专利名称：带有一体轴承的旋转装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种带有一体轴承的旋转装置，该装置用于各种机械和包括监视摄像机的电子设备。
背景技术：
传统的用于监视摄像机的旋转装置的示例在美国专利第5627616中给出。
图1是示出配备有旋转装置的传统监视摄像机的透视图。平面电机(panmotor)基座101例如固定到壳体上，而该壳体定位于天花板背面上。滑环102定位在壳体和平板电机基座101之间，以便在电路板和倾斜机构及摄像机之间提供电连接。平面电机103安装到平板电机基座101上，而带轮104固定到其输出轴上。水平的旋转传动同步带105跨在带轮104和固定于滑环102的水平转轴上的带轮106之间，在转动时，带轮的水平转轴在转轴旋转方向上产生力，轴承107接收这个力，从而使得带轮106平稳转动。
倾斜电机基座108为倒L形结构，带有水平和垂直部分，而这些部分中的水平部分固定到带轮106上。倾斜电机109固定到倾斜电机基座108的垂直部分上，而带轮110固定到其输出轴上。垂直的旋转传动同步带111跨在带轮110和固定于倾斜电机基座108上的另一带轮112之间。在转动时，带轮112的垂直转轴在转轴的旋转方向上产生力；轴承113接收这个力，从而使得带轮112和固定到其垂直转轴上的摄像机114平稳转动。这个平面/倾斜机构(旋转装置)覆盖有透明或半透明圆顶。
参照上述结构的监视摄像机，当平面电机103旋转时，带轮106使带轮104和同步带105旋转，而同时，固定到带轮106上的倾斜电机基座108也旋转。结果，摄像机114以平面运动沿水平方向转动。此外，当倾斜电机109转动时，带轮112使带轮110和同步带111旋转。结果，固定到带轮112上的摄像机114以倾斜运动沿垂直方向转动。由摄像机114摄取的图象转换成数字信号，并通过滑环102传送到外侧监视器上。
并且，通过上述传统摄像机，对于使摄像机114能够在垂直方向旋转的倾斜电机109和使整体在水平方向旋转的平面电机103，能够使摄像机114在水平和垂直方向旋转的平面/倾斜机构(旋转装置)构造成L或倒L形。此外，这个平面/倾斜机构(旋转装置)配备有包括电机103和109以及其他零件(如电机基座101和108、滑环102、带轮106、110和112、同步带105和111等)在内的很多安装零件，由此使结构复杂。此外，平面电机的水平转轴和倾斜电机的垂直转轴分别设置有轴承107和113。安装这些轴承107和113使得在此安装这些轴承107和113的零件的结构变得复杂，需要零件固定轴承107和113，并需要诸如粘结以固定轴承107和113的工作。即，用于监视摄像机的传统旋转装置(平面/倾斜机构)具有很多零件，这导致复杂的结构，并且对组装性、零件兼容性、和降低成本构成一定的限制。
发明内容
因此，本发明的一个主要目的是提供一种带有一体轴承的旋转装置，该装置减少了零件数量，并简化了结构，且该装置使得组装性、零件兼容性得以改善，并降低了成本。
根据本发明一个方面，提供了一种具有一体轴承的旋转装置，其包括非旋转体，其于轴承的内圈或外圈一体形成；以及旋转体，其可旋转地安装到非旋转体上，并与轴承的内圈或外圈一体形成，其中，非旋转体和旋转体中至少一部分一体地结合有一机构。
根据本发明另一方面，提供了一种监视摄像机装置，其包括非水平旋转体，其与第一轴承的内圈或外圈一体形成；水平旋转体，其可旋转地安装到非水平旋转体上，并与第一轴承的内圈或外圈一体形成；非垂直旋转体，其可摆动地安装到水平旋转体上并与第二轴承的内圈或外圈一体形成；垂直旋转体，其可旋转地安装到非垂直旋转体上，并与第二轴承的内圈或外圈一体形成；以及摄像机，其固定到垂直旋转体上。
本发明的上述和其他目的和特征将从以下考虑参照附图给出的描述中得以更全面地理解，图中的示例仅以示例方式加以说明，其中
图1是传统监视摄像机的透视图；图2是示出根据本发明实施例的包括具有一体轴承的旋转装置的监视摄像机的示例的结构图；图3A是描述根据本发明实施例的旋转装置的主底板的运动的特性图；以及图3B是图3A的连续图。
具体实施例方式
