具有抗震防冲击的摄像头升降模组和包括其的摄像机构的制作方法

1.本发明属于摄像设施领域，更具体地，涉及具有抗震防冲击的摄像头升降模组和包括其的摄像机构。


背景技术：

2.摄像头具有视频摄像/传播和静态图像捕捉等基本功能，具有灵敏度高、抗强光、畸变小、体积小、寿命长、抗震动等优点。现在使用的伸缩式摄像头，能很好完成变焦任务，进光大，镜头素质比较高，成像效果好。
3.市面上各家厂商生产出来的摄像头的伸缩机构有很多种，但这些伸缩机构在实际应用时均存在一定缺陷，摄像头的升降一般是通过由电机驱动的传动机构来带动的，摄像头与传动机构之间采用的是刚性连接，一旦当伸出的摄像头受到了来自外部的冲击时，摄像头会将冲击力直接传递给传动机构，致使传动机构产生不可逆的损伤，比如断裂等，从而造成摄像头的升降功能无法正常使用，不仅影响了用户的产品使用感受，且还限制了伸缩式摄像头的推广应用。


技术实现要素：

4.针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了具有抗震防冲击的摄像头升降模组和包括其的摄像机构，其具有防震抗冲击，可以最大限度的消除冲击带来的影响，提高抗冲击能力。
5.为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了具有抗震防冲击的摄像头升降模组，其特征在于，包括支架、减速电机、导柱、丝杠机构和滑动组件，其中：
6.所述减速电机和所述导柱均安装在所述支架上，所述丝杠机构包括丝杠和安装在所述丝杠上的传动螺母，所述丝杠竖直设置并且可转动安装在所述支架上，所述减速电机的输出轴连接所述丝杠，该导柱与该丝杠平行；
7.所述滑动组件包括活动架、导向轴、摄像头安装架和第一弹性元件，所述活动架活动穿装在所述导柱上，所述传动螺母固设在所述活动架上，所述活动架具有限位对，所述限位对包括上下布置的两个限位部并且它们之间存在空间，所述导向轴的上端和下端分别安装在一所述限位部上并且所述导向轴与所述导柱平行，所述第一弹性元件穿装在所述导向轴上，所述摄像头安装架具有穿装部，该穿装部活动穿装在所述导向轴上，两个所述限位部之间布置所述穿装部和所述第一弹性元件，以限制所述穿装部和所述第一弹性元件的位移，并且所述第一弹性元件的一端压在所述活动架的一所述限位部上而另一端压在所述摄像头安装架的穿装部上，以在摄像头安装架上安装的摄像头碰到障碍物时进行减震。
8.优选地，所述活动架和所述摄像头安装架均为横梁结构并且它们的长度方向均沿水平方向延伸；
9.所述导向轴设置有两根，每根所述导向轴上分别穿装至少一根所述第一弹性元件；
10.所述活动架的两端分别设置有容纳槽，每根所述导向轴分别设置在所述活动架的一所述容纳槽处，每一端的所述容纳槽处分别设置一组所述限位对；
11.所述摄像头安装架的每端在对应于穿装部的位置分别设置至少一个缺口并且两端的所述缺口左右对称布置；
12.所述摄像头安装架的每一端的穿装部分别活动穿装在一根所述导向轴上，每个所述第一弹性元件分别位于一所述缺口处。
13.优选地，所述摄像头安装架的每一端分别设置一个缺口，并且：
14.所述摄像头安装架上的摄像头的镜头朝上布置时，每个所述第一弹性元件均位于所述穿装部的下方，且所述第一弹性元件将所述摄像头安装架压在所述活动架上；
15.或者，所述摄像头安装架上的摄像头的镜头朝下时，每个所述第一弹性元件均位于所述穿装部的上方，且所述第一弹性元件将所述摄像头安装架压在所述活动架上。
16.优选地，所述摄像头安装架的每一端的缺口有两个并且它们上下对称布置，每个所述缺口处分别设置一个所述第一弹性元件。
