一种摄像机轨道机器人及其摄像机轨道车的制作方法

1.本发明涉及摄影器材技术领域，特别是涉及摄像机轨道机器人及其平移轨道车。


背景技术：

2.影视剧以及各类视频产品在拍摄时经常用到大型摄影摄像设备。现有技术中会用到工业机器人机械手来安装这些大型摄影摄像设备，将摄影摄像设备安装在机械手的手部，机械手带动摄影摄像设备做各种旋转和平移。
3.在某些场景中，机械手的底座需要沿轨道移动，使得摄像机能够按要求移动。摄像机需要经常切换拍摄场景，需要经常换到不同的轨道安装和拆卸，对机械手的安装、拆卸的方便程度有较高的要求。同时，由于摄像机较为昂贵，为了防止出现机械手与轨道的安装不稳造成设备的损伤，对机械手与轨道的结合也有较高的要求。
4.例如，中国发明专利公告号cn 212617182u公开了一种方便拆装的摄像轨道车，包括支架，支架可以通过滑座与轨道接触，使得轨道车能沿轨道移动，支架5上方设置快拆结构，摄像机3通过快拆结构与支架5安装，可以将摄像机从快拆结构上快速拆装，但是其支架还是留在轨道上。在有多条轨道的复杂场景中，如果支架较轻，工作人员可以将支架抬起并移至另一条轨道上，但是当使用重型的机器人机械手时，支架部分重量也需加大，工作人员无法轻易拆装并移动支架部分。
5.中国发明专利公开号cn 113691712a公开了一种用于影视拍摄的运动装置，包括底座和轨道，轨道上安装齿条，底座能够通过齿轮齿条机构在轨道上移动，底座包括底板，底板下方设置滑轨，滑轨上安装可以沿滑轨滑动的驱动机构，驱动机构包括电机、减速机、齿轮403，通过电机驱动齿轮403与齿条配合从而在轨道上移动。压紧机构能够将上述的驱动机构和齿条压紧配合或相分离。上述技术方案可以实现在安装或者拆卸的过程中驱动机构的齿轮与齿条顺利的啮合与分离，使得拼装更高效，方便了用户进行转场安装。
6.但是上述方案中的底板下方安装过多的部件，使得底板不能安装的过低，底板提高后使得底座的内部空间十分狭小，无法安装控制机构等装置。而且，驱动机构的检修也非常不方便。另外，由于底板设置的过高，轨道车顶部要安装机械臂和摄像机等设备，使得这个设备重心过高，容易发生侧翻的事故。轨道需要吊装滑动板、电机、减速箱、齿轮等等零部件，所有这些零部件的重量都需要轨道与滑块之间的连接来承担，滑块容易磨损，容易发生故障。


技术实现要素：

7.本发明要解决的问题是提供一种摄像机轨道机器人及其摄像机轨道车，轨道车的底座内部空间足够大，能够安装更多的随轨道车一起运动的设备，轨道车的重心降低，不易侧翻，不易发生故障。
8.为解决上述技术问题，本发明的摄像机轨道车，包括移动座，移动座用于连接摄像机机械臂，并能在轨道上移动；所述移动座包括底板；所述移动座上安装驱动装置，所述驱
动装置为齿轮齿条机构，所述驱动装置包括与轨道上的齿条匹配的齿轮和驱动齿轮的电机，所述底板上设有方形的安装口，所述安装口包括两个垂直于轨道延伸方向的垂直边和两个平行于轨道延伸方向的平行边，所述底板上方靠近两个垂直边的位置各设置一条滑轨，两条滑轨上安装滑动板，所述滑动板上安装电机和齿轮，所述齿轮安装在所述底板的下方，所述电机安装在所述底板的上方；所述底板上设置驱动装置锁紧机构，所述驱动装置锁紧机构一端连接所述滑动板，另一端安装在底板上，所述驱动装置锁紧机构能够将齿轮拉近和推离所述齿条，使得所述齿条啮合和分离。
9.通过采用上述技术方案，相比在底板的底部安装滑轨和滑动板，将底板上设安装口，可以将轨道安装在底板的上方，然后将电机安装在底板的上方，底板下方仅安装齿轮。底板可以安装的更靠近底部，从而使得底板上方的空间更大，可以在轨道车底座的内部安装更多的设备，轨道车的重心降低，不易侧翻。这种结构也可以使得轨道的结构更简单，使得滑动板、电机、减速机、齿轮等零件都压在滑轨上，这样可以使得滑轨与滑块之间的连接结构不需要承受较大的力，使得结构简单可靠，不易产生故障。
10.作为进一步的改进，所述滑动板靠近所述垂直边的两端分别设有翘起部，两侧的翘起部之间为下沉部，所述翘起部的高度高于所述下沉部，所述翘起部的底部安装在所述滑轨上，所述电机和齿轮安装在下沉部上。
