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CN107295298B - 摄像机 - Google Patents

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CN107295298B CN201610220656.3A CN201610220656A CN107295298B CN 107295298 B CN107295298 B CN 107295298B CN 201610220656 A CN201610220656 A CN 201610220656A CN 107295298 B CN107295298 B CN 107295298B
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Abstract

本发明涉及一种摄像机，包括：基座；安装到基座上的圆柱形中空主体；被支撑在支架上且输出轴上安装有外齿轮的电动机；包括圆柱形壳体、透镜模块、和用于控制电动机以及透镜模块的主板的摄像头组件；以及与外齿轮啮合的内齿轮。支架和内齿轮中的一个被固定地安装到基座上或中空主体内，另一个被固定地安装到摄像头组件上；圆柱形壳体的下半部分的外壁上形成有环形凹槽以及从环形凹槽向上延伸的至少一条螺旋形凹槽，中空主体的内壁上设置有相应的圆形引导突起，每个圆形引导突起能够被接收在环形凹槽中或螺旋形凹槽中，使得由单一电动机驱动摄像头组件的上下运动和水平旋转运动。根据本发明，摄像机的控制变得简单、尺寸缩小、成本降低。

Description

摄像机
技术领域
本发明涉及安防监控器材以及智能家电器材，尤其是涉及摄像机。
背景技术
摄像机作为安防监控器材被广泛地应用于包括机场、酒店、居室等各种公共场所和私密场所。在智能家电系统中也广泛地使用摄像机。为了能够对大范围进行扫描以扩大摄像机的监视范围，诸如PTZ(Pan/Tilt/Zoom)摄像机等的摄像机能够使摄像头进行上下运动和水平旋转运动，以使摄像机能够从多个角度进行拍摄。在能够使摄像头进行上下运动和水平旋转运动的现有摄像机中，通常采用两个电动机来分别驱动相应的一种运动，即，一个电动机用于驱动摄像头上下运动，另一个电动机用于驱动摄像头水平旋转运动。采用两个电动机来分别驱动摄像头的上下运动和水平旋转运动不仅使得摄像机的控制较为复杂，而且两个单独的电动机会显著地增大摄像机的尺寸以及增加摄像机的成本。
因此，需要对现有的摄像机进行改进。
发明内容
本发明的目的就是要克服上述现有技术中的至少一种缺陷，提出一种改进的摄像机，这种摄像机采用单个电动机来驱动摄像头的上下运动和水平旋转运动，使得摄像机的控制变得较为简单，而且单个电动机会显著地缩小摄像机的尺寸以及降低摄像机的成本。
为此，根据本发明的一方面，提供一种摄像机，包括：
基座；
被安装到所述基座上的圆柱形的中空主体；
被支撑在支架上且输出轴上安装有外齿轮的电动机；
能够相对于所述中空主体上下运动而具有伸出状态和隐藏状态、以及能够在伸出状态进行水平旋转运动的摄像头组件，所述摄像头组件包括圆柱形壳体、至少部分地设置在所述圆柱形壳体内的透镜模块、和用于控制所述电动机以及所述透镜模块的主板；以及
与所述外齿轮啮合的内齿轮；
其特征在于，支撑所述电动机的所述支架和所述内齿轮中的一个被固定地安装到所述基座上或所述中空主体内，支撑所述电动机的所述支架和所述内齿轮中的另一个被固定地安装到所述摄像头组件上；以及
所述摄像头组件的所述圆柱形壳体的下半部分的外壁上形成有环形凹槽以及从所述环形凹槽向上延伸的至少一条螺旋形凹槽，所述中空主体的内壁上设置有相应的圆形引导突起，每个所述圆形引导突起能够被接收在所述环形凹槽中或相应的所述螺旋形凹槽中，使得仅由所述电动机就能够驱动所述摄像头组件相对于所述中空主体的上下运动和所述摄像头组件的水平旋转运动。
