KR20060066525A

KR20060066525A - Electric panning device for camera

Info

Publication number: KR20060066525A
Application number: KR1020040105164A
Authority: KR
Inventors: 장재원
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2004-12-13
Filing date: 2004-12-13
Publication date: 2006-06-16

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 판스프링을 가지는 커플러; 상기 커플러의 판스프링과 연결되고, 외부 영상을 입력하는 카메라부가 고정설치되는 로터; 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.The present invention is a coupling mechanism that can prevent the load in the direction of the rotation axis is transmitted directly to the output shaft of the motor or reducer, while maintaining the accuracy of the output shaft to the maximum, it is possible to smoothly perform horizontal rotation of the camera unit for the panning operation A motorized panning apparatus, comprising: a housing integrally fixed to a fixing part, in which a motor is installed such that an output shaft thereof is vertical; A coupler having a central portion fixed to rotate integrally with the output shaft of the motor and having a leaf spring capable of rotating in a horizontal direction; A rotor connected to the plate spring of the coupler and fixed to a camera unit configured to input an external image; A cover which protects the coupler and the rotor from the outside, is fastened to the housing, and has a connection hole at an upper portion thereof to allow the rotor and the camera to be connected to each other; And a bearing supporting and contacting the upper and lower parts of the rotor.

카메라, 패닝장치Camera, Panning Device

Description

Electric panning device for camera

도 1은 일반적인 패닝구조를 도시한 개략도1 is a schematic diagram showing a general panning structure

도 2는 카메라부의 하중을 모터의 출력축에서 모두 받는 경우의 패닝구조를 도시한 개략도2 is a schematic diagram showing a panning structure in the case where all the loads of the camera unit are received from the output shaft of the motor;

도 3은 본 발명의 일실시예의 구성요소 분해사시도Figure 3 is an exploded perspective view of the components of one embodiment of the present invention

도 4는 도 3 중 커플러의 사시도4 is a perspective view of the coupler of FIG.

도 5는 도 3 중 로터의 단면사시도5 is a cross-sectional perspective view of the rotor in FIG.

도 6은 도 3이 결합한 모습의 사시도FIG. 6 is a perspective view of a state in which FIG. 3 is combined. FIG.

도 7은 도 6의 단면도7 is a cross-sectional view of FIG.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10,11: 카메라부 20: 제어부10,11: camera unit 20: control unit

30,31: 동력전달부 40,41: 지지부30, 31: power train 40, 41: support

50,51: 모터부 100: 카메라부50, 51: motor portion 100: camera portion

110: 커버 120: 로터110: cover 120: rotor

121: 로터상면 122: 로터하면121: rotor upper surface 122: rotor

123: 연결보스 130: 커플러123: connecting boss 130: coupler

131: 커플러너트 132: 척131: coupler nut 132: chuck

133: 고정나사 134: 처킹너트133: set screw 134: chucking nut

135: 판스프링 136: 척연결부135: leaf spring 136: chuck connection

137: 로터연결부 150,151: 베어링137: rotor connection 150,151: bearing

160: 모터 161: 출력축160: motor 161: output shaft

170: 볼 180: 하우징170: ball 180: housing

190: 고정부190: fixed part

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.The present invention relates to a motorized panning apparatus of the camera and its structure, and more particularly, to a coupling that can prevent the load in the rotational axis direction from being directly transmitted to the output shaft of the motor or the reducer, while maintaining the accuracy of the output shaft as much as possible. The present invention relates to an electric panning apparatus capable of smoothly performing horizontal rotation of a camera unit for a panning operation.

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.A panning device is a device for attaching a specific image input device such as a camera to rotate the image input device at a desired speed and angle, and shooting while moving the camera in accordance with the speed or direction of movement of the body. It is used for various purposes such as security surveillance and monitoring.

일반적인 카메라의 패닝 장치는 카메라와 기타 부속물들로 이루어진 질량 부하를 수동 또는 자동으로 수평 회전 이동시키는 구조를 가진다. The panning apparatus of a general camera has a structure for horizontally moving a mass load made of a camera and other accessories manually or automatically.

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. Figure 1 shows a general panning structure, the motorized panning apparatus for the automatic horizontal rotational movement of the camera is largely composed of a motor unit, a power transmission unit, a camera unit, a control unit, and is connected to the frame or support portion for supporting them.

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. The general panning mechanism is located in the load transmission path of the motor to be rotated, and the rotational force from the motor or the motor to which the reduction gear is attached is used to rotate the camera and the accessories by using a separate reduction mechanism or a power transmission mechanism.

