모터부, 동력 전달부, 카메라부, 제어부로 구성되며, 이들을 지지하는 프레임이나 지지부에 연결된다.

일반적인 패닝 기구는 모터가 회전시켜야 하는 하중의 전달 경로에 위치하며, 모터 또는 감속기가 부착된 모터로부터의 회전력을 별도의 감속 기구 또는 동력 전달 기구를 사용하여 카메라 및 부속물을 회전시키는데 사용하게 된다.

이때, 연결되는 별도의 감속기구 또는 동력 전달기구에 의해 발생 될 수 있는 기어의 백래쉬(Backlash), 벨트 기구 슬립, 벨트 기구의 탄성 변형 등으로 인해 패닝 동작의 정밀도는 모터 또는 감속기가 부착된 모터의 출력축 자체의 정밀도에 비해 떨어진다.

또한, 감속기구 또는 동력 전달기구가 동작중에 진동, 소음 및 회전 각속도의 동요 등이 커지는 문제가 있다.

상기와 같은 문제들을 감소시키기 위해 복잡하고 정밀한 감속 기구나 동력 전달 기구를 도입하게 되면, 제품 비용 상승의 요인이 되며, 소형화와 경량화가 어려워진다.

최근, 백래쉬가 거의 없는 정밀한 감속기와 정밀한 엔코더가 부착된 소형의 모터세트가 보편화 되면서 정밀한 축 회전 출력을 얻을 수 있게 되었으나, 동력 전달과정에 의한 정밀도의 손실을 줄이기 위해, 도 2와 같이 전체 질량을 출력 축에 직결하는 경우, 하중 부하의 직접적인 전달로 인하여, 모터 또는 감속기가 부착된 모터 출력축의 내구성, 신뢰성, 재질, 강도, 제작 비용 등의 측면에서 많은 문제를 발생시킬 수 있다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 목적은, 회전 축 방향으로의 하중이 모터 또는 감속기의 출력축으로 직접 전달되는 것을 방지하면서도, 출력축의 정밀도는 최대한 유지 할 수 있는 커플링 기구로, 패닝 동작을 위한 카메라부의 수평 회전을 원활히 수행할 수 있는 전동패닝장치를 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 고정부에 일체로 고정되어 그 내부에 모터가 그 출력축이 수직하도록 설치되는 하우징; 중심부가 상기 모터의 출력축과 일체로 회전할 수 있도록 고정되고, 수평방향으로 회전할 수 있는 회전자를 가지며, 상기 회전자의 외주면에 수직방향으로 가이드홈이 형성되는 커플러; 상기 커플러의 가이드홈과 대응되는 가이드홈이 내주면에 형성되고, 외부 영상을 입력하는 카메라부가 고정설치되는 로터; 상기 커플러의 가이드홈과 로터의 가이드홈 사이에 삽입되어 커플러의 회전력을 로터에 전달하는 볼; 상기 커플러 및 로터를 외부로부터 보호하고, 상기 하우징과 체결되며, 상부에는 상기 로터와 카메라부가 상호 연결될 수 있는 연결홀을 가지는 커버; 및 상기 로터의 상부와 하부에서 접촉지지하 는 베어링을 포함하는 카메라의 전동 패닝 장치이다.

상기에서 커플러와 모터의 출력축의 연결은 커플러의 중심부에 형성된 척으로 출력축을 물게 하고, 상기 척의 외부로 처킹너트를 체결하여 이루어질 수 있다.

상기의 커플러의 회전자는 회전대칭이고, 중심부에서 외측으로 갈수록 단면적을 증가시키는 것을 특징으로 한다.

상기의 하우징 내부에 모터를 고정시키기 위해 중심부에 통공을 가지는 고정플레이트를 모터의 출력축을 통과시켜 하우징에 고정하고, 상기 고정플레이트와 모터를 상호 체결하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 실시예 및 도면을 통하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 각 구성요소가 결합되는 모습을 나타내는 사시도이다.