根据本发明的摄像机，通过在摄像头组件的圆柱形壳体设置环形凹槽和与环形凹槽交汇的螺旋形凹槽、以及圆柱形中空主体的内壁上设置被接收在相应凹槽中的圆形引导突起，可以通过单一电动机驱动摄像头组件进行上下移动以及水平旋转运动，使得摄像机的控制变得较为简单，而且单个电动机会显著地缩小摄像机的尺寸以及降低摄像机的成本。
附图说明
图1是根据本发明第一优选实施例的摄像机的分解立体图；
图2是根据本发明第一优选实施例的摄像机的侧视图，其中，摄像头组件处于隐藏状态；
图3是沿着图2中的线3-3的剖视图；
图4是根据本发明第一优选实施例的摄像机的侧视图，其中，摄像头组件处于伸出状态；
图5是沿着图4中的线5-5的剖视图；
图6是根据本发明第一优选实施例的摄像机去除中空主体之后的局部剖视立体图；
图7是根据本发明第一优选实施例的摄像机的摄像头组件从一侧看的立体图；
图8是根据本发明第一优选实施例的摄像机的摄像头组件从另一侧看的立体图；
图9是根据本发明第一优选实施例的摄像机的引导环的放大立体图；
图10是根据本发明第一优选实施例的摄像机的立体图，其中，摄像头组件处于伸出状态并且被水平旋转到预定初始位置；
图11以局部立体图示意地显示了摄像头组件相对于预定初始位置向一侧旋转的最大扫描范围；
图12以局部立体图示意地显示了摄像头组件相对于预定初始位置向另一侧旋转的最大扫描范围；
图13是根据本发明第一优选实施例的摄像机的局部立体图，其中，摄像头组件处于伸出状态并且中空主体被以透明方式表示以显示摄像机内部结构；
图14是与图13类似的示意图，显示摄像头组件由伸出状态向隐藏状态变化；
图15是根据本发明第二优选实施例的摄像机的分解立体图；
图16是根据本发明第二优选实施例的摄像机的侧视图，其中，摄像头组件处于隐藏状态；
图17是沿着图16中的线17-17的剖视图；
图18是根据本发明第二优选实施例的摄像机的侧视图，其中，摄像头组件处于伸出状态；
图19是沿着图18中的线19-19的剖视图；
图20是根据本发明第二优选实施例的摄像机去除中空主体之后的局部剖视立体图；
图21是根据本发明第二优选实施例的摄像机的剖视立体图；
图22是根据本发明第二优选实施例的摄像机的局部立体图，其中，摄像头组件处于伸出状态并且中空主体被以透明方式表示以显示摄像机内部结构；
图23是与图22类似的示意图，显示摄像头组件由伸出状态向隐藏状态变化。
具体实施方式
下面结合示例详细描述本发明的优选实施例。本领域技术人员应理解的是，这些示例性实施例并不意味着对本发明形成任何限制。
如图1-6所示，根据本发明第一优选实施例的摄像机1包括基座3、在下端5a例如通过螺纹配合被安装到基座3上的圆柱形的中空主体5、固定地安装到基座3上并且位于中空主体5内的支架7、被支撑在支架7上并且位于中空主体5内的电动机9、安装到电动机9的输出轴9a上的外齿轮11、大体呈圆柱形的摄像头组件13、以及安装到摄像头组件13上并且与外齿轮11啮合的内齿轮15。
在第一优选实施例中，摄像头组件13包括圆柱形壳体17，圆柱形壳体17的上半部分17a内安装有用于拍摄画面的透镜模块19和用于控制电动机9以及透镜模块19的主板21，圆柱形壳体17的下半部分17b呈中空状。尽管在优选实施例中，内齿轮15通过例如过盈配合等方式被紧密地固定到圆柱形壳体17的下半部分17b的中空内部，但是内齿轮15可以与圆柱形壳体17的下半部分17b一体地形成。圆柱形壳体17的下半部分17b的外壁上靠近下端部形成有环形凹槽23，圆柱形壳体17的下半部分17b的外壁上还形成有从环形凹槽23向上延伸的螺旋形凹槽25。图7是根据本发明第一优选实施例的摄像机的摄像头组件从一侧看的立体图；图8是根据本发明第一优选实施例的摄像机的摄像头组件从另一侧看的立体图。如图7和8中的优选实施例所示，在圆柱形壳体17的下半部分17b的外壁上形成有均匀分布的三条螺旋形凹槽25，但应理解的是，从环形凹槽23向上延伸的螺旋形凹槽25的数目可以是一条、两条或多于三条。