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.At this time, the precision of the panning operation due to the backlash of the gear, the slip of the belt mechanism, the elastic deformation of the belt mechanism, etc., which may be generated by a separate reduction mechanism or a power transmission mechanism connected thereto, It is inferior to the precision of the output shaft itself.

또한, 감속기구 또는 동력 전달기구가 동작중에 진동, 소음 및 회전 각속도의 동요 등이 커지는 문제가 있다.In addition, there is a problem in that vibration, noise and fluctuation of rotational angular velocity become large while the deceleration mechanism or the power transmission mechanism is in operation.

상기와 같은 문제들을 감소시키기 위해 복잡하고 정밀한 감속 기구나 동력 전달 기구를 도입하게 되면, 제품 비용 상승의 요인이 되며, 소형화와 경량화가 어려워진다.The introduction of a complex and precise deceleration mechanism or a power transmission mechanism to reduce the above problems is a factor of the increase in product cost, making it difficult to miniaturize and light weight.

최근, 백래쉬가 거의 없는 정밀한 감속기와 정밀한 엔코더가 부착된 소형의 모터세트가 보편화 되면서 정밀한 축 회전 출력을 얻을 수 있게 되었으나, 동력 전 달과정에 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. In recent years, a precision gearbox with little backlash and a small motor set equipped with a precise encoder have been able to obtain precise shaft rotation output, but in order to reduce the loss of precision due to the power transmission process, as shown in FIG. When directly connected to the output shaft, due to the direct transmission of the load load, many problems may occur in terms of durability, reliability, material, strength, manufacturing cost, etc. of the motor output shaft with a motor or reducer.

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.
An object of the present invention devised to solve the above problems is to provide a coupling mechanism that can prevent the load in the rotational axis direction from being directly transmitted to the output shaft of the motor or the reducer, while maintaining the accuracy of the output shaft as much as possible. The present invention provides an electric panning apparatus capable of smoothly performing horizontal rotation of a camera unit for a panning operation.

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 판스프링을 가지는 커플러; 상기 커플러의 판스프링과 연결되고, 외부 영상을 입력하는 카메라부가 고정설치되는 로터; 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 카 메라의 전동 패닝 장치이다.The present invention for achieving the above object, the housing is integrally fixed to the fixed portion and the motor is installed so that the output shaft is vertically therein; A coupler having a central portion fixed to rotate integrally with the output shaft of the motor and having a leaf spring capable of rotating in a horizontal direction; A rotor connected to the plate spring of the coupler and fixed to a camera unit configured to input an external image; A cover which protects the coupler and the rotor from the outside, is fastened to the housing, and has a connection hole at an upper portion thereof to allow the rotor and the camera to be connected to each other; And a bearing supporting and contacting the upper and lower parts of the rotor.

상기의 커플러와 모터의 출력축의 연결은 커플러의 중심부에 체결되는 척으로 출력축을 물게 하고, 상기 척의 외부로 처킹너트를 체결하여 이루어질 수 있다.The coupler and the output shaft of the motor may be connected by biting the output shaft with a chuck fastened to the center of the coupler and tightening the chucking nut to the outside of the chuck.

상기 커플러의 판스프링은 방사형이고, 외측에는 환상의 로터연결부를 가지는 것을 특징으로 한다.The leaf spring of the coupler is radial, and the outer side has an annular rotor connection.

상기 하우징 내부에 모터를 고정시키기 위해 중심부에 통공을 가지는 고정플레이트를 모터의 출력축을 통과시켜 하우징에 고정하고, 상기 고정플레이트와 모터를 상호 체결하는 것을 특징으로 한다.In order to fix the motor inside the housing, a fixing plate having a hole in the center is passed through the output shaft of the motor and fixed to the housing, and the fixing plate and the motor are fastened to each other.

이하, 본 발명을 실시예 및 도면을 통하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through examples and drawings.

도 3은 본 발명의 각 구성요소가 결합되는 모습을 나타내는 사시도이다.3 is a perspective view showing a state in which each component of the present invention is coupled.

본 발명의 가장 중요한 특징은 카메라부의 하중을 분산시켜서, 대부분의 하중을 하우징과 같은 모터 이외의 구조물에 전달하고, 모터의 출력축이 받는 하중을 크게 줄이는데 있다.The most important feature of the present invention is to distribute the load of the camera portion, to transfer most of the load to a structure other than a motor such as a housing, and to greatly reduce the load on the output shaft of the motor.