17.优选地，所述导柱布置有多根，靠近丝杠的一根所述导柱上穿装有第二弹性元件，以在第二弹性元件受压时，第二弹性元件的一端压在所述支架上而另一端压在所述活动架上，从而消除所述传动螺母与所述丝杠的配合间隙。
18.优选地，所述第二弹性元件有两个并且它们分别位于所述活动架的上方和下方。
19.优选地，所述支架上设置有第一位置传感器和第二位置传感器并且它们上下布置，以用于获得滑动组件上下移动的位置。
20.优选地，所述导柱有多根，所述活动架具有便于导柱穿过活动架的槽孔，所述槽孔的数量与所述导柱的数量一致；
21.其中一个槽孔包括从上至下依次布置的第一段差孔、中间孔和第二段差孔，并且所述第一段差孔和第二段差孔的孔径均大于所述中间孔的孔径，所述第一段差孔和第二段差孔内分别安装有第一滑动轴承和第二滑动轴承；
22.所述第一滑动轴承和第二滑动轴承同轴穿装在其中一根导柱上。
23.优选地，所述减速电机的输出轴通过齿轮传动机构连接所述丝杠机构的丝杠。
24.按照本发明的另一个方面，还提供了一种摄像机构，包括所述的具有抗震防冲击的摄像头升降模组，其特征在于，还包括机壳、摄像头和主控模块，其中：
25.所述摄像头升降模组位于所述机壳内并且所述支架固定安装在所述机壳的内壁上；
26.所述机壳上设置有用于容置摄像头的凹槽；
27.所述摄像头固定安装在所述摄像头升降模组的摄像头安装架上，所述摄像头位于所述机壳的凹槽内；
28.所述主控模块固定安装在所述机壳上并与所述减速电机和所述摄像头分别连接。
29.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：
30.1)本发明的滑动组件可在减速电机和丝杠机构的驱动下带动摄像头作往复移动，而且滑动组件的活动架和摄像头安装架采用了分体式结构，但是它们又通过第一弹性元件实现柔性连接，活动架和摄像头安装架既能一起移动，又能在摄像头碰到障碍物时，活动架
和摄像头安装架通过设的第一弹性元件减震来实现相对运动，使得摄像头安装架受到的冲击不会刚性传导至活动架上，也就不会传导至减速电机和丝杠机构上，有助于保护减速电机和丝杠机构，第一弹性元件可以最大限度的消除冲击带来的影响，提高模块的抗冲击能力。
31.2)本发明的活动架和摄像头安装架均为横梁结构，它们均具有一定的长度，用来保证摄像头升降模组整体的扭转刚度和承受纵向载荷，而且还可以支撑摄像头安装架上的摄像头，与第一弹性元件一起配合，提高了减震性能，使得摄像头在摄像时不易抖动。而且活动架上的容纳槽和摄像头安装架上的缺口的设置也便于导向轴和第一弹性元件的安装。
32.3)本发明的滑动组件和支架之间安装有第二弹性元件，可以消除传动螺母和丝杠之间的配合间隙，消除抖动。
33.4)本发明的支架上安装有两个位置传感器，既能识别滑动组件的实时位置，又能在滑动组件在运行过程中出现故障的时候报错，及时把信息反馈给中央处理系统，提高模组的安全性能。
附图说明
34.图1为本发明的外部示意图；
35.图2为本发明的爆炸图；
36.图3为本发明滑动组件的爆炸图；
37.图4为本发明中滑动组件滑动块的俯视图；
38.图5为本发明中滑动组件向下移动后的状态图；
39.图6为本发明中滑动组件向上移动后的状态图；
40.图7是本发明中摄像机构的爆炸图；
41.图8是本发明中摄像机构的摄像头缩回凹槽内的状态图；
42.图9是本发明中摄像机构的摄像头伸出凹槽的状态图。
43.在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：
