拍摄装置及水下探测系统的制作方法

本实用新型涉及水下机械自动化设备领域，尤其涉及一种具有自动调焦功能的拍摄装置及水下探测系统。

背景技术：

随着经济的快速发展，人们对能源的需求量急速增长，而陆地资源逐渐枯竭，已经无法满足需求。海洋约占全球面积的70.8％，也是一个巨大的资源库，因此世界各国加快了对海洋的探索和开发，水下智能监测技术也越来越受重视。

目前已经出现了多种水下探测装置，其中拍摄镜头是最重要的部件之一，而每个拍摄镜头的光学镜头都有确定的焦距，也就是存在一个最佳的成像面，然而由于加工工艺和搬运等各种原因，摄像镜头的感光器可能会偏离这个最佳成像面，造成成像不佳，因此需要对摄像镜头进行焦距调节。现有调焦机构通常体积大、操作繁琐，控制精度低，成本高，且针对水下拍摄镜头的调焦机构更是少见。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术中存在的问题，提供了一种体积小、结构简单、成本低、调焦便捷的拍摄装置及水下探测系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种拍摄装置，包括摄像头、用于安装所述摄像头的摄像头支架、与所述摄像头支架固定连接的电机支架、固定于所述电机支架上的电机，设于所述电机的输出端和摄像头之间的齿轮传动机构以及与所述电机连接的调焦控制电路，所述电机通过齿轮传动机构带动所述摄像头沿垂向运动。

进一步的，所述齿轮传动机构包括与电机的输出端连接的第一齿轮和与摄像头连接的第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮齿合，所述第二齿轮带动摄像头沿垂向运动。

进一步的，所述第二齿轮内部设有螺旋槽，所述摄像头外周套设有固定架，所述固定架沿周向设有至少2个与所述螺旋槽相适配的水平导向杆，所述水平导向杆远离摄像头的一端限位于所述螺旋槽中。

进一步的，所述固定架下方还设有固定环，所述固定环套设在摄像头外周且与所述固定架紧贴。

进一步的，所述摄像头的外周设有外螺纹，所述固定架和固定环的内侧设有与所述外螺纹相适配的内螺纹，所述固定架和固定环分别与所述摄像头螺纹连接。

进一步的，所述摄像头支架上方为具有开口的空心结构，所述摄像头位于所述空心结构内，所述空心结构的外径与第二齿轮的内径相适配，且空心结构上设有与所述水平导向杆相适配的纵向凹槽，所述水平导向杆伸出所述纵向凹槽后限位于螺旋槽中，且可相对所述纵向凹槽移动。

进一步的，所述摄像头支架上方还有限位盖，所述限位盖套设于所述摄像头上方且与所述摄像头支架固定连接，限位盖的底部与第二齿轮的顶端贴近。

进一步的，所述摄像头支架下方设有通孔，摄像电路板设于所述摄像头支架下方，与所述摄像头电联接。

本实用新型还提供一种水下探测系统，包括壳体、设于所述壳体内的光源模块、如上所述的拍摄装置、设于壳体外侧的穿线接头模块、通过所述穿线接头模块与光源模块和拍摄装置连接的PC端，所述穿线接头模块与所述壳体活动连接，所述壳体上与所述光源模块的出光口以及拍摄装置的拍摄口对应的一侧设有透明的观察窗口。

进一步的，所述调焦控制电路与所述PC端连接。

本实用新型提供一种拍摄装置及水下探测系统，该拍摄装置包括摄像头、用于安装所述摄像头的摄像头支架、与所述摄像头支架固定连接的电机支架、固定于所述电机支架上的电机，设于所述电机的输出端和摄像头之间的齿轮传动机构以及与所述电机连接的调焦控制电路，所述电机通过齿轮传动机构带动所述摄像头沿垂向运动。通过调焦控制电路控制电机工作，电机的输出端带动齿轮传动机构转动，摄像头随齿轮传动机构转动沿垂向上升或下降运动，从而实现调焦的目的。该拍摄装置体积小，结构简单，成本低，调焦便捷，稳定可靠。