根据本发明第一优选实施例的摄像机1还包括固定地安装到中空主体5的内壁上的引导环27。图9是根据本发明第一优选实施例的摄像机的引导环27的放大立体图。如图9所示，引导环27呈圆形，并且包括形成在引导环27的内壁上的圆形引导突起29。应理解的是，圆形引导突起29的数目与圆柱形壳体17的下半部分17b的外壁上的螺旋形凹槽25的数目相同，因而在优选实施例中，显示了引导环27具有三个均匀分布的圆形引导突起29。三个均匀分布的圆形引导突起29在圆柱形壳体17的下半部分17b的外壁上位于同一高度上。尽管在优选实施例中，圆形引导突起29被显示为形成在与中空主体5分开并且内固定地安装到中空主体5的引导环27上，但应理解的是，圆形引导突起29也可以直接形成在中空主体5的内壁上。例如，当中空主体5为注塑成型件时，圆形引导突起29在注塑过程中与中空主体5一体地成型。
图2是根据本发明第一优选实施例的摄像机的侧视图，其中，摄像头组件处于隐藏状态；图3是沿着图2中的线3-3的剖视图。如图3所示，当组装好的摄像机处于摄像头组件13位于中空主体5内的隐藏状态时，每个圆形引导突起29被接收在相应的螺旋形凹槽25中并且位于螺旋形凹槽25的上端，同时外齿轮11在内齿轮15的上端与内齿轮15啮合。随着摄像机的开启，主板21控制电动机9在一个方向(例如逆时针方向)旋转，并且通过外齿轮11带动内齿轮15转动，进而带动与内齿轮15固定连接的摄像头组件13旋转。在摄像头组件13旋转的过程中，摄像头组件13由位于其圆柱形壳体17的下半部分17b的外壁上的螺旋形凹槽25中的圆形引导突起29引导而向上移动，并且从中空主体5逐渐伸出。当圆形引导突起29引导摄像头组件13旋转并且使得圆形引导突起29从螺旋形凹槽25进入环形凹槽23时，摄像头组件13已经从中空主体5完全伸出而不再向上移动。此时，随着电动机9的进一步旋转，摄像头组件13相对于中空主体5只进行水平旋转运动，直到摄像头组件13水平旋转到其预定初始位置，如图10所示。处于图10所示初始位置的摄像头组件13在来自主板21的操控指令的控制下可以相对于初始位置在水平方向上向一侧或另一侧旋转，以获取目标区域的监控画面。图11以局部立体图示意地显示了摄像头组件相对于预定初始位置向一侧旋转的最大扫描范围，而图12以局部立体图示意地显示了摄像头组件相对于预定初始位置向另一侧旋转的最大扫描范围。在图11和12所示示例中，假定摄像头组件的预定初始位置处于0°位置，摄像头组件相对于预定初始位置的最大扫描范围在-120°至+120°之间。但是，应理解的是，根据特定应用需要，摄像头组件相对于预定初始位置的最大扫描范围可以比-120°至+120°更大或更小，例如-150°至+150°或-100°至+100°。
随着摄像机的关闭，主板21控制电动机9在另一个方向(例如顺时针方向)旋转，使得摄像头组件13相对于中空主体5水平旋转。随着摄像头组件13相对于中空主体5的水平旋转，圆形引导突起29的位置逐渐变化到环形凹槽23与螺旋形凹槽25交汇的位置。在摄像头组件相对于预定初始位置的最大扫描范围设定为-120°至+120°之间的情况下，可以设定摄像头组件13相对于预定初始位置水平旋转例如+130°时，圆形引导突起29的位置逐渐变化到环形凹槽23与螺旋形凹槽25交汇的位置，如图13所示。应理解的是，图13中标示的+130°的角度是示例性的，摄像头组件13相对于预定初始位置水平旋转的角度通常大于120°，优选地是略微小于或大于+130°。随着电动机9的进一步旋转，摄像头组件13也继续旋转，圆形引导突起29的位置将由环形凹槽23与螺旋形凹槽25交汇处变化到螺旋形凹槽25中，并且引导摄像头组件13相对于中空主体5逐渐向下移动。当圆形引导突起29与螺旋形凹槽25的上端接触时，摄像头组件13停止旋转，此时，摄像头组件13处于位于中空主体5内的隐藏状态。
