专利名称：摄像机支撑和安装组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及摄像机的外壳，并且更具体的是涉及用于监视摄像机系统的安装和支撑结构，所述结构允许对于设置在其上的摄像机的全部范围的运动(摇动(pan)和俯仰(tilt))，所述安装结构本身的组装不需要使用五金紧固件，从而简化了装配并且使得维护和修理非常容易。
背景技术：
闭路电视(CCTV)摄像机和监视系统在现有技术中是公知的。许多摄像机安装系统包括圆拱形的摄像机外壳以保护摄像机并且产生美观的外表，同时使公众看不到摄像机。
摄像机的视场非常重要，因此适合的是提供这样一种摄像机的安装装置和外壳，即允许摄像机的可能的最大范围的运动，从而提供特定区域的完整的视场。许多摄像机安装系统允许摄像机摆动、旋转以及俯仰，从而摄像机能够捕获大面积区域的图像。例如美国专利No.6,894,724中所公开的摆动的机械旋转基座在现有技术中是公知的，这种基座允许装置例如摄像机在所限定的极限位置之间前后振荡。摄像机的摆动的极限可以方便地调节以增加或减小待扫描区域的尺寸。
摄像机在它的安装结构上长时间的连续使用和运动将必然导致部件的疲劳和失效。代替更换整个摄像机系统，通常简单地修理或更换出故障的部件并且使摄像机系统恢复工作在成本上更加有效。因为这种摄像机系统可能安装在很远或难以到达的位置，因此适合的是提供这样一种安装结构，该结构能够使得在现场维护和/或修理非常容易。可替换的是，如果使用者选择拆除失效的摄像机系统，有利的是可以快速并且方便地在商店里修理所拆除的系统。
现有技术中的安装结构通常使用螺杆、螺栓、铆钉和/或其它紧固件以将结构的各种部件固定在一起。这些五金部件需要特殊的工具来安装或拆除，这使得接近所述结构以维护或修理的任务复杂化，特别是具有多种或不同类型的紧固件。对于使用者来说，爬到遥远的位置来修理摄像机系统是很麻烦的，并且偶尔会将拆下的重新组装所需要的螺杆或螺母掉下去。另外，紧固件例如螺杆和螺栓在一段时间后会变得磨损和/或剥裂，当修理摄像机安装装置或外壳时可能会产生甚至更严重的困难。
对于CCTV系统来说，准确的并且可预测的摄像机运动是很重要的，从而摄像机会在特别选择的区域上被调整以获得需要的图像。当摄像机推变焦距镜头拍摄远处的目标时，对于准确的摄像机运动的需要变得更加迫切。因此具有可靠的摄像机安装装置和外壳以实现这些目标是很重要的。不幸的是，在现有技术的安装结构中，紧固件的使用必然导致经过长时间使用后紧固件松弛，这会导致摄像机安装结构的各种部件之间松散的连接。这会导致移动部件(特别是电动机和移动部件之间的相互啮合的齿轮)的异常的磨损和/或摄像机的不可预测的运动，并且会导致部件的早期失效，或者可能导致安装结构解体。因此适合的是提供摄像机安装结构的不同移动部件的牢固的连接以避免那些部件的疲劳和失效，并且从而保持安装在其上的摄像机的准确和可预测的运动。
同样适合的是提供一种具有最少数目的内部部件的摄像机外壳以减少制造成本。这种简化的结构能够更加快速地组装和拆解，由此降低用于制造和维护/修理的劳动力成本。较少的部件通常意味着需要较少的工具来拆解、修理和重新组装所述结构。最后，较少的部件，包括移动部件，还将减少由于摄像机安装装置的重复运动引起失效的可能性。
发明内容
本发明是一种CCTV或监视摄像机安装结构和外壳，所述结构和外壳由最少数目的部件构成，所述部件利用张紧装置、夹子和/或卡合配合件连接在一起，而不用使用五金件或紧固件。至少一个电动机利用锁定翼片、凸出对齐件、夹子和/或张紧元件的组合安装到支撑支架。电动机上的一个或多个销或对齐件与支撑支架上的开口或槽相对应，用于当连接到支架时准确地定位电动机。电动机支撑支架依次利用锁定凸出部、凸出对齐件、夹子和/或张紧元件的单独的组合连接到可旋转环，所述环在基座中运动。电动机支架上的一个或多个定位凸出部和/或孔口还确保支架正确和准确地安装到环。这种支架设置用于摇动或扫描电动机，所述电动机使摄像机围绕第一轴线旋转，并且一个单独的支架设置用于俯仰电动机，所述俯仰电动机使摄像机围绕第二轴线旋转，所述第二轴线通常为竖直的。