附图说明

图1是本实用新型拍摄装置一具体实施例的空间结构图；

图2是图1中拍摄装置的主视结构图；

图3是图1中拍摄装置的摄像头安装示意图；

图4是本实用新型摄像头支架一具体实施例的结构示意图；

图5是本实用新型限位盖一具体实施例的结构示意图；

图6是本实用新型第二齿轮一具体实施例的结构示意图；

图7是本实用新型水下探测系统一具体实施例的框架示意图。

图中所示：100、水下探测系统；10、拍摄装置；110、摄像头；111、固定架；112、水平导向杆；113、固定环；120、摄像头支架；121、空心结构；122、纵向凹槽；123、第二螺纹孔；130、电机支架；141、电机的输出端；150、齿轮传动机构；151、第一齿轮；152、第二齿轮；153、螺旋槽；160、调焦控制电路；170、限位盖；171、第一螺纹孔；180、摄像电路板；20、壳体；210、观察窗口；30、光源模块；40、穿线接头模块；50、PC端。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细描述：

如图1-2所示，本实用新型提供一种拍摄装置10，包括摄像头110、用于安装所述摄像头110的摄像头支架120、与所述摄像头支架120固定连接的电机支架130、固定于所述电机支架130上的电机，设于所述电机的输出端141和摄像头110之间的齿轮传动机构150以及与所述电机连接的调焦控制电路160，所述电机通过齿轮传动机构150带动所述摄像头110沿垂向运动。具体的，调焦控制电路160控制电机工作，电机的输出端141带动齿轮传动机构150转动，摄像头110随齿轮传动机构150转动沿垂向运动，从而实现调焦效果。该拍摄装置10体积小，结构简单，成本低，调焦便捷，稳定可靠。本实施例中，电机支架130通过螺钉固定在摄像头支架120的边缘一侧，不影响齿轮传动机构150转动以及摄像头110沿垂向运动。

如图3所示，所述齿轮传动机构150包括与电机的输出端141连接的第一齿轮151和与摄像头110连接的第二齿轮152，所述第一齿轮151和第二齿轮152齿合，所述第二齿轮152带动摄像头110沿垂向运动。本实施例中，电机为步进电机，第一齿轮151为小齿轮，套设在步进电机的输出杆上，与输出杆同步转动，第二齿轮152为大齿轮，与小齿轮啮合，且实现减速传动，从而实现慢速调焦，套设在摄像头支架120外周且与摄像头110连接，摄像头110随着大齿轮的转动上升或下降，从而实现调焦。

如图3、6所示，所述第二齿轮152内部设有螺旋槽153，所述摄像头110外周套设有固定架111，所述固定架111沿周向设有至少2个与所述螺旋槽153相适配的水平导向杆112，所述水平导向杆112远离摄像头的一端限位于所述螺旋槽153中。具体的，水平导向杆112的一端与固定架111连接，另一端的尺寸与螺旋槽153的槽宽对应，限位于螺旋槽153中，随着螺旋槽153的转动而上升或下降。本实施例中，水平导向杆112设有三根，沿固定架111的周向均匀分布，需要说明的是，该螺旋槽153由多个结构相同的旋转轨道构成，多个旋转轨道之间空间平行，即每个对应的位置高度相同，本实施例中旋转轨道的数量不少于水平导向杆112的数量，每个水平导向杆112分别位于不同的旋转轨道中，可同步上升或同步下降。摄像头110沿垂直方向移动速度由轨道大齿轮上螺旋槽153的螺距决定，改变螺距的大小即改变摄像头110沿垂直方向的移动速度。

请继续参照图3，所述固定架111下方还设有固定环113，所述固定环113套设在摄像头110外周且与所述固定架111紧贴。如图中所示，所述摄像头110的外周设有外螺纹，所述固定架111和固定环113的内侧设有与所述外螺纹相适配的内螺纹，所述固定架111和固定环113分别与所述摄像头110螺纹连接。具体的，摄像头110靠近下端设有外螺纹，固定架111的内径与摄像头110的外径适配，内圈设有内螺纹，固定架111由下而上旋在摄像头110外周，两者无相对运动。本实施例中，为了避免固定架111在调焦的过程中(特别是向下运动时)发生松动，在固定架111下方设置一道固定环113，固定环113的内侧设有与摄像头110外周相适配的外螺纹，同样将固定环113由下而上旋在摄像头110外周，且紧挨固定架111，对固定架111起到进一步固定作用，即双重防松作用。