为了确保在摄像头组件13旋转过程中，圆形引导突起29能够顺利地从环形凹槽23进入螺旋形凹槽25中，在中空主体5的内壁上还设置有牵引凸起31，并且在摄像头组件13的圆柱形壳体17的下半部分17b的外壁上相应地设置有具有斜面的倾斜突起33。当圆形引导突起29的位置将由环形凹槽23进入螺旋形凹槽25时，摄像头组件13上的倾斜突起33的斜面抵靠中空主体5的内壁上的牵引凸起31，如图13所示。随着摄像头组件13的进一步旋转，牵引凸起31给予倾斜突起33的斜面向下的作用力，进而牵拉摄像头组件13向下移动，从而使圆形引导突起29由环形凹槽23顺利地进入螺旋形凹槽25。一旦圆形引导突起29进入螺旋形凹槽25，摄像头组件13上的倾斜突起33移离中空主体5的内壁上的牵引凸起31(如图14所示)，直到摄像头组件13向下移动到处于中空主体5内的隐藏状态。
如图15-21所示，根据本发明第二优选实施例的摄像机41包括基座43、在下端45a例如通过螺纹配合被安装到基座43上的圆柱形的中空主体45、支架47、被支撑在支架47上的电动机49、安装到电动机49的输出轴49a上的外齿轮51、大体呈圆柱形的摄像头组件53、以及固定地安装到中空主体45上并且与外齿轮51啮合的内齿轮55。当然，内齿轮55也可以被固定地安装到基座43上。
在第二优选实施例中，摄像头组件53也包括圆柱形壳体57，圆柱形壳体57的上半部分57a内安装有用于拍摄画面的透镜模块59和至少部分地安装有用于控制电动机49以及透镜模块59的主板61，圆柱形壳体57的下半部分57b呈中空状。与第一实施例相同，圆柱形壳体57的下半部分57b的外壁上靠近下端部形成有环形凹槽63，圆柱形壳体57的下半部分57b的外壁上还形成有从环形凹槽63向上延伸的螺旋形凹槽65。根据本发明第二优选实施例的摄像机41还包括形成在中空主体45的内壁上的圆形引导突起69。与第一实施例相同，根据本发明第二优选实施例的摄像机41也可以包括形成在中空主体45的内壁上的牵引凸起71，以及设置在摄像头组件53的圆柱形壳体57的下半部分57b的外壁上的具有斜面的倾斜突起73。
与第一优选实施例不同，在第二优选实施例中，支撑电动机49的支架47被固定到摄像头组件53上，并且被具体地固定到摄像头组件53的圆柱形壳体57内，使得支架47连同支撑在支架47上的电动机49与摄像头组件53作为一个整体进行旋转运动和上下运动。为了加强对支架47和电动机49的支撑，摄像头组件53可以包括固定到圆柱形壳体57的下半部分57b上的底板75。根据本发明第二优选实施例的摄像机41还可以包括一个安装到电动机49上的电动机罩77，在电动机罩77上还可以安装一个与内齿轮55啮合的惰齿轮79。当安装到电动机49的输出轴上的外齿轮51和内齿轮55被电动机49驱动时，惰齿轮79可以平衡外齿轮51和内齿轮55之间的作用力，从而确保摄像头组件53更加平衡地旋转。应理解的是，对于第一优选实施例的摄像机也可以设置一个惰齿轮。
图22是根据本发明第二优选实施例的摄像机的局部立体图，其中，摄像头组件处于伸出状态并且中空主体被以透明方式表示以显示摄像机内部结构。图23是与图22类似的示意图，显示摄像头组件由伸出状态向隐藏状态变化。根据本发明第二优选实施例的摄像机的运行过程与根据本发明第一优选实施例的摄像机的运行过程大体相同，因而省略了对其详细描述。
根据本发明的摄像机，可以通过单一电动机驱动摄像头组件进行上下移动以及水平旋转运动，使得摄像机的控制变得较为简单，而且单个电动机会显著地缩小摄像机的尺寸以及降低摄像机的成本。
以上结合具体实施例对本发明进行了详细描述。显然，以上描述以及在附图中示出的实施例均应被理解为是示例性的，而不构成对本发明的限制。对于本领域技术人员而言，可以在不脱离本发明的精神的情况下对其进行各种变型或修改，这些变型或修改均不脱离本发明的范围。

Claims (9)

1.一种摄像机(1，41)，包括：
基座(3，43)；
被安装到所述基座(3，43)上的圆柱形的中空主体(5，45)；
被支撑在支架(7，47)上且输出轴上安装有外齿轮(11，51)的电动机(9，49)；