11.通过采用上述技术方案，可以将设置为类似于u型的结构，将安装电机和齿轮的部分下沉，使得齿轮的位置可以更靠下，使得齿轮的驱动轴更短，齿轮更为稳固。
12.作为进一步的改进，所述齿轮低于所述底板。
13.作为进一步的改进，所述翘起部的底部设有第二滑块，所述第二滑块与所述滑轨相匹配。
14.由于驱动轴穿过底板，驱动轴需要连接上部的电机到底部的齿轮，驱动轴的长度较大，而锁紧机构在将齿轮压在齿条上时，会对齿轮产生一定的推力，导致驱动轴产生一定的力矩，对电机、驱动轴和齿轮的连接结构产生影响。为了解决上述问题，做了进一步的改进，在所述底板上安装从动齿轮，所述从动齿轮与所述齿轮啮合，所述从动齿轮与所述齿条啮合使得所述齿轮上的动力传递到所述从动齿轮上。
15.通过采用上述技术方案，齿轮将动力传递给从动齿轮，由于从动齿轮的转轴可以安装在底板上，转轴的长度小，力矩小，锁紧机构产生的压力不易使从动齿轮的结构变形。
16.由于摄像机轨道车上方还要安装机械臂和摄像机，而且轨道车自身的重量也较大，仅通过一个齿轮与齿条啮合来驱动轨道车运动，容易对轨道车产生垂直于轨道的力矩，导致轨道车在行进时产生扭曲，从而导致轨道车与轨道接触的第二滑块与轨道经常处于不平行的状态，导致第二滑块与轨道的滑动不顺畅，造成轨道车的运行出现卡顿。
17.为了解决上述问题，做了进一步的改进，所述从动齿轮设置两个，分别设置在所述齿轮的两侧，使得所述齿轮的动力传递给两个从动齿轮，两个从动齿轮同时与所述齿条啮合。
18.在两侧都设置从动轮，可以使得齿条上的驱动受力点有两个，相比于只有一个受力点，不会给轨道车产生垂直于轨道的力矩，防止轨道车在行进时产生扭曲，防止轨道车与轨道接触的第二滑块与轨道经常处于不平行的状态，使得第二滑块与轨道的滑动顺畅，防止轨道车的运行出现卡顿。
19.优选的，从动齿轮与所述齿轮连线与轨道的延伸方向之间的夹角为下列范围中的任意一个，
20.(a)20-40度；
21.(b)25-35度；
22.(c)30度。
23.经大量实验，从动齿轮与所述齿轮在上述几个角度范围内，第二滑块与轨道的滑动更顺畅。
24.所述驱动装置锁紧机构包括连接在所述滑动板上的连接杆，所述连接杆的外端安装转轮，所述转轮包括设置在所述转轮圆心的中心轴和连接轴，所述连接轴设置在所述转轮圆心以外，所述连接杆通过连接轴与转轮安装，所述中心轴安装在安装台上，所述底板侧面设置侧板，所述安装台固定安装在侧板上，所述侧板上设有供所述连接轴通过的长条孔，所述转轮上安装锁紧把手。
25.这样的锁紧机构结构简单可靠，仅通过一步操作就可以很顺畅的将齿轮和电机在靠近齿条的锁定状态和离开齿条的脱离状态之间切换。
26.所述锁紧把手的端部设有第一连接装置，所述侧板上安装台的一侧设有与所述第一连接装置匹配的第二连接装置；
27.或者，所述锁紧把手的端部设有第一连接装置，所述侧板上安装台的两侧各设有与所述第一连接装置匹配的第二连接装置。
28.在两侧设置锁紧把手的连接装置，可以在锁定或者脱离的状态下保持锁紧把手固定不动。
29.本发明还涉及一种摄像机轨道机器人，包括摄像轨道装置和能够安装在所述摄像轨道装置上并沿所述摄像轨道装置移动的摄影摄像设备，所述摄影摄像设备包括摄像机轨道车，所述摄像机轨道车通过机械臂安装摄像机，所述摄像机轨道车为上述的摄像机轨道车。
30.采用这样的结构后，本发明的摄像机轨道车将底板上设安装口，可以将轨道安装在底板的上方，然后将电机安装在底板的上方，底板下方仅安装齿轮。底板可以安装的更靠近底部，从而使得底板上方的空间更大，可以在轨道车底座的内部安装更多的设备，轨道车的重心降低，不易侧翻。这种结构也可以使得轨道的结构更简单，使得滑动板、电机、减速机、齿轮等零件都压在滑轨上，这样可以使得滑轨与第二滑块之间的连接结构不需要承受较大的力，使得结构简单可靠，不易产生故障。