44.1a-第一导柱；1b-第二导柱；1c-第三导柱；1d-第四导柱；2-丝杠；3a-第一轴承；3b-第二轴承；4滑动组件；5支架；6a-第一位置传感器；6b-第二位置传感器；7-主动齿轮；8-从动齿轮；9-齿轮盖板；10-减速电机；41a-第一滑动轴承；41b-第二滑动轴承；42a-第一导向轴；42b-第二导向轴；43-第一弹性元件；44-第二弹性元件；45-活动架；451-限位部；46-摄像头安装架；461-穿装部；47a-第一槽孔；47b-第二槽孔；47c-第三槽孔；48传动螺母；49a-第一安装孔；49b-第二安装孔；49-1a-第三安装孔；49-1b-第四安装孔；101a-第一定位孔；101b-第二定位孔；102a-第一连接孔；102b-第二连接孔；a
–
摄像头升降模组；b-摄像头；c-容置壳，d-主控模块；e-盖板。
具体实施方式
45.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
46.参照图1～图6，具有抗震防冲击的摄像头升降模组，包括支架5、减速电机10、导柱、丝杠机构和滑动组件4，其中：
47.所述减速电机10和所述导柱均安装在所述支架5上，所述丝杠机构包括丝杠2和安装在所述丝杠2上的传动螺母48，所述丝杠2竖直设置并且可转动安装在所述支架5上，所述丝杠2的上下两端分别安装第一轴承3a和第二轴承3b，从而可转动安装在支架5上，所述减速电机10的输出轴连接所述丝杠机构的丝杠2，所述导柱与所述丝杠2平行，减速电机10的输出轴的转动可以带动丝杠2转动，进而带动传动螺母48上下移动，减速电机10的电机优选采用步进电机。所述减速电机10的输出轴通过齿轮传动机构连接所述丝杠机构的丝杠2，所述支架5上设置有用于容纳所述齿轮传动机构的容纳槽，所述容纳槽处盖有齿轮盖板9，以用于遮盖所述齿轮传动机构。本发明的减速电机10包括电机和齿轮箱，齿轮箱的输出轴从支架5底部的通孔中伸出，且通过轴承安装在齿轮盖板9上，齿轮箱的输出轴上另外安装齿轮机构的主动齿轮7，所述丝杠2的下端安装齿轮机构的从动齿轮8，从动齿轮8和主动齿轮7互相啮合，通电后电机带动主动齿轮7旋转，主动齿轮7带动与之啮合的从动齿轮8旋转，进而带动丝杠2旋转。
48.所述滑动组件4包括活动架45、摄像头安装架46、导向轴和第一弹性元件43，所述活动架45活动穿装在所述导柱上，所述摄像头安装架46上具有定位孔和连接孔，以便于安装摄像头，定位孔有两个分别是第一定位孔101a和第二定位孔101b，连接孔也有两个分别是第一连接孔102a和第二连接孔102b。所述传动螺母48固设在所述活动架45上，以用于带动所述活动架45升降，传动螺母48的螺母本体与活动架45优选一体成型。则在减速电机10的驱动下，活动架45可跟着传动螺母48上下移动，所述活动架45具有限位对，所述限位对包括上下布置的两个限位部451并且它们之间存在空间，所述导向轴的上端和下端分别安装在一所述限位部451上并且所述导向轴与所述导柱平行，所述第一弹性元件43穿装在所述导向轴上，所述摄像头安装架46具有穿装部461，该穿装部461活动穿装在所述导向轴上，两个所述限位部451之间布置所述穿装部461和所述第一弹性元43件，以限制所述穿装部461和所述第一弹性元件43的位移，所述摄像头安装架46的穿装部461可以通过所述第一弹性元件43承接或通过所述活动架45的其中一个限位部461承接，活动架45在上下移动的时候可以带着摄像头安装架46也一起移动，所述第一弹性元件43的一端压在所述活动架45的其中一个限位部451上而另一端压在所述摄像头安装架46的穿装部461上，以在摄像头安装架46上安装的摄像头碰到障碍物时进行减震，可以提滑动组件4的抗冲击能力，使得摄像头安装架46上带的负载更为安全，也提高了本发明的摄像头升降模组的安全性能。第一弹性元件43优选采用压缩弹簧。
