一种自动调整角度控制摄像头拍摄区域的机械装置

技术领域

本发明涉及摄像拍摄技术领域，特别涉及一种自动调整角度控制摄像头拍摄区域的机械装置。

背景技术

如图4所示，图4为现有技术提供的调整摄像头搜索拍摄排位的机械装置，现有技术中监控摄像头云台是通过步进电机带动摄像头转动，从而改变搜索拍摄范围。这种方法带来两个问题：首先是步进电机响应时间较长，无法对快速移动目标及时做出响应，其次步进电机带动摄像头转动只能在同一平面内扫描跟踪目标，搜索拍摄范围有限。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种自动调整角度控制摄像头拍摄区域的机械装置以解决现有技术中调节摄像头搜索拍摄装置存在的无法对快速移动目标做出响应和搜索拍摄范围有限的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种自动调整角度控制摄像头拍摄区域的机械装置，包括装配在一起的内框组件和外框组件；

所述内框组件包括镜头组件，所述镜头组件得以被内框电机驱动从而转动，角度传感器一电性连接控制单元并将感应到的所述镜头组件转动情况反馈给所述控制单元；

所述内框组件得以在外框电机的驱动下相对所述外框组件转动，角度传感器二电性连接所述控制单元并将感应到的所述内框组件转动情况反馈给所述控制单元。

优选地，所述内框组件包括内框架，所述内框架上安装有所述内框电机，所述内框电机的输出轴上安装有内框电机齿轮；所述镜头组件上设有内框主动齿轮；所述内框主动齿轮与所述内框电机齿轮啮合传动。

优选地，所述镜头组件安装部相对的两端均设有配有轴承的圆形凹槽。

优选地，所述内框电机驱动所述镜头组件沿着回转中心轴线转动；所述内框电机一侧设有凸起部，所述凸起部与所述镜头组件一端的圆形凹槽适配，所述镜头组件另一端的圆形凹槽内插有内框支轴。

优选地，所述内框支轴上设有内框从动齿轮，所述内框从动齿轮安装在所述镜头组件上；所述内框支轴安装在所述内框架上。

优选地，所述角度传感器一安装在所述内框架上，所述角度传感器一的轴端安装有内框角度传感器齿轮，所述内框角度传感器齿轮与所述内框从动齿轮啮合传动。

优选地，在所述内框架上，与所述内框电机呈90°方向的位置上安装有外框主动齿轮；在所述内框架上，所述外框主动齿轮的对面位置上安装有外框从动齿轮。

优选地，所述外框组件包括外壳体，所述外壳体两端对称设有外框支轴，所述外框支轴上设有凸出部；所述内框架两端安装有轴承的位置作为回转中心的两个支撑点，所述内框组件和所述外框组件可拆卸地装配时，所述外框支轴的凸出部插入所述内框架上的轴承的内圈。

优选地，所述外壳体上设有外框电机，所述外框电机输出轴上安装有外框电机齿轮，所述外框电机齿轮与所述外框主动齿轮啮合传动；所述外壳体上设有所述角度传感器二，所述角度传感器二的轴上安装有外框角度传感器齿轮，所述外框角度传感器齿轮与所述外框从动齿轮啮合传动。

优选地，所述控制单元电性连接并控制所述内框电机和所述外框电机。

本发明与现有技术相比，至少具有如下有益效果：

上述方案中，采用两对直流电机和角度传感器的组合，它们互成90°安装，实现在两个方向上在一定角度范围内调整摄像头角度的功能。直流电机根据控制单元指令调整摄像头的转动角度，另一端的角度传感器作为负反馈单元把转动结果发给控制单元，可以快速准确地实现调整摄像头角度，再加上互成90°的两个方向同时调整摄像头的角度可以增大摄像头的视野范围，尤其适用在高速行驶的汽车或飞行器姿态的调整等需要快速准确做出反应的场合。

附图说明

并入本文中并且构成说明书的部分的附图示出了本公开的实施例，并且与说明书一起进一步用来对本公开的原理进行解释，并且使相关领域技术人员能够实施和使用本公开。

图1为本发明一种实施例的自动调整角度控制摄像头拍摄区域的机械装置的立体结构示意图；

图2为本发明一种实施例的自动调整角度控制摄像头拍摄区域的机械装置的内框组件爆炸图；

图3为本发明一种实施例的自动调整角度控制摄像头拍摄区域的机械装置的外框组件爆炸图；

图4为现有技术提供的一种自动调整角度控制摄像头拍摄区域的机械装置的结构示意图。

[附图标记]