现在，将参照附图描述本发明的实施例。
图2是示出根据本发明实施例的包括具有一体轴承的旋转装置的监视摄像机的示例的结构图。这个监视摄像机1包括进行记录的摄像机3，以及使摄像机能够旋转以改变摄像机的记录方向的旋转装置2。此外，旋转装置2主要由水平旋转机构4和垂直旋转机构5构成。
参照图2，电源6为塑料圆柱体并固定到天花板C上。支撑旋转装置2的固定器7为塑料圆柱体，并可拆卸地安装到电源6上。圆顶罩8为透明塑料并固定到固定器7上。这些构成了监视摄像机1的外部。位于电源6内部的电源电路板9具有连接到电源上的电路(都未示出)以及同轴电缆(未示出)，用于输出图象信号，并从监视器输入控制信号。固定器7和旋转装置2的基座板10连接，而基座板10支撑水平旋转机构4。垂直旋转机构5经由轴承44可旋转地连接到水平旋转机构5上，而摄像机3安装到垂直旋转机构5上。
首先，将描述水平旋转机构4的部件。
旋转体托架12固定到基座板10上。滑环13设置在旋转体托架12内侧，而围绕滑环13的旋转体托架12的圆柱体12a作用为轴承内圈。与轴承外圈15a成一体的平面底板15经由滚珠14外接到圆柱体12a上，并包括水平转动平面电机16和齿轮系17。齿轮系17包括齿轮17a，其固定到水平转动平面电机的电机轴上；中间齿轮17b，其固定到与电机轴成直角的中间轴上；以及输出齿轮17c，其与电机轴成直角，并与平面底板15成一体。此外，伺服电路板18固定到旋转体托架12上。
接着，将描述垂直旋转机构5的部件。
与轴承内圈20a成一体的倾斜底板20借助于可拆卸的螺纹件19固定到平面底板15上。倾斜底板20包括垂直旋转倾斜电机21和齿轮系24。齿轮系24主要由固定到垂直旋转倾斜电机21的电机轴上的齿轮24a，以及固定到中间轴上的中间齿轮24b，该中间轴与电机轴成直角。与倾斜底板20成一体的轴承外圈20b经由滚珠23附着到倾斜轴22上，该倾斜轴22作用为轴承内圈。倾斜轴22与输出齿轮24c成为一体，该输出齿轮24c构成齿轮系24。
下面将解释摄像机3的部件。
倾斜轴22固定到透镜驱动电路板25上。透镜驱动电路板25支撑具有CCD(电荷耦合二极管)和透镜部分27的记录器26，并具有数字电路板28和固定于其上的CCD驱动电路板29，其中透镜部分27包括多个透镜。
此外，在平面底板15的端部固定到支撑元件15b的是内圆顶30，内圆顶小于圆顶罩8并由半透明或不透明塑料制成。内圆顶30具有细长的开口30a，以用于透镜部分27的移动。电源电路板9和伺服电路板18经由滑环13电连接，而伺服电路18、CCD驱动电路板29、数字电路板28和透镜驱动电路板25通过柔性电缆连接。
接着将描述包括具有上述结构的带一体轴承的旋转装置的监视摄像机的工作方式。
这个监视摄像机1遵循事先由数字电路板28上提供的存储器或CPU设定的程序工作。随着水平转动平面电机16转动，平面底板15借助齿轮系17围绕圆柱体12a旋转，而摄像机3借助固定于平面底板15上的垂直旋转机构水平旋转360度。然后，垂直转动倾斜电机21转动，并经由齿轮系24，倾斜轴22转动，而摄像机3在垂直平面内转动大约90度，从全水平位置到达全向下位置。
为了使摄像机3在垂直平面内旋转180度，可以采用一种驱动方案，由此，摄像机3从全水平位置垂直转动180度到达全向下位置，此后，水平旋转180度，并再次垂直旋转，从全向下位置到达全水平位置。可以采用另一种驱动方法，由此，随着垂直转动倾斜电机21的转动，摄像机3在垂直平面内连续转动180度，从全水平位置穿过全向下位置到达相反的水平位置。
在每次水平和垂直转动时，透镜驱动电路板25所配备有的自动聚焦功能和变焦功能实现聚焦和变焦。由透镜部分27取得的图象在图象部分26内转换成电信号，该图象部分26由CCD驱动电路板29所控制。电信号通过数字电路板28转换成数字信号。数字信号从伺服电路板18通过滑环13传送到电源电路板9。然后多路复用图象的数字和控制信号，并通过未示出的同轴电缆传送到外侧监视器。在外侧监视器室内，监视者通过监视器进行观察，且监视者能够进行设定所关注的水平和垂直角度的操作，此外，能够选择透镜部分27的变焦设置。