49.进一步，所述活动架45和所述摄像头安装架46均为横梁结构并且它们的长度方向均沿水平方向延伸，则所述活动架45和所述摄像头安装架46均具有一定的长度，可以采用多个第一弹性元件43与它们配合来实现减震。所述导向轴设置有两根，分别是第一导向轴42a和第二导向轴42b，每根所述导向轴上分别穿装至少一根所述第一弹性元件43；所述活动架45的两端分别设置有容纳槽，每根所述导向轴分别竖直布置在所述活动架45的一所述容纳槽处，每一端的所述容纳槽处分别设置一组所述限位对；所述摄像头安装架46的每一端在对应于穿装部461的位置分别设置至少一个缺口462并且两端的所述缺口462左右对称布置，所述摄像头安装架46的每一端的穿装部分别活动穿装在一根所述导向轴上，每个所
述第一弹性元件43分别位于一所述缺口462处。摄像头在碰到障碍时，横梁结构的摄像头安装架46可以快速分散冲击力，可保证摄像头升降模组整体的扭转刚度和承受纵向载荷，而且将冲击力平稳地传导给两端的第一弹性元件43，减少冲击。在活动架45上设置了第一安装孔49a和第二安装孔49b，在摄像头安装架46对应于第一安装孔49a和第二安装孔49b的位置分别设置了第三安装孔49-1a和第四安装孔49-1b，第一导向轴42a穿过第一安装孔49a和第三安装孔49-1a实现固定安装，第二导向轴42b穿过第二安装孔49b和第四安装孔49-1b实现固定安装。
50.进一步，所述摄像头安装架46的每一端分别设置一个缺口462，并且：所述摄像头安装架46上的摄像头的镜头朝上布置时，每个所述第一弹性元件43均位于所述穿装部461的下方，且所述第一弹性元件43将所述摄像头安装架46压在所述活动架45上。
51.或者，所述摄像头安装架46上的摄像头的镜头朝下时，每个所述第一弹性元件43均位于所述穿装部461的上方，且所述第一弹性元件43将所述摄像头安装架46压在所述活动架45上。
52.上述的两个方案的是在一端只设置一个第一弹性元件43，这是因为摄像头在朝第一方向移动后，如果没有碰到障碍物，则在朝与第一方向相反的第二方向反向移动回位时，一般也不会碰到障碍物，因此一端只设置一个第一弹性元件43即可，但是，这会使得摄像头回位时有可能会与意外出现的障碍物发生碰撞，而且碰到障碍物后第一弹性元件43被压缩，障碍物解除后，摄像头安装架46回位时也会碰撞活动架45，也存在给减速电机10和丝杠机构带来损坏的风险。
53.因此，作为进一步优选的方案，所述摄像头安装架46的每一端的缺口462有两个并且它们上下对称布置；每个所述缺口462处分别设置一个所述第一弹性元件43，则共设置四个第一弹性元件43；所述摄像头安装架46的每一端的两个所述第一弹性元件43也是上下对称布置，每一端的两个所述第一弹性元件43分别位于对应端的穿装部461的上方和下方。则这些第一弹性元件43无论是摄像头安装架46向上移动还是向下移动时碰到障碍物，都可以进行减震，从而可以进行全方位保护，防冲击效果更好。