31.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，从而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下以本技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
32.根据下文结合附图对本技术具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本技术的上述及其他目的、优点和特征。
附图说明
33.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术
的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。
34.图1是本发明的摄像机轨道机器人的结构示意图。
35.图2是滑动板第一种实施方式的结构示意图。
36.图3是滑动板第二种实施方式的结构示意图。
37.图4是底板51的俯视图。
38.图5是摄像机轨道车的仰视图。
39.图6是底板、滑动板的侧视图。
40.图7是底板、滑动板的安装示意图。
41.图8是锁紧机构的俯视图。
42.图9是锁紧机构的立体图。
43.附图标记：轨道1，机械臂20，摄像机吊笼202，移动座2，齿条3，底板51，齿轮52，安装口53，垂直边53a，平行边53b，电机54，滑轨55，滑动板56，翘起部561，下沉部562，竖直板563，锁紧机构57，第二滑块58，驱动轴59，从动齿轮60，转轴61，连接杆62，转轮63，中心轴64，连接轴65，安装台66，侧板67，长条孔68，锁紧把手69，第一连接装置70，第二连接装置71，减速机72，固定板73，水平板74，长条孔75。
具体实施方式
44.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本技术的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本技术的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，实施例中省略了对已知功能和构造的描述。
45.应该理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“本实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“一个实施例”或“本实施例”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。
46.此外，本技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身并不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。
47.本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，单独存在b，同时存在a和b三种情况，本文中术语“/和”是描述另一种关联对象关系，表示可以存在两种关系，例如，a/和b，可以表示：单独存在a，单独存在a和b两种情况，另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”关系。
48.本文中术语“至少一种”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和b的至少一种，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。
49.还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个
实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含。