图3A和图3B是描述平面底板15和倾斜底板20运动的特性图，后者是用于监视摄像机1中的主底板。图3A示出将以直角固定平面底板15和倾斜底板20的螺纹件19去除的情况，而图3B是其中平面底板15和倾斜底板20保持水平的视图。在这些图中，平面底板15和倾斜底板20二者都构造成可以与轴承11成为一体。
如图3A所示，与平面底板15成为一体的轴承外圈15c和与倾斜底板20成为一体的轴承内圈20a由滚珠31连接。当监视摄像机工作时，倾斜底板20由螺纹件19成直角地固定到平面底板15上。
在此，如上所述，包括水平转动的平面电机16在内的零件安装到平面底板15上，而包括垂直转动的倾斜电机21在内的零件安装到倾斜底板20上。在安装这些所需零件时，如图3B所示，可以去除螺纹件19，且以轴承11为支撑点，倾斜底板20可以旋转到对平面底板15有利的角度。实际上，平面底板15和倾斜底板20保持水平状态，从而，各零件从相同方向予以安装。此外，由于两个底板都是在水平状态，各零件的安装可以从两个方向容易地进行。
从而，根据本发明的带有一体轴承的旋转装置，轴承的内圈和外圈与诸如底板的零件安装平台成为一体，从而零件安装平台实现轴承的功能，由此减少了零件数量，简化了结构，提高的组装性和零件兼容性，并降低了成本。
此外，为了在一个旋转装置中实现水平转动和垂直转动，作用为用于水平转动和垂直转动的零件的安装平台的底板可以构造成使得每个底板能够相对于另一个摆动，从而提高了零件安装时的组装性以及零件兼容性。
此外，虽然上述实施例为用于监视摄像机的带有一体轴承的旋转装置，但是本发明的使用不局限于上述用途，而适用于各种机器和电子设备。
如上所述，本发明实现了零件数量减少、结构简化、组装性和零件兼容性提高以及成本降低。
本发明不局限于所描述的实施例，在本发明的范围内可以对其作出各种改进。
本发明基于2002年4月10日提交的日本专利申请2002-107912，该申请的整个内容特地合并于此作为参考。
权利要求
1.一种带有一体轴承的旋转装置，包括非旋转体，其于轴承的内圈或外圈一体形成；以及旋转体，其可旋转地安装到非旋转体上，并与轴承的外圈或内圈一体形成，其中，非旋转体和旋转体中至少一部分一体地结合有一机构。
2.如权利要求1所述的带有一体轴承的旋转装置，其中，所述机构为能够实现旋转体旋转运动的驱动部分。
3.如权利要求2所述的带有一体轴承的旋转装置，其中，驱动部分包括产生旋转力的力产生部分；将所产生的旋转力传递到旋转体的力传导部分；其中，力产生部分和力传导部分中至少一个安装到旋转体上。
4.一种带有一体轴承的旋转装置，包括两个如权利要求1所述的带有一体轴承的旋转装置作为部件，其中，所述机构为连接两个部件旋转装置的连接部分。
5.如权利要求4所述的带有一体轴承的旋转装置，其中，连接部分以L形或倒L形连接两个部件旋转装置。
6.如权利要求4所述的带有一体轴承的旋转装置，其中，连接部分可旋转地连接两个部件旋转装置。
7.如权利要求6所述的带有一体轴承的旋转装置，其中，一个部件旋转装置的旋转体水平转动，而另一个部件旋转装置的旋转体垂直转动。
8.一种监视摄像机装置，包括非水平旋转体，其与第一轴承的内圈或外圈一体形成；水平旋转体，其可旋转地安装到非水平旋转体上，并与第一轴承的外圈或内圈一体形成；非垂直旋转体，其可摆动地安装到水平旋转体上并与第二轴承的内圈或外圈一体形成；垂直旋转体，其可旋转地安装到非垂直旋转体上，并与第二轴承的外圈或内圈一体形成；以及摄像机，其固定到垂直旋转体上。
全文摘要
本发明公开了一种带有一体轴承的旋转装置，其实现了零件数量减少，结构简化，组装性、零件兼容性提高，以及成本降低。旋转体托架(12)固定到基座板(10)上。滑环(13)设置在旋转体托架(12)内侧。围绕滑环(13)的旋转体托架(12)的圆柱体(12a)作用为轴承内圈。与轴承外圈(15a)形成为一体的平面底板(15)经由滚珠(14)外接圆柱体(12a)，并包括水平转动平面电机(16)和齿轮系(17)。
文档编号F16M11/08GK1450296SQ0310951
公开日2003年10月22日 申请日期2003年4月8日 优先权日2002年4月10日
发明者田村一成 申请人:松下电器产业株式会社