以单马达实现多向转动的转动装置及使用其的摄影设备的制作方法

1.本发明涉及一种转动装置，尤其涉及一种以单马达实现多向转动的转动装置及使用其的摄影设备。


背景技术：

2.为了加大拍摄的范围，现有的摄影设备大多都具有可以多向转动，例如垂直转动以及水平转动，的能力。有了多向转动的能力，使用者只要控制摄影设备转动就可以拍摄到许多原本必须要使用者亲身移动才能拍摄到的区域。尤其对于监控设备或者是经由网络控制的摄影设备而言，多向转动的能力在转换视野上给予了使用者极大的便利。
3.为了使摄影设备能够具备多向转动的能力，一般会在摄影设备中安装两套传动装置以分别对应进行摄影设备的水平转动及垂直转动。然而，因为现有技术采取的是以一个马达驱动一套传动装置的方式来驱动安装在摄影设备中的两套传动装置，于是在摄影设备中就需要同时存在两个马达才能具有多向转动的能力。这样的设计不但需要花费两个马达的成本，而且因为每个马达都存在单独的故障机率，所以当马达数量增加的时候也会使整个摄影设备因故障而需要进行维修的机率随之增加。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在以下说明中提供了一种以单马达实现多向转动的转动装置及使用其的摄影设备。此种以单马达实现多向转动的转动装置及使用其的摄影设备仅使用一个马达就可以使整个摄影设备具有多向转动的能力，因此不但可以减少所使用的马达的数量，同时还可以减少因为马达故障而进行维修的机率及因此所产生的金钱或时间的成本。
5.从一个角度来看，本发明在实施例中提供了一种以单马达实现多向转动的转动装置，其包括第一传动模块、第二传动模块、驱动马达、驱动齿轮以及齿轮定位模块。第一传动模块包括第一输入齿轮及第一转动单元，第一转动单元依据第一输入齿轮的转动而驱使目标物沿第一轴心转动；第二传动模块包括第二输入齿轮及第二转动单元，第二转动单元依据第二输入齿轮的转动而驱使目标物沿第二轴心转动，且第一轴心与第二轴心不同；驱动马达包括传动轴，驱动马达驱动转动轴转动；驱动齿轮受传动轴的驱动而转动；齿轮定位模块包括电螺管，电螺管适于施力至驱动齿轮以将驱动齿轮移动至第一位置；其中，驱动齿轮在第一位置时与第一输入齿轮啮合且与第二输入齿轮互相分离，而驱动齿轮在第二位置时则与第二输入齿轮啮合且与第一输入齿轮互相分离。
6.在一个实施例中，所述的齿轮定位模块还包括弹力元件，此弹力元件变形后产生的力足以使驱动齿轮移动至所述的第二位置。
7.在一个实施例中，所述的弹力元件为线性弹簧或板弹簧。
8.在一个实施例中，所述的齿轮定位模块还包括磁力单元，此磁力单元的磁力足以使驱动齿轮移动至所述的第二位置。
9.在一个实施例中，所述的齿轮定位模块还包括拨杆，此拨杆一端接近电螺管且另一端接近驱动齿轮以使拨管受电螺管驱动而将驱动齿轮移动至第一位置。
10.在一个实施例中，所述的驱动齿轮以传动轴为轴心。
11.从另一个角度来看，本发明在实施例中提供了一种以单马达实现多向转动的摄影设备，其包括图像提取装置以及转动装置。转动装置连接至图像提取装置以改变图像提取装置的拍摄方向，其包括第一传动模块、第二传动模块、驱动马达、驱动齿轮以及齿轮定位模块。第一传动模块包括第一输入齿轮及第一转动单元，第一转动单元依据第一输入齿轮的转动而驱使图像提取装置沿第一轴心转动；第二传动模块包括第二输入齿轮及第二转动单元，第二转动单元依据第二输入齿轮的转动而驱使图像提取装置沿第二轴心转动，且第一轴心与第二轴心不同；驱动马达包括传动轴，驱动马达驱动转动轴转动；驱动齿轮受传动轴的驱动而转动；齿轮定位模块包括电螺管，电螺管适于施力至驱动齿轮以将驱动齿轮移动至第一位置；其中，驱动齿轮在第一位置时与第一输入齿轮啮合且与第二输入齿轮互相分离，而驱动齿轮在第二位置时则与第二输入齿轮啮合且与第一输入齿轮互相分离。