50.如图1所示，本发明的摄像机轨道机器人，包括摄像轨道1和能够安装在所述摄像轨道1上并沿所述摄像轨道1移动的摄影摄像设备，所述摄影摄像设备包括摄像机轨道车，所述摄像机轨道车通过机械臂20安装摄像机吊笼202，摄像机吊笼202内安装摄像机，摄像轨道装置下述的摄像机轨道车。
51.如图3所示，本发明的摄像机轨道车，包括移动座2，移动座2用于连接摄像机机械臂20，并能在轨道1上移动；所述移动座2包括底板51；底板51上安装驱动装置，所述驱动装置为齿轮齿条机构，所述驱动装置包括与轨道1上的齿条3匹配的齿轮52和驱动齿轮52的电机54，电机54还可以连接减速机72，如图4所示，所述底板51上设有方形的安装口53，所述安装口53包括两个垂直于轨道1延伸方向的垂直边53a和两个平行于轨道1延伸方向的平行边53b，所述底板51上方靠近两个垂直边53a的位置各设置一条滑轨55，两条滑轨55上安装滑动板56，所述滑动板55上安装电机54和齿轮52，所述齿轮52安装在所述底板51的下方，所述电机54和减速机72安装在所述底板51的上方；所述底板54上设置驱动装置锁紧机构56，所述驱动装置锁紧机构57一端连接所述滑动板56，另一端安装在底板51上，所述驱动装置锁紧机构57能够将齿轮52拉近和推离所述齿条3，使得所述齿条3啮合和分离。
52.如图2所示，第一种实施方式的滑动板56是平板。锁紧机构可以安装在滑动板56两端或者一端，在滑动板56的端部设置固定板73，固定板73与滑动部56固定连接，固定板上连接与滑动部56平行的水平板74，水平板74上设置长条孔75，长条孔75上安装螺栓(图中未画出)，螺栓与底板连接。当需要将齿轮52与齿条3啮合时，将滑动板56推向齿条3一侧，啮合就位后，将螺栓拧紧。
53.通过采用上述技术方案，相比在底板51的底部安装滑轨55和滑动板56，将底板51上设安装口53，可以将滑轨55安装在底板51的上方，然后将电机54安装在底板51的上方，底板51下方仅安装齿轮52。底板51可以安装的更靠近底部，位置更低，从而使得底板51上方的空间更大，可以在轨道车移动座2的内部安装更多的设备，轨道车的重心降低，不易侧翻。这种结构也可以使得滑轨55的结构更简单，使得滑动板56、电机54、减速机、齿轮52等零件都压在滑轨55上，这样可以使得滑轨55与第二滑块58之间的连接结构不需要承受较大的力，使得结构简单可靠，不易产生故障。
54.如图3和图6所示，第二种实施方式的滑动板56两端翘起。所述滑动板56靠近所述垂直边53a的两端分别设有翘起部561，两侧的翘起部561之间为下沉部562，所述翘起部561的高度高于所述下沉部562，翘起部561与下沉部562通过竖直板563连接。所述翘起部561的底部安装第二滑块58，第二滑块58与所述滑轨55相匹配，第二滑块58安装在所述滑轨55上，所述电机和齿轮安装在下沉部562上。
55.第二滑块58也可以用滚轮来代替，滚轮可以沿滑轨55运动。
56.通过采用上述技术方案，可以将设置为类似于u型的结构，将安装电机54和齿轮52的部分下沉，使得齿轮52的位置可以更靠下，使得齿轮52的驱动轴59更短，齿轮52更为稳固。齿轮52的位置要低于所述底板51的最下沿。
57.由于驱动轴59穿过底板51，驱动轴59需要连接上部的电机54到底部的齿轮52，驱
动轴59的长度较大，而锁紧机构57在将齿轮52压在齿条3上时，会对齿轮52产生一定的推力，导致驱动轴59产生一定的力矩，对电机54、驱动轴59和齿轮52的连接结构产生影响。为了解决上述问题，做了进一步的改进，如图5和图7所示，在所述底板51上安装从动齿轮，所述从动齿轮60与所述齿轮52啮合，所述从动齿轮60与所述齿条52啮合使得所述齿轮52上的动力传递到所述从动齿轮60上。
58.通过采用上述技术方案，齿轮52将动力传递给从动齿轮60，由于从动齿轮60的转轴61可以安装在底板51上，转轴61的长度小，力矩小，锁紧机构57产生的压力不易使从动齿轮60的结构变形。