本发明的安装结构包括基座平台，所述平台连接到天花板、墙壁、摆动体或其它设置摄像机系统的位置或结构。基座设置有适合的安装结构例如螺纹开口等用于连接在设置位置处。基座为环形，在其内具有开口。单个的整体式环组件配合在基座中，并且能够在其中旋转。基座提供不可活动的内环，并且环组件形成可活动的外环。代替提供位于外环和基座之间的单独的支承结构，外环本身套接(journal)到基座以形成支承，球轴承或其它轴承装置设置在基座中的环形凹槽中，其中在所述凹槽中，它接触外环。这种简化的结构消除了可能失效的不必要的移动部件。这种结构还提供了内环内部用于摄像机和电动机的另外的空间，允许使用这些部件的更大的变型，并且为组件提供较低的整体重心。
套接到基座中的外环包括将本发明的一个或多个电动机安装支架保持在一起的锁定凸出部、凸出对齐件、夹子和/或张紧元件。基座上的不可活动的内环在内环圆周的周围设置有轮齿。摇动电动机(连接到支架，所述支架连接到可活动的外环)具有连接到它的轴的齿轮，所述齿轮与内环的轮齿相对应，并且配合在所述轮齿中。一旦摇动电动机齿轮与内环的齿啮合，摇动电动机的操作使得外环相对于内环和基座旋转。
俯仰电动机连接到单独的支架，所述支架同样连接到可活动的外环。单独的摄像机安装支架利用卡扣配合、或锁定翼片、凸出对齐件、夹子和/或张紧元件可旋转地连接到俯仰电动机支架。摄像机支架包括在其上具有轮齿的拱形部分。俯仰电动机具有连接到它的轴的齿轮，所述齿轮与摄像机支架的轮齿相对应并且配合在其中。一旦俯仰电动机齿轮与摄像机支架的齿啮合，那么俯仰电动机的操作使得摄像机支架(以及因此安装在其上的摄像机)相对于外环和俯仰支撑支架移动。
在一些实施例中，可以设置在其中具有摄像机开口的内部圆拱形支架，所述支架配合到可活动的外环中。圆拱形支架与环一起移动，并且有助于固定并且调整外环上的摇动和俯仰支架的位置。
散热器也可设置成模铸金属(优选为铝)柱形部件的形式，所述部件在其上具有多个径向延伸的散热翼片。散热器直接连接到支撑电源的电子PC板，从而从该板散发热量。为避免导电，金属散热器优选利用阳极材料进行涂覆。在一个实施例中，柱形散热器的一端闭合，并且开口设置在其中用于容纳电路模块例如译码装置。
因此本发明的目的是提供这样一种摄像机安装组件，该组件由最少数目的部件构成，所述部件连接在一起，但没有利用五金件或紧固件。
本发明的目的同时是提供这样一种摄像机安装组件，该组件提供它的各种部件的牢固的连接，而不使用五金件或紧固件，从而提供准确并且可预测的摄像机运动和操作。
本发明的目的同时是提供这样一种摄像机安装组件，该组件可以在现场或商店中方便地组装和拆卸，而不需要多种工具。
本发明的目的同时是提供这样一种摄像机安装组件，在该组件中，基座直接套接到可活动的环，而不使用单独的支承结构。
通过阅读详细的说明书和权利要求书，本发明的另外的目的将显而易见。
图1是本发明的一个实施例的分解视图。
图2是本发明的一个实施例的侧面透视图和部分分解视图，示出了摇动电动机安装组件。
图2A是图2的实施例的相反侧的透视图和部分分解视图。
图3A是本发明的摇动电动机和支架组件的实施例的详细正面透视图。
图3B是图3A的摇动电动机和支架组件的详细后部透视图。
图4是在连接到本发明的可活动环之前的摇动电动机和支架组件的透视图。
图5是图4的摇动电动机和支架组件连接到可活动环的正面透视图。
图6是图5的连接后的摇动电动机和支架组件的后部透视图。
图7是本发明的基座和环组件的分解透视图。
图8是本发明的摄像机支架和俯仰电动机支架的侧面分解透视图。