能够相对于所述中空主体(5，45)上下运动而具有伸出状态和隐藏状态、以及能够在伸出状态进行水平旋转运动的摄像头组件(13，53)，所述摄像头组件(13，53)包括圆柱形壳体(17，57)、至少部分地设置在所述圆柱形壳体(17，57)内的透镜模块(19，59)、和用于控制所述电动机(9，49)以及所述透镜模块(19，59)的主板(21，61)；以及
与所述外齿轮(11，51)啮合的内齿轮(15，55)；
其特征在于，支撑所述电动机(9，49)的所述支架(7，47)和所述内齿轮(15，55)中的一个被固定地安装到所述基座(3，43)上或所述中空主体(5，45)内，支撑所述电动机(9，49)的所述支架(7，47)和所述内齿轮(15，55)中的另一个被固定地安装到所述摄像头组件(13，53)上；以及
所述摄像头组件(13，53)的所述圆柱形壳体(17，57)的下半部分的外壁上形成有环形凹槽(23，63)以及从所述环形凹槽(23，63)向上延伸的至少一条螺旋形凹槽(25，65)，所述中空主体(5，45)的内壁上设置有相应的圆形引导突起(29，69)，每个所述圆形引导突起(29，69)能够被接收在所述环形凹槽(23，63)中或相应的所述螺旋形凹槽(25，65)中，使得仅由所述电动机(9，49)就能够驱动所述摄像头组件(13，53)相对于所述中空主体(5，45)的上下运动和所述摄像头组件(13，53)的水平旋转运动；
所述中空主体(5，45)的内壁上还形成有牵引凸起(31，71)，以及所述摄像头组件(13，53)的圆柱形壳体(17，57)的下半部分的外壁上形成有具有斜面的倾斜突起(33，73)，当所述摄像头组件(13，53)旋转使得所述圆形引导突起(29，69)将由所述环形凹槽(23，63)进入所述螺旋形凹槽(25，65)时，所述牵引凸起(31，71)对所述倾斜突起(33，73)的斜面施加向下的作用力，促使所述圆形引导突起(29，69)由所述环形凹槽(23，63)进入所述螺旋形凹槽(25，65)。
2.根据权利要求1所述的摄像机(1，41)，其特征在于，所述摄像机(1，41)还包括固定地安装到所述中空主体(5，45)的内壁上的引导环(27)，所述圆形引导突起(29，69)形成在所述引导环(27)的内壁上；或者
所述圆形引导突起(29，69)与所述中空主体(5，45)的内壁成一体地形成。
3.根据权利要求1所述的摄像机，其特征在于，支撑所述电动机(9)的所述支架(7)被固定地安装到所述基座(3)上，所述内齿轮(15)被固定地安装到所述摄像头组件(13，53)的所述圆柱形壳体(17)内。
4.根据权利要求1所述的摄像机(1，41)，其特征在于，支撑所述电动机(9)的所述支架(7)被固定地安装到所述基座(3)上，所述内齿轮(15)与所述摄像头组件(13，53)的所述圆柱形壳体(17)一体地形成。
5.根据权利要求1所述的摄像机(1，41)，其特征在于，支撑所述电动机(49)的所述支架(47)被固定地安装到所述圆柱形壳体(57)内，所述内齿轮(55)被固定地安装到所述中空主体(5，45)内。
6.根据权利要求1所述的摄像机(1，41)，其特征在于，支撑所述电动机(49)的所述支架(47)被固定地安装到所述圆柱形壳体(57)内，所述内齿轮(55)与所述中空主体(5，45)一体地形成。
7.根据权利要求1所述的摄像机，其特征在于，所述摄像机(41)还包括安装到所述电动机(49)上的电动机罩(77)，在所述电动机罩(77)上安装有与所述内齿轮(55)啮合的惰齿轮(79)，所述惰齿轮(79)平衡所述外齿轮(51)和所述内齿轮(55)之间的作用力。
8.根据权利要求1所述的摄像机(1，41)，其特征在于，所述至少一条螺旋形凹槽(25，65)包括三条螺旋形凹槽(25，65)，所述三条螺旋形凹槽(25，65)均匀分布在所述圆柱形壳体(17，57)的下半部分的外壁上。
9.根据权利要求1所述的摄像机(1，41)，其特征在于，所述摄像机是安防监控以及智能家电用的摄像机。
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