1、外框组件；2、内框组件；11、外框电机；12、外框电机齿轮；13、齿轮挡板一；14、外框支轴；15、外框角度传感器齿轮；16、角度传感器二；17、大盖板；18、小盖板；19、外壳体；21、内框架；22、镜头组件；23、外框主动齿轮；24、齿轮挡板二；25、内框电机齿轮；26、内框电机；27、内框主动齿轮；28、内框从动齿轮；29、外框从动齿轮；30、内框支轴；31、角度传感器一；32、内框角度传感器齿轮；3、连接件。

如图所示，为了能明确实现本发明的实施例的结构，在图中标注了特定的结构和器件，但这仅为示意需要，并非意图将本发明限定在该特定结构、器件和环境中，根据具体需要，本领域的普通技术人员可以将这些器件和环境进行调整或者修改，所进行的调整或者修改仍然包括在后附的权利要求的范围中。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种自动调整角度控制摄像头拍摄区域的机械装置进行详细描述。同时在这里做以说明的是，为了使实施例更加详尽，下面的实施例为最佳、优选实施例，对于一些公知技术本领域技术人员也可采用其他替代方式而进行实施；而且附图部分仅是为了更具体的描述实施例，而并不旨在对本发明进行具体的限定。

需要指出的是，在说明书中提到“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等指示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。另外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合其它实施例(无论是否明确描述)实现这种特征、结构或特性应在相关领域技术人员的知识范围内。

通常，可以至少部分从上下文中的使用来理解术语。例如，至少部分取决于上下文，本文中使用的术语“一个或多个”可以用于描述单数意义的任何特征、结构或特性，或者可以用于描述复数意义的特征、结构或特性的组合。另外，术语“基于”可以被理解为不一定旨在传达一组排他性的因素，而是可以替代地，至少部分地取决于上下文，允许存在不一定明确描述的其他因素。

可以理解的是，本公开中的“在……上”、“在……之上”和“在……上方”的含义应当以最宽方式被解读，以使得“在……上”不仅表示“直接在”某物“上”而且还包括在某物“上”且其间有居间特征或层的含义，并且“在……之上”或“在……上方”不仅表示“在”某物“之上”或“上方”的含义，而且还可以包括其“在”某物“之上”或“上方”且其间没有居间特征或层的含义。

此外，诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空间相关术语在本文中为了描述方便可以用于描述一个元件或特征与另一个或多个元件或特征的关系，如在附图中示出的。空间相关术语旨在涵盖除了在附图所描绘的取向之外的在设备使用或操作中的不同取向。设备可以以另外的方式被定向，并且本文中使用的空间相关描述词可以类似地被相应解释。

如图1-图3所示，本发明提供一种自动调整角度控制摄像头拍摄区域的机械装置，包括可拆卸装配在一起的外框组件1和内框组件2。内框组件2包括内框架21，内框架21上通过连接件3安装有内框电机26，内框电机26的输出轴上通过连接件3和齿轮挡板二24安装有内框电机齿轮25，内框电机26为内框电机齿轮25提供动力使其转动；内框组件2还包括镜头组件22，镜头组件22上通过连接件3安装有内框主动齿轮27，内框主动齿轮27与内框电机齿轮25啮合传动，内框电机26提供动力通过齿轮传动驱动镜头组件22沿着回转中心轴线转动。

如图2所示，镜头组件22的安装部相对的两端均设有配有轴承的圆形凹槽，圆形凹槽内设有轴承；内框电机26靠近镜头组件22的一侧设有凸起部，凸起部与镜头组件22安装部一端的圆形凹槽适配，内框架21上通过连接件3安装有内框支轴30，镜头组件22与内框架21装配时，凸起部插入圆形凹槽内的轴承内圈，镜头组件22的另一端的圆形凹槽的轴承内圈插入内框支轴30，以此实现装配。内框支轴30上设有内框从动齿轮28，内框从动齿轮28通过连接件3安装在镜头组件22上。内框支轴30穿过内框从动齿轮28中心的过孔插入镜头组件22圆形凹槽内预装的轴承内圈。

内框架21上通过连接件3安装有角度传感器一31，角度传感器一31的轴端安装有内框角度传感器齿轮32，内框角度传感器齿轮32与内框从动齿轮28啮合传动。镜头组件22转动时动力传给内框支轴30，内框支轴30将动力传递并驱动内框从动齿轮28转动从而带动内框角度传感器齿轮32转动，使角度传感器一31感应到镜头组件22角度转动情况。角度传感器一31电性连接控制单元，控制单元电性连接内框电机26。

即镜头组件22被内框电机26驱动从而转动，角度传感器一31检测到转动情况并将其反馈至控制单元，控制单元电性连接并控制内框电机26，根据传来的转动情况进一步控制内框电机26从而控制镜头组件22转动。