12.综合而言，上述技术利用改变驱动齿轮的位置以在不同的位置驱动不同的传动模块。因此，本发明可以利用单一的马达来驱动两组传动模块以进而实现以两个不同方向为轴心的转动，而此种以单马达实现多向转动的转动装置及使用其的摄影设备由于仅使用一个马达就可以使整个摄影设备具有多向转动的能力，因此不但可以减少所使用的马达的数量，同时还可以减少因为马达故障而进行维修的机率及因此所产生的金钱或时间的成本。
附图说明
13.图1为根据本发明一实施例的摄影设备的外观示意图。
14.图2a为根据本发明一实施例的转动装置的部分结构图。
15.图2b为图2a所示的实施例的转动装置在电螺管关闭时的部分结构图。
16.图2c为图2a所示的实施例的转动装置在电螺管关闭时的部分结构图。
17.图3a～图3b为根据本发明一实施例的转动装置中用于使电螺管改变驱动齿轮位置的结构示意图。
18.附图标记如下：
19.10：摄影设备
20.50：驱动马达
21.60：驱动齿轮
22.70：电螺管
23.100：图像提取装置
24.105、240：齿形滑轮
25.105a、105b、240b：阻挡部
26.105c、240a、240c：齿轮部
27.110：支撑部
28.120：转动座
29.130：底座
30.220：齿形带
31.300：弹力元件
32.320、330：齿轮
33.350：齿形轨道
34.400：主杆
35.410、420：分杆
36.430、440：连接元件
37.510：传动轴
38.702：推部
具体实施方式
39.请参照图1，其为根据本发明一实施例的摄影设备的外观示意图。在本实施例中，摄影设备10包括一个图像提取装置以及一个转动装置，转动装置连接至图像提取装置100以改变图像提取装置100的拍摄方向。从外观上来看，本实施例所示的转动装置包括了支撑部110以及转动座120，支撑部110与转动座120作为外壳保护着内部进行运作的各机械或电子元件，其中，图像提取装置100经由转轴(未显示)与支撑部110相接并以转轴为轴心进行垂直方向的转动，支撑部110固接至转动座120，且转动座120可相对于底座130进行水平方向的转动。因此，通过上述转轴以及转动座120的转动，摄影设备10就可以实现多向转动的功能。以下将参照附图来进一步说明在摄影设备10中设置的、用以实现多向转动功能的转动装置的详细结构。
40.请参照图2a，其为根据本发明一实施例的转动装置的部分结构图。为了说明上的方便，图2a中主要呈现了驱动马达50、驱动齿轮60、电螺管70以及用以使图像提取装置100进行转动的传动模块(后亦称为第一传动模块)。在本实施例中，上述的第一传动模块用于使图像提取装置100进行垂直方向的转动，其包括齿形带(timing belt)220以及与齿形带220互相匹配的两个齿形滑轮(timing belt pulley)105与240。齿形滑轮240包括齿轮部240a与240c以及和齿轮部240a与240c固接在一起的阻挡部240b，且齿形带220被齿轮部240a与阻挡部240b限定于齿轮部240c所在的位置处并与齿轮部240c相啮合。齿形滑轮105包括阻挡部105a与105b以及和阻挡部105a与105b固接在一起的齿轮部105c，齿形带220被阻挡部105a与105b限定于齿轮部105c所在的位置处并与齿轮部105c相啮合，阻挡部105b固接在图像提取装置100上，且阻挡部105a可转动地连接到支撑部110。从另一个角度来看，齿形滑轮105扮演的角色就等同于前述用来连接图像提取装置100与支撑部110的转轴。