图8A是图8的摄像机支架和俯仰电动机支架的相反侧的分解透视图。
图9是图8的组装好的摄像机支架和俯仰电动机支架的侧面透视图。
图9A是图9的组装好的摄像机支架和俯仰电动机支架的相反侧的透视图。
图10是本发明的一个实施例的侧面透视图和部分分解视图，示出了俯仰电动机安装组件。
图11是在连接到本发明的可活动环之前的俯仰电动机和支架组件的透视图。
图12是图11的电动机和支架组件连接到可活动环的正面透视图。
图13是图11的电动机和支架组件连接到可活动环的后部透视图。
图14是连接到可活动环的摇动和俯仰电动机以及支架组件的正面透视图。
图15是图14的组件的侧视图。
图16是本发明的组装好的型式的正面透视图，包括摇动和俯仰电动机、支架组件、摄像机以及电子印刷电路板。
图17是图16的组装好的型式的透视图，还包括散热器和稳定圆拱插入件。
图18是图17的组装好的型式的透视图，还包括外部圆拱和调整环。
图19是图18的组装好的型式的侧视图。
具体实施例方式
参考附图中所示的典型实施例，其中在所有附图中，相同的附图标记表示相同或相对应的部件，并且特别参考图1，其中可以看出本发明包括限定不可活动的内环22的基座21、以及可活动的外环组件25，外环组件25可旋转地套接到内环。环形槽24(见图7)设置在内环上用于容纳外环组件25、球轴承等。环形唇部可用于将内环保持在槽中合适的位置处。设置一个或多个电动机安装支架31、41以分别支撑摇动和俯仰电动机32、42，所述电动机用于移动摄像机74。缆线19向电动机32和42提供电能和控制信号。设置透明的圆拱55以覆盖摄像机和电动机，并且调整件(trimpiece)51用于将圆拱55保持在基座21上。还可设置圆拱形插入件18以使装置稳定。基座21可利用插入开口27中的紧固件或其它适合的装置固定地安装到表面或结构。电子装置和散热器可利用支腿26连接。
可设置第一电动机安装支架31用于支撑摇动电动机32，如图2-6所示。电动机32设置有齿轮33，齿轮33的齿与位于内环22上的相对应的齿23啮合。如下文更充分地描述，当齿轮33与齿23啮合时，电动机32的操作使得齿轮33转动，从而向可活动的环25传递旋转运动(摇动)。
支架31设置有至少一个用于将摇动电动机32保持在支架31上合适位置处的结构。在所示的实施例中，设置至少一个凸出对齐件36和相对应的张紧翼片37。每个凸出对齐件36均为固定位置的臂的形式，电动机32设置在其下。每个张紧翼片37在电动机32的与翼片的相对应的凸出对齐件36相反的一侧上设置在支架31上。张紧翼片37将电动机32压靠在凸出对齐件36上以将电动机保持在合适的位置。多组对齐件和张紧翼片(所示的典型实施例中示出了4组)可用于使电动机32更牢固地固定到支架31。在一个实施例中，电动机32设置有至少一个销对齐件34，当安装电动机32时，销对齐件34与支架31中的槽35对齐并且配合到槽35中，以保证电动机32相对于支架31的正确的定位。
至少一个锁定结构设置在支架31上以将它固定到可活动的环25。在图示实施例中，一个或多个开口39设置在支架31上，开口39容纳位于环25上的相对应的锁定销的凸出部29。凸出部29安装到可微微变形的元件从而允许凸出部29被移动用于插入开口39中或从中移出。应当认为，开口39和凸出部29的位置可以互换，从而开口29位于环25上，并且凸出部29位于支架31上。
可以使用其它对齐结构以保证支架31在环25中的正确的定位。在一个实施例中，一个或多个定位凸出部38可设置在支架31上，用于当支架31与环25接合时与环25上的相对应的凸出部28接合。
第二电动机安装支架41可设置用于支撑俯仰电动机42，如图8-13所示。电动机42设置有齿轮43，齿轮43的齿与位于摄像机支架52上的相对应的齿53啮合。当齿轮43与齿53啮合时，电动机42的操作使得齿轮43转动，从而向摄像机支架52传递运动(俯仰)。