如图2-图3所示，在内框架21上与内框电机26呈90°方向的位置上通过连接件3安装有外框主动齿轮23；在内框架21上外框主动齿轮23的对面位置上通过连接件3安装有外框从动齿轮29。外框组件1包括外壳体19，外壳体19两端通过连接件3对称设有外框支轴14，外框支轴14上设有凸出部；外框支轴14的外侧连接有小盖板18，小盖板18通过连接件3安装在外壳体19上保证外壳曲线一致，满足空气动力学设计要求。

内框架21两端与外框支轴14对应的位置上设有凹槽且内部安装有轴承，且该位置为回转中心的两个支撑点，内框组件2和外框组件1可拆卸地装配时，外框支轴14的凸出部插入内框架21上的轴承的内圈形成回转中心。外壳体19上通过连接件3设有外框电机11，外框电机11的输出轴上通过连接件3和齿轮挡板一13安装有外框电机齿轮12并能驱动其转动，外框电机齿轮12与外框主动齿轮23啮合并能带动其转动。外壳体19上通过连接件3安装有角度传感器二16，角度传感器二16的轴上安装有外框角度传感器齿轮15，外框角度传感器齿轮15与外框从动齿轮29啮合传动。角度传感器二16的外部连接有大盖板17并通过连接件13将大盖板17安装在外壳体19上，保证外壳线条流畅一致，满足空气动力学设计要求。

即外框电机11能提供动力并通过外框主动齿轮23带动内框架21(内框组件2)相对于外框组件1转动，内框架21转动带动外框从动齿轮29转动从而通过外框角度传感器齿轮15将内框组件2转动情况传递给角度传感器二16；角度传感器二16电性连接控制单元，控制单元电性连接外框电机11，角度传感器二16检测到转动情况并将其反馈至控制单元，控制单元电性连接并控制外框电机11，根据传来的转动情况进一步控制外框电机11从而控制内框架21的转动。

本申请在镜头组件22的两端成180°的位置通过固定在内框架21上的内框电机26和角度传感器一31精确控制镜头组件22转动，实现拍摄区域的精确扫描以及目标搜索等功能。和这一对电机角度传感器组合成90°设置有另一对外框电机11和角度传感器二16，它们同轴心固定在内框架21的两端，通过外框电机11调整内框架21转动进而带动镜头组件22同时转动。和电机成对安装的角度传感器负责反馈电机转动角度信息给控制单元，从而实现精确转动。通过这样互成90°的两对电机传感器调整摄像头的拍摄空间，使得摄像头获得锥形扫描区域，相较传统方法可以扩大了一倍的搜索面积。

内框电机26与镜头组件22通过齿轮错开位置安装，这样可以确保装配后的结构直径最小，实现整体结构小型化；内框架21优选为一个不规则环状结构，最大限度减少面积和重量；开有多个孔洞和螺钉孔，方便未来电缆走线需要以及固定配重块。

本发明具体工作流程：

内框电机26提供动力带动内框电机齿轮25转动从而带动内框主动齿轮27转动进而使镜头组件22转动，镜头组件22转动时动力传给内框支轴30，内框支轴30将动力传递并驱动内框从动齿轮28转动从而带动内框角度传感器齿轮32转动，使角度传感器一31感应到镜头组件22角度转动情况并将其反馈至控制单元，控制单元控制内框电机26，根据传来的转动情况进一步控制内框电机26从而控制镜头组件22转动。

外框电机11提供动力并通过外框主动齿轮23带动内框架21(内框组件2)相对于外框组件1转动，内框架21转动带动外框从动齿轮29转动从而通过外框角度传感器齿轮15将内框组件2转动情况传递给角度传感器二16；角度传感器二16将检测到的转动情况反馈至控制单元，控制单元控制外框电机11，根据传来的转动情况进一步控制外框电机11从而控制内框架21的转动。

本发明的技术效果是，采用两对直流电机和角度传感器的组合，它们互成90°安装，实现在两个方向上在一定角度范围内调整摄像头角度的功能。直流电机根据控制单元指令调整摄像头的转动角度，另一端的角度传感器作为负反馈单元把转动结果发给控制单元，可以快速准确地实现调整摄像头角度，再加上互成90°的两个方向同时调整摄像头的角度可以增大摄像头的视野范围，尤其适用在高速行驶的汽车或飞行器姿态的调整等需要快速准确做出反应的场合。

本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。另外，为了避免对发明的实质造成不必要的混淆，并没有详细说明众所周知的方法、过程、流程、元件和电路等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。