如图4所示，所述摄像头支架120上方为具有开口的空心结构121，所述摄像头110位于所述空心结构121内，所述空心结构121的外径与第二齿轮152的内径相适配，且空心结构121上设有与所述水平导向杆112相适配的纵向凹槽122，所述水平导向杆112伸出所述纵向凹槽122后限位于螺旋槽153中，可相对所述纵向凹槽122移动。具体的，水平导向杆112远离固定架111的一端从纵向凹槽122伸出后卡设于螺旋槽153中，随着螺旋槽153的旋转水平导向杆112相对纵向凹槽122沿垂向运动，即图示中向上或向下移动。摄像头110沿垂直移动的范围由纵向凹槽122的开槽位置以及角度范围决定。

如图5所示，所述摄像头支架120上方还有限位盖170，所述限位盖170套设于所述摄像头110上方且与所述摄像头支架120固定连接，限位盖170的底部与第二齿轮152的顶部靠近且两者之间设有间隙。如图6所示，限位盖170的内径与摄像头支架120的外径对应，限位盖170沿周向设有至少2个第一螺纹孔171，摄像头支架120靠近顶部沿周向设有与所述第一螺纹孔171一一对应的第二螺纹孔123，通过螺钉依次穿过第一螺纹孔171和第二螺纹孔123后将限位盖170与摄像头支架120固定在一起，且限位盖170的底部与第二齿轮152的顶部靠近，在摄像头110沿垂向上升时，水平导向杆112顶部不能限位盖170底部，通过限位盖170一方面对摄像头110的调焦范围进行限定，另一方面保证第二齿轮152的旋转运动转换为摄像头110的垂直方向的移动，且第二齿轮152不会沿垂直方向移动，保证调焦稳定性，当然限位盖170的底部与第二齿轮152的顶部之间设有微小的间隙，防止其影响第二齿轮152的旋转运动。

优选的，所述摄像头支架120下方设有通孔，摄像电路板180设于所述摄像头支架120下方，控制摄像头110进行图像采集。

如图7所示，本实用新型还提供一种水下探测系统100，包括壳体20、设于所述壳体20内的光源模块30、如上所述的拍摄装置10、设于壳体20外侧的穿线接头模块40、通过所述穿线接头模块40与光源模块30和拍摄装置10连接的PC((personal computer，个人计算机)端50，所述穿线接头模块40与所述壳体20活动连接，所述壳体20上与所述光源模块30的出光口以及拍摄装置10的拍摄口对应的一侧设有透明的观察窗口210。优选的，所述调焦控制电路160与所述PC端50连接，通过PC端50发送命令给调焦控制电路160，从而控制电机带动摄像头110进行调焦。具体的，光源模块30可以采用激光光源或LED光源，其发出光束投射到探测目标上，拍摄装置10采集图像信息并上传至PC端50进行实时显示，方便实时查看图像信息，在采集图像信息的过程中可以通过穿线接头模块40控制整个壳体20转动，以实现360度全方位检测，提高检测的空间范围，操作方便，适应性强。

综上所述，本实用新型提供一种拍摄装置10及水下探测系统100，该拍摄装置10包括摄像头110、用于安装所述摄像头110的摄像头支架120、与所述摄像头支架120固定连接的电机支架130、固定于所述电机支架130上的电机，设于所述电机的输出端141和摄像头110之间的齿轮传动机构150以及与所述电机连接的调焦控制电路160，所述电机通过齿轮传动机构150带动所述摄像头110沿垂向运动。通过调焦控制电路160控制电机工作，电机的输出端141带动齿轮传动机构150转动，摄像头110随齿轮传动机构150转动沿垂向运动，从而实现调焦效果。该拍摄装置10体积小，结构简单，成本低，调焦便捷，稳定可靠。

虽然说明书中对本实用新型的实施方式进行了说明，但这些实施方式只是作为提示，不应限定本实用新型的保护范围。在不脱离本实用新型宗旨的范围内进行各种省略、置换和变更均应包含在本实用新型的保护范围内。