摄像机74固定连接到俯仰支架52的凸缘56。俯仰支架52依次通过开口59套接在轴承58上方从而可旋转地连接到俯仰电动机支撑支架41。这种连接允许摄像机支架52相对于电动机支架41旋转。旋转运动通过俯仰电动机42传递给摄像机支架52。电动机42通过使齿轮43穿过支架41中的开口50从而与支架41接合，从而齿轮43与摄像机支架52上的齿53啮合。在一个实施例中，电动机42设置有至少一个销对齐件44，当安装电动机42时，销对齐件44配合在支架41中的开口45中，以保证电动机42相对于支架41的正确的定位。
如摇动电动机支架31一样，至少一个锁定结构设置在俯仰电动机支架41上以将它固定到可活动的环25。在所示实施例中，一个或多个开口49设置在支架41上，开口49容纳位于环25上的可活动元件上的相对应的锁定销的凸出部29。应当认为，开口49和凸出部29的位置可以互换，从而开口49位于环25上，并且凸出部29位于支架41上。另外，一个或多个张紧元件30设置在环25上以将电动机42紧靠支架41保持在合适的位置。可以使用其它对齐结构以保证支架41在环25中正确的定位。在一个实施例中，一个或多个定位凸出部48可设置在支架41上，用于当支架41与环25接合时，与环25上的相对应的凸出部28接合。
应当认为，在可替换实施例中，张紧元件30可设置在支架41上而不是环25上以将电动机42保持在合适的位置。可替换的是，张紧元件30可由凸出对齐件和张紧翼片36、37代替。类似的是，应当认为对齐件36和张紧翼片37可由张紧元件30代替。
在其它实施例中，可设置圆拱形插入件18，插入件18使用摩擦指20配合或卡合到环25中。插入件18包括用于摄像机镜头的伸长的开口，以允许摄像机可以俯仰大约90度运动，同时视线不会被遮断。当摇动电动机32操作时，插入件18与可活动环25一起运动。
在图17-19所示的其它实施例中，设置散热器61，散热器61连接到印刷电路板73以将热量从板上的感光电子元件排出，所述电子元件操作摄像机和电动机。多个径向延伸的翼或凸缘63设置在散热器61上以进一步散热。在优选实施例中，设置外部透明圆拱55，并且调整环51用于将圆拱55固定在合适的位置。
应当认为，支架31和41连接到环25，而没有使用任何五金件例如螺杆、螺栓、螺母、铆钉、双头螺栓或其它类似紧固件。支架31和41可以方便地连接到环25或从环25拆除。类似的是，应当认为，电动机32和42与它们的相对应的支架接合，而没有使用任何五金件例如螺杆、螺栓、螺母、铆钉、双头螺栓或其它类似紧固件。电动机32和42可以方便地连接到它们各自的支架或者从支架移除。最后，应当认为，在环25和基座21之间没有设置单独的凸出部或轴承。
另外，虽然本发明已经根据典型实施例进行了描述，但它不限于此。相反，所附权利要求应当广义理解成包括本发明的其它变形和实施例，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的等价物的范围的情况下能够作出所述变形和实施例。
权利要求
1.一种用于摄像机的支撑组件，包括具有环状内环的基座、可活动地连接到所述内环的外环组件、以及至少一个电动机安装支架，所述支架具有可活动地连接到其处的摄像机支撑凸缘，所述电动机安装支架连接到所述外环组件不使用任何单独的五金紧固件。
2.如权利要求1所述的支撑组件，其特征在于，所述电动机安装支架利用至少一个锁定凸出部与相对应的孔口连接到所述外环组件。
3.如权利要求2所述的支撑组件，其特征在于，所述至少一个锁定凸出部设置在可活动元件上以允许插入所述相对应的孔口并从中移出。
4.如权利要求1所述的支撑组件，其特征在于，电动机与所述电动机安装支架接合不使用任何单独的五金紧固件。