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.The present invention is a panning apparatus for horizontally rotating the camera unit 100 on the basis of the fixing unit 190, the housing and the cover forming the appearance, a motor for generating power, a rotor in which the camera unit is installed, the motor and the rotor It comprises a coupler for connecting and a bearing for transmitting the load received from the rotor to the housing and cover.

상기 하우징(180)은 그 내부에 모터(160)를 수용할 수 있는 공간이 형성되며, 고정부(190)와 일체로 설치된다.The housing 180 has a space for accommodating the motor 160 therein and is integrally installed with the fixing part 190.

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.In addition, an interior of the housing 180 is formed with an annular surface for installing a bearing around the motor 160. Therefore, the inner space of the housing 180 is formed with a step between the accommodating space of the motor and the annular surface.

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.The motor 160 is fixed to the housing 180 by the fixing plate 140. A through hole through which the output shaft 161 of the motor 160 passes is formed at the center of the fixed plate 140, and a fastening hole that can be connected by a fastening means such as a motor and a screw is formed around the through hole. The outer side of the fastening hole is formed with a fastening hole that can be connected by the fastening means such as the housing 180 and the screw.

상기 모터(160)의 출력축(161)은 커플러(130)의 중심부에 형성된 척(132)에 물리고, 이를 단단히 고정시키기 위해 상기 척(132) 주위로 처킹너트(134)가 결합된다.The output shaft 161 of the motor 160 is bitten by the chuck 132 formed at the center of the coupler 130, and the chucking nut 134 is coupled around the chuck 132 to securely fix it.

상기 모터(160)는 백래쉬가 거의 없는 정밀한 감속기와 정밀한 엔코더가 부착된 소형의 모터세트이다.The motor 160 is a small motor set with a precision reducer and a precision encoder having little backlash.

상기 커플러(130)는 도 4와 같이 중량은 줄이면서도 상하의 변형을 흡수할 수 있도록 판스프링(135)을 설치하였다. As shown in FIG. 4, the coupler 130 is provided with a leaf spring 135 to reduce the weight while absorbing the deformation of the upper and lower sides.

상기 판스프링(135)은 방사형으로 설치되며, 본 발명의 실시예에서는 4개의 다리를 가지는 판스프링이다.The leaf spring 135 is installed radially, in the embodiment of the present invention is a leaf spring having four legs.

상기 커플러(130)의 중심부의 척연결부(136)에는 모터(160)의 출력축(161)과 연결될 수 있는 척(132)이 커플러너트(131)에 의해 고정되며, 상기 척(132)의 주위로는 출력축(161)과 척(132)의 체결을 도와주는 처킹너트(134)가 설치된다.The chuck 132, which may be connected to the output shaft 161 of the motor 160, is fixed to the chuck connecting portion 136 of the center of the coupler 130 by the coupler nut 131, and is disposed around the chuck 132. The chucking nut 134 is installed to assist the output shaft 161 and the chuck 132 to be fastened.

로터(120)는 상기 커플러(130)를 감싸안는 형상으로 형성된다. The rotor 120 is formed in a shape surrounding the coupler 130.

상기 로터(120)에는 도 5와 같이 카메라부(100)가 나사 등의 체결수단에 의해 설치되며, 그 내부에는 상기 커플러(130)의 로터연결부와 고정나사(133) 등의 체결수단으로 결합될 수 있는 연결보스(123)이 마련된다.5, the camera unit 100 is installed in the rotor 120 by fastening means such as a screw, and the like may be coupled to the rotor 120 and the fastening means of the fixing screw 133 of the coupler 130 therein. The connecting boss 123 is provided.

그리고, 상기 로터(120)에는 베어링(150,151)과 맞닿는 로터상면(121)과 로터하면(122)이 형성된다.In addition, the rotor 120 is provided with a rotor upper surface 121 and a rotor lower surface 122 in contact with the bearings 150 and 151.

상기 베어링(150,151)은 로터상면(121)와 로터하면(122)에 직접 닿아 윤활제에 의해 미끄럼운동을 할 수 있는 쓰러스트미끄럼베어링을 사용하거나, 로터상면(121)와 로터하면(122)을 베어링의 회전면에 부착시킨 상태로 회전이 가능한 쓰러스트볼베어링 또는 쓰러스트롤러베어링을 사용할 수 있다.The bearings 150 and 151 use thrust sliding bearings which are in direct contact with the rotor upper surface 121 and the rotor lower surface 122 to be slid by the lubricant, or the rotor upper surface 121 and the rotor lower surface 122 are bearings. Thrust ball bearings or thrust controller bearings can be used which can be rotated while attached to the rotating surface.