본 발명의 가장 중요한 특징은 카메라부의 하중을 분산시켜서, 대부분의 하중을 하우징과 같은 모터 이외의 구조물에 전달하고, 모터의 출력축이 받는 하중을 크게 줄이는데 있다.

본 발명은 고정부(190)를 기준으로 하여 카메라부(100)를 수평회전운동시키는 패닝장치로써, 외형을 이루는 하우징과 커버, 동력을 발생시키는 모터, 상기 카메라부가 설치되는 로터, 상기 모터와 로터를 연결하는 커플러 및, 상기 로터에서 받는 하중을 하우징 및 커버에 전달하는 베어링을 포함하여 구성된다.

상기 하우징(180)은 그 내부에 모터(160)를 수용할 수 있는 공간이 형성되며, 고정부(190)와 일체로 설치된다.

또한, 상기 하우징(180)의 내부에는 상기 모터(160)의 주위로 베어링을 설치할 수 있는 환상면(環狀面)이 형성된다. 따라서, 하우징(180)의 내부공간은 모터의 수용공간과 환상면의 단차가 형성된다.

상기 모터(160)는 고정플레이트(140)에 의해 하우징(180)에 고정된다. 상기 고정플레이트(140) 중심부에 모터(160)의 출력축(161)이 통과할 수 있는 통공이 형성되고, 상기 통공 주위에는 모터와 나사 등의 체결수단에 의해 연겨될 수 있는 체결공이 형성되고, 또한, 상기 체결공의 외측으로 하우징(180)과 나사 등의 체결수단에 의해 연겨될 수 있는 체결공이 형성된다.

상기 모터(160)의 출력축(161)은 커플러(130)의 중심부에 형성된 척(131)에 물리고, 이를 단단히 고정시키기 위해 상기 척(131) 주위로 처킹너트(134)가 결합된다.

상기 모터(160)는 백래쉬가 거의 없는 정밀한 감속기와 정밀한 엔코더가 부착된 소형의 모터세트이다.

상기 커플러(130)는 도 4와 같이 중량은 줄이면서도 회전관성을 크게 하기 위해 날개 형의 회전자(133)를 두었다.

따라서, 상기 회전자(133)는 중심에서 외측으로 갈수록 단면적이 증가하는 형상이다.

상기 회전자(133)의 외측면에는 가이드홈(132)이 형성되는데, 본 발명의 실시예에서는 2개의 회전자(133) 각각에 2개의 가이드홈(132)을 두었다.

로터(120)는 상기 커플러(130)를 감싸안는 형상으로 형성된다.

상기 로터(120)에는 도 5와 같이 카메라부(100)가 나사 등의 체결수단에 의해 설치되며, 그 내주면에는 상기 커플러(130)의 가이드홈(132)과 대향되는 가이드홈(121)이 형성된다.

그리고, 상기 로터(120)에는 베어링(150,151)과 맞닿는 로터상면(122)과 로터하면(123)이 형성된다.

따라서, 로터(120)의 세로방향 길이가 커플러(130)의 세로방향 길이보다 길어야 한다. 커플러(130)가 베어링(151)에 닿으면 안되기 때문이다.

상기 베어링(150,151)은 로터상면(122)와 로터하면(123)에 직접 닿아 윤활제에 의해 미끄럼운동을 할 수 있는 쓰러스트미끄럼베어링을 사용하거나, 로터상면(122)와 로터하면(123)을 베어링의 회전면에 부착시킨 상태로 회전이 가능한 쓰러스트볼베어링 또는 쓰러스트롤러베어링을 사용할 수 있다.

상기 로터(120)의 가이트홈(121)과 커플러(130)의 가이드홈(132)가 형성하는 공간에는 볼(170)이 삽입된다.

상기 볼(170)은 가이드홈(121,132) 내부에서만 상하로 움직이면서 커플러(130)의 회전력을 가이드홈(132)에 백래쉬 없이 전달하는 역할을 하며, 길이방향의 약간의 변형에도 불구하고 상기 회전력 전달에 영향이 없도록 한다.