54.进一步，所述导柱布置有多根，图2示出了三根导柱，分别第一导柱1a、第二导柱1b和第三导柱1c，活动架45上分别设置了第一槽孔47a、第二槽孔47b和第三槽孔47c，分别用于穿装第一导柱1a、第二导柱1b和第三导柱1c，槽孔的设计可以消除装配时的位置公差，使得滑动组件4在上下滑动的时候不会出现卡死的情况。靠近丝杠2的一根导柱(第四导柱1d)上穿装有第二弹性元件44，该第二弹性元件44用于受压时一端压在所述支架5上而另一端压在所述活动架45上，从而消除所述传动螺母48与所述丝杠2的配合间隙。该第二弹性元件44优选采用压缩弹簧。优选地，所述第二弹性元件44有两个并且它们分别位于所述活动架45的上方和下方，这样无论是活动架45向上还是向下移动时，都有第二弹性元件44发挥作用。
55.进一步，所述活动架45具有便于导柱穿过活动架45的槽孔，所述槽孔的数量与所述导柱的数量一致，每根导柱分别从一个所述槽孔穿过活动架。
56.其中的一个槽孔包括从上至下依次布置的第一段差孔、中间孔和第二段差孔，并且所述第一段差孔和第二段差孔的孔径均大于所述中间孔的孔径，所述第一段差孔和第二段差孔内分别安装有第一滑动轴承41a和第二滑动轴承41b；
57.所述第一滑动轴承41a和第二滑动轴承41b同轴穿装在其中一根导柱上。优选离丝杠2较近的导柱穿过所述第一滑动轴承41a和第二滑动轴承41b。活动架45通过两个滑动轴承与第一导柱1a形成精密滑动配合，减少活动架45在工作过程的松动，从而有助于摄像头的拍摄工作。
58.进一步，所述支架5上设置有第一位置传感器6a和第二位置传感器6b并且它们上下布置，以用于获得滑动组件4上下移动的位置。位置传感器和可以精准的探测出滑动组件4的实时位置，并且实时给与反馈，当滑动组件4在移动过程中出现故障时，位置传感器和能及时报错，提高模组的安全性能。
59.本发明的摄像头升降模组的工作过程如下：
60.通电源给减速电机10通电后旋转，带动安装在减速电机10的输出轴上的主动齿轮7旋转，主动齿轮7的旋转带动与之啮合的从动齿轮8的旋转，从动齿轮8安装在丝杠2上，因此，从动齿轮8的旋转会带动丝杠2的旋转。
61.假设丝杠2为右旋丝杠2，从上往下看，丝杠2逆时针旋转时，传动螺母48往下移动，进而带动活动架45顺着导柱往下移动，进而带动安装在活动架45上的摄像头安装架46往下移动，摄像头安装架46的往下移动带动安装在摄像头安装架46上的摄像头往下移动。同理，丝杠2顺时针旋转时，传动螺母48往上移动，进而带动活动架45顺着导柱往上移动，进而带动安装在活动架45上的摄像头安装架46往上移动，摄像头安装架46往上移动带动摄像头往上移动。
62.假设丝杠2为左旋丝杠2，则滑动组件4的运动情况与上述相反。
63.参照图7～图9，按照本发明的另一个方面，还提供了一种摄像机构，包括所述摄像头升降模组a，以及机壳、摄像头b和主控模块d，其中：
64.所述机壳包括容置壳c和盖在所述容置壳c上的盖板e。容置壳c可容纳摄像头升降模组a、主控模块d和摄像头b，容置壳c还具有终端客户安装固定的特征。
65.所述摄像头升降模组a位于所述机壳的容置壳c内并且所述支架固定安装在所述机壳的容置壳c的内壁上。
66.所述机壳的容置壳c上设置有用于容置摄像头b的凹槽。
67.所述摄像头b固定安装在所述摄像头升降模组a的摄像头安装架46上，所述摄像头b位于所述机壳的凹槽内，摄像头b可在摄像头升降模组a的驱动下伸出凹槽来进行摄像以及缩回凹槽内。
68.所述主控模块d固定安装在所述机壳上并与所述减速电机和所述摄像头分别连接。主控模块d可控制减速电机的运转、反馈摄像头b的工作状态的信号。
69.盖上盖板e后，摄像头升降模组a、主控模块d的电路板被封在容置壳c内。盖板e通过卡扣与容置壳c连成一体，使得机壳、摄像头升降模组a、摄像头b和主控模块d形成完整的具有可操控与反馈的摄像机构。
70.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。