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.The cover 110 has a connection hole through which the rotatable rotor 120 and the camera unit 100 can be connected to the center, and coupled to the housing 180, the rotor 120, the coupler 130, the bearings 150 and 151, The plate 140 is wrapped from the outside.

특히, 커버(110) 내부에는 상기 베어링(150)이 장착될 수 있는 환상면(環狀面)이 형성된다.In particular, an annular surface on which the bearing 150 may be mounted is formed in the cover 110.

도 6은 본 발명의 구성요소가 결합된 모습의 사시도이고, 도 7은 그 단면도이다.Figure 6 is a perspective view of the combined components of the present invention, Figure 7 is a cross-sectional view thereof.

이하, 본 발명의 작동관계에 대해 도 7을 통하여 설명한다.Hereinafter, the operation relationship of the present invention will be described with reference to FIG.

본 고안은 크게 카메라의 하중의 전달되는 모습과, 모터의 회전력이 카메라 부에 전달되는 모습이 일치하지 않는 것에 특징이 있다.The present invention is characterized in that the state in which the load of the camera is largely transmitted and the state in which the rotational force of the motor is transmitted to the camera unit do not coincide.

도 7을 살펴보면, 모터(160)에서 발생한 회전력은 출력축(161)과 연결된 커플러(130)를 통하여 로터(120)에 전달된다.Referring to FIG. 7, the rotational force generated by the motor 160 is transmitted to the rotor 120 through the coupler 130 connected to the output shaft 161.

따라서, 로터(120)는 카메라부(100)를 회전시킬 수 있게 된다.Therefore, the rotor 120 may rotate the camera unit 100.

그리고, 카메라부(100)의 하중은 로터(120)에 전달되어 베어링(150,151)로 전달되며, 이는 하우징(180) 및 커버(110)에 전달된다. Then, the load of the camera unit 100 is transmitted to the rotor 120 is transferred to the bearings 150 and 151, which is transmitted to the housing 180 and the cover 110.

이 때 로터(120)의 수직 하중이 커플러(130)에 전달되어도 커플러(130)의 판스프링(135)의 수직방향의 하중을 변형에 의해 흡수하므로 모터(160)의 출력축(161)에는 거의 수직하중이 전달되지 않는다.At this time, even if the vertical load of the rotor 120 is transmitted to the coupler 130, since the vertical load of the leaf spring 135 of the coupler 130 is absorbed by deformation, it is substantially perpendicular to the output shaft 161 of the motor 160. The load is not transmitted.

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 전달과정에서 발생하는 정밀도의 손실을 최소화 할 수 있고, 동력 전달 기구에 의해 발생 할 수 있는 소음, 진동을 줄일 수 있다.

Through the above invention, while implementing the electric panning function of the camera, by effectively transferring the load of the camera portion to the support portion to prevent the load from being transmitted directly in the direction of the output shaft, it is possible to significantly reduce the limit by the load load, large camera It is possible to miniaturize and lighten the panning drive unit with negative load load, minimize the loss of precision generated in the power transmission process, and reduce the noise and vibration that can be generated by the power transmission mechanism.

Claims

A housing integrally fixed to the fixing part, in which a motor is installed such that an output shaft thereof is vertical;

A coupler having a central portion fixed to rotate integrally with the output shaft of the motor and having a leaf spring capable of rotating in a horizontal direction;

A rotor connected to the plate spring of the coupler and fixed to a camera unit configured to input an external image;

A cover which protects the coupler and the rotor from the outside, is fastened to the housing, and has a connection hole at an upper portion thereof to allow the rotor and the camera to be connected to each other; And

Motorized panning apparatus of the camera comprising a bearing supporting the upper and lower parts of the rotor.

The motorized panning apparatus according to claim 1, wherein the connection between the coupler and the output shaft of the motor is made by biting the output shaft with a chuck fastened to the center of the coupler and fastening a chucking nut to the outside of the chuck.

2. The motorized panning apparatus of claim 1, wherein the leaf spring of the coupler is radial and has an annular rotor connection at an outer side.

2. The motorized panning of a camera according to claim 1, wherein a fixing plate having a hole in the center portion is fixed to the housing by passing through the output shaft of the motor to fix the motor inside the housing, and fastening the fixing plate and the motor to each other. Device.