59.可以将从动齿轮60的直径设置为大于齿轮52的直径，齿轮52的圆心和从动齿轮60圆心的连线(也就是驱动轴59于转轴61的连线)与轨道1的延伸方向平行或基本平行，这样锁紧机构57带来的压力就会被完全施加在从动齿轮60上，而齿轮52不会受到任何压力。
60.由于摄像机轨道车上方还要安装机械臂20和摄像机，而且轨道车自身的重量也较大，仅通过一个齿轮52与齿条3啮合来驱动轨道车运动，容易对轨道车产生垂直于轨道1的力矩，导致轨道车在行进时产生扭曲，从而导致轨道车与轨道1接触的滑块6与轨道经常处于不平行的状态，导致滑块6与轨道1的滑动不顺畅，造成轨道车的运行出现卡顿。
61.为了解决上述问题，做了进一步的改进，如图5和图7所示，所述从动齿轮60设置两个，分别设置在所述齿轮的两侧，两个从动齿轮60的直径相等，齿轮52的动力传递给两个从动齿轮60，两个从动齿轮60同时与所述齿条3啮合。在齿轮52两侧都设置从动齿轮60，可以使得齿条3上的驱动受力点有两个，相比于只有一个受力点，不会给轨道车产生垂直于轨道1的力矩，防止轨道车在行进时产生扭曲，防止轨道车与轨道接触的滑块6与轨道1处于不平行的状态，使得滑块6与轨道1的滑动顺畅，防止轨道车的运行出现卡顿。
62.从动齿轮60相比于齿轮52更靠近齿条3，经大量实验，从动齿轮60与齿轮52连线与轨道1的延伸方向之间的夹角为20-40度时，轨道车运行更为顺畅；进一步选为25-35度；最优的角度30度左右。
63.可以将两个从动齿轮60的直径设置为大于齿轮52的直径，齿轮52的圆心和两个从动齿轮60圆心的连线(也就是驱动轴59于转轴61的连线)与轨道1的延伸方向平行或基本平行。这样既能保证齿轮52不受力，又能实现两个驱动受力点。
64.如图8和图9所示，所述驱动装置锁紧机构57包括连接在所述滑动板56上的连接杆62，所述连接杆62的外端安装转轮63，所述转轮63包括设置在所述转轮63圆心的中心轴64和连接轴65，所述连接轴65设置在所述转轮63圆心以外，所述连接杆62通过连接轴65与转轮63安装，所述中心轴64安装在安装台66上，所述底板51侧面设置侧板67，所述安装台66固定安装在侧板67上，所述侧板67上设有供连接轴65通过的长条孔68，所述转轮63上安装锁紧把手69。
65.这样的锁紧机构结构简单可靠，仅通过一步操作就可以很顺畅的将齿轮和电机在靠近齿条的锁定状态和离开齿条的脱离状态之间切换。
66.所述锁紧把手69的端部设有第一连接装置70，所述侧板67上安装台66的一侧设有与所述第一连接装置70匹配的第二连接装置71，第一连接装置70和第二连接装置71可以是卡接扣，只要能将两者锁定和放开即可。
67.也可以在所述侧板上安装台的两侧各设有与所述第一连接装置匹配的第二连接
装置，在两侧设置锁紧把手的连接装置，可以在锁定或者脱离的状态下保持锁紧把手固定不动，齿轮和齿条的离开和合并两种状态都可以锁定。
68.当需要将齿轮52接触到齿条3上时，旋转锁紧把手69，使得连接轴65远离侧板67，使得连接杆62带动滑动板56沿滑轨55滑动，使得齿轮52或者从动齿轮60靠近齿条3，并与齿条3啮合，然后将第一连接装置70与第二连接装置71连好锁定住，从而使得齿轮52或者从动齿轮6齿条3处于接触并锁定状态。当需要将齿轮52与齿条3脱离时，将第一连接装置70与第二连接装置71解开，旋转锁紧把手69，使得连接轴65靠近侧板67，使得连接杆62带动滑动板56沿滑轨55滑动，使得齿轮52或者从动齿轮60远离齿条3，并与齿条3脱离。然后将第一连接装置70与另一侧的第二连接装置71连好锁定住，从而使得齿轮52或者从动齿轮6齿条3处于脱离并锁定状态。此时可以将摄像机轨道车抬起，并脱离轨道。这样齿轮与齿条3不会影响摄像机轨道车的拆卸。
69.以上所述，仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为同等变化的等效实施例。凡是未脱离本发明方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与改型，均落在本发明的保护范围内。