5.如权利要求4所述的支撑组件，其特征在于，所述电动机利用从下面的组中选择的元件与所述支架接合对齐销与相对应的槽，凸出对齐件与相对应的张紧翼片，张紧元件，及其组合。
6.如权利要求4所述的支撑组件，其特征在于，第二电动机安装支架连接到所述外环组件不使用任何单独的五金紧固件。
7.如权利要求6所述的支撑组件，其特征在于，所述第二电动机利用从下面的组中选择的元件与所述第二支架接合对齐销与相对应的槽，凸出对齐件与相对应的张紧翼片，张紧元件，及其组合。
8.如权利要求7所述的支撑组件，其特征在于，每一个所述电动机安装支架利用至少一个锁定凸出部与相对应的孔口连接到所述外环组件。
9.如权利要求8所述的支撑组件，其特征在于，每一个所述锁定凸出部设置在可活动元件上以允许插入相对应的孔口中并从中移出。
10.如权利要求9所述的支撑组件，其特征在于，在其中具有摄像机开口的圆拱形插入件连接到所述外环，所述插入件部分覆盖所述电动机支撑支架和电动机。
11.如权利要求1所述的支撑组件，其特征在于，所述外环利用所述内环上的环形槽直接套接到所述内环，球轴承设置在所述环形槽中。
12.一种用于摄像机的支撑组件，包括基座、外环组件、第一电动机安装支架、第一电动机、以及第二电动机安装支架，所述基座具有环状内环，所述外环组件可活动地连接到所述内环，第一电动机安装支架具有可活动地连接到其处的摄像机支撑凸缘，所述第一电动机安装支架利用至少一个设置在可活动元件上的锁定凸出部和相对应的孔口连接到所述外环组件，第一电动机与所述第一电动机安装支架接合不使用任何单独的五金紧固件，第二电动机安装支架利用至少一个设置在可活动元件上的锁定凸出部与相对应的孔口连接到所述外环组件，其中第二电动机利用从下面的组中选择的元件与所述第二支架接合对齐销与相对应的槽，凸出对齐件与相对应的张紧翼片，张紧元件及其组合。
13.如权利要求12所述的支撑组件，其特征在于，在其中具有摄像机开口的圆拱形插入件连接到所述外环，所述插入件部分覆盖所述电动机支撑支架和电动机。
14.如权利要求12所述的支撑组件，其特征在于，所述外环利用所述内环上的环形槽直接套接到所述内环，球轴承设置在所述环形槽中。
15.一种用于摄像机的支撑组件，包括a.具有内环装置的基座装置，b.可活动地连接到所述内环装置的外环装置，c.至少一个电动机安装装置，具有可活动地连接到其处的摄像机支撑装置，所述电动机安装装置连接到所述外环装置不使用任何单独的五金紧固装置。
16.如权利要求15所述的支撑组件，其特征在于，电动机装置与所述电动机安装装置接合不使用任何单独的五金紧固装置。
17.如权利要求16所述的支撑组件，其特征在于，第二电动机安装装置连接到所述外环装置不使用任何单独的五金紧固装置。
18.如权利要求17所述的支撑组件，其特征在于，第二电动机装置与所述第二电动机安装装置接合不使用任何单独的五金紧固装置。
19.如权利要求18所述的支撑组件，其特征在于，在其中具有摄像机开口的圆拱形插入装置连接到所述外环装置。
全文摘要
本发明是一种摄像机安装结构，该结构由最少数目的部件构成，所述部件不利用五金件或紧固件连接在一起。一个或多个电动机均利用锁定翼片、凸出对齐件、夹子和/或张紧元件安装到支撑支架。每个电动机上的销或对齐件与每个支撑支架上的开口或槽相对应用于当连接到支架时准确地定位电动机。每个电动机支撑支架依次连接到可旋转环，所述环在基座中移动而不需要使用五金件或紧固件。电动机和支架设置用于摄像机的摇动或俯仰运动。可旋转环利用基座中的槽直接套接到基座，以进一步使构成安装组件的部件的数目最小化，使得组装、拆解、维护或修理更加容易。
文档编号G03B17/56GK1940704SQ20061012808
公开日2007年4月4日 申请日期2006年9月1日 优先权日2005年9月2日
发明者詹姆斯·F·阿巴克尔 申请人:佩尔科公司