커버(110)는 중심부에 사기 로터(120)와 카메라부(100)가 연결될 수 있는 연결공을 가지며, 상기 하우징(180)과 결합하여, 로터(120) 커플러(130), 베어링(150,151), 플레이트(140) 등을 외측에서 감싼다.

특히, 커버(110) 내부에는 상기 베어링(150)이 장착될 수 있는 환상면(環狀 面)이 형성된다.

도 6은 본 발명의 구성요소가 결합된 모습의 사시도이고, 도 7은 그 단면도이다.

이하, 본 발명의 작동관계에 대해 도 7을 통하여 설명한다.

본 고안은 크게 카메라의 하중의 전달되는 모습과, 모터의 회전력이 카메라부에 전달되는 모습이 일치하지 않는 것에 특징이 있다.

도 7을 살펴보면, 모터(160)에서 발생한 회전력은 출력축(161)과 연결된 커플러(130)를 따라 볼(170)을 통하여 로터(120)에 전달된다.

따라서, 로터(120)는 카메라부(100)를 회전시킬 수 있게 된다.

그리고, 카메라부(100)의 하중은 로터(120)에 전달되어 베어링(150,151)로 전달되며, 이는 하우징(180) 및 커버(110)에 전달된다.

따라서, 카메라부(100)의 하중은 가이드홈(121,132)에서 자유롭게 움직이는 볼(170)에 의해 모터(160)에 거의 전달되지 않게 되는 것이다.

상기의 발명을 통하여, 카메라의 전동 패닝 기능을 구현하면서, 카메라부의 부하를 효과적으로 지지부로 전달하여 출력축 방향으로 하중이 직접적으로 전달되는 것을 방지하여, 하중 부하에 의한 제한을 현저히 줄일 수 있으므로, 큰 카메라부의 하중 부하를 가지는 패닝 구동부의 소형화와 경량화가 가능하며, 동력 전달과 정에서 발생하는 정밀도의 손실을 최소화 할 수 있고, 동력 전달 기구에 의해 발생 할 수 있는 소음, 진동을 줄일 수 있다.

Claims (4)

1. 고정부에 일체로 고정되어 그 내부에 모터가 그 출력축이 수직하도록 설치되는 하우징;

   중심부가 상기 모터의 출력축과 일체로 회전할 수 있도록 고정되고, 수평방향으로 회전할 수 있는 회전자를 가지며, 상기 회전자의 외주면에 수직방향으로 가이드홈이 형성되는 커플러;

   상기 커플러의 가이드홈과 대응되는 가이드홈이 내주면에 형성되고, 외부 영상을 입력하는 카메라부가 고정설치되는 로터;

   상기 커플러의 가이드홈과 로터의 가이드홈 사이에 삽입되어 커플러의 회전력을 로터에 전달하는 볼;

   상기 커플러 및 로터를 외부로부터 보호하고, 상기 하우징과 체결되며, 상부에는 상기 로터와 카메라부가 상호 연결될 수 있는 연결홀을 가지는 커버; 및

   상기 로터의 상부와 하부에서 접촉지지하는 베어링을 포함하는 카메라의 전동 패닝 장치.
2. 제1항에 있어서, 커플러와 모터의 출력축의 연결은 커플러의 중심부에 형성된 척으로 출력축을 물게 하고, 상기 척의 외부로 처킹너트를 체결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 카메라의 전동 패닝 장치.
3. 제1항에 있어서, 커플러의 회전자는 회전대칭이고, 중심부에서 외측으로 갈수록 단면적을 증가시키는 것을 특징으로 하는 카메라의 전동 패닝 장치.
4. 제1항에 있어서, 하우징 내부에 모터를 고정시키기 위해 중심부에 통공을 가지는 고정플레이트를 모터의 출력축을 통과시켜 하우징에 고정하고, 상기 고정플레이트와 모터를 상호 체결하는 것을 특징으로 하는 카메라의 전동 패닝 장치.

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