41.在本实施例中，电螺管70被设计为在启动的时候会将电螺管70中的推部702向外推出一段预设距离。于是，在启动电螺管70的时候，推部702会被向外推出而抵至驱动齿轮60的侧面，并且将驱动齿轮60向附图的右侧推动直到推部702被向外推出前述的那一段预设距离为止。如图2a所示，在推部702被向外推出所述的预设距离时，驱动齿轮60也会随着被推动到图中所示的第一特定位置并且与齿形滑轮240的齿轮部240a(相当于第一传动模块的输入齿轮)相啮合。由于需要将驱动齿轮60保持在可以转动的状态下，所以推部702与驱动齿轮60相抵的位置应保有足够的可滑动性，例如，可以在推部702抵至驱动齿轮60的部位置放一个滚珠(未示出)以尽量保证不会因为推部702抵住驱动齿轮60而使驱动齿轮60无法转动。
42.在本实施例中，驱动齿轮60是受驱动马达50的驱动并以从驱动马达50伸出的传动轴(未示出)为轴心而进行转动。在驱动齿轮60与齿轮部240a相啮合的时候，转动中的驱动齿轮60就可以带动齿轮部240a使齿轮部240a跟着驱动齿轮60一起转动。齿轮部240a的转动会使齿形滑轮240整个跟着转动，并因此一并带动齿形带220以及齿轮部105c。由于阻挡部105b分别固接到齿轮部105c以及图像提取装置100，因此齿轮部105c的转动就可以带动图像提取装置100在垂直方向上转动。从另一个角度来看，本实施例中的齿轮部240c、齿形带220以及齿形滑轮105共同组成了一个转动单元，这个转动单元可以依据齿轮部240a的转动而驱使图像提取装置100沿着齿形滑轮105的轴心(后亦称为第一轴心)而转动。
43.接下来请参照图2b，其为图2a所示的实施例的转动装置在电螺管关闭时的部分结构图。相对于图2a所示的实施例，在图2b中因为电螺管70被关闭所以推部702会后退到电螺管70中，且在推部702的长度或后退的距离较长的时候，推部702还可能如图中所示的从电螺管70的另一侧向外突出。此时，因为推部702没有向驱动齿轮60施加向右的推力，于是驱动齿轮60会受到安装在传动轴510上的弹力元件300所施加的向左的推力而移动到第二特定位置以驱动对应的传动模块(后亦称为第二传动模块)。应注意的是，弹力元件300可以是任何通过形变而产生弹力的物体，例如线性弹簧或板弹簧。
44.请参照图2c，在本实施例中，前述的第二传动模块包括齿轮320与330以及齿形轨道350，其中，齿轮320与齿轮330以共轴的方式连接在一起，齿轮330及齿形轨道350相互搭配而成为一组伞齿轮(bevel gear)，且齿形轨道350被固定在转动座120上。如图所示，在被推移到上述的第二特定位置的时候，驱动齿轮60会与齿轮320(相当于第二传动模块的输入齿轮)互相啮合而驱使齿轮320随其转动。于是，当驱动齿轮60位在第二特定位置且因为受到驱动马达50的驱动而转动时，齿轮320以及齿轮330也会同步地进行转动。齿轮330的转动会带动同一组伞齿轮中的齿形轨道350，并进而使得转动座120跟着齿形轨道350转动。由于支撑部110固接至转动座120，因此在转动座120转动的时候，支撑部110以及与支撑部110相接的图像提取装置100就会朝同样的方向沿着齿形轨道350转动时的轴心(后亦称为第二轴心)转动。从另一个角度来看，本实施例中的伞齿轮(包括齿轮330及齿形轨道350)与转动座120组成了第二传动模块中的转动单元，这个转动单元可以随着齿轮320的转动而驱使图像提取装置100沿着上述的第二轴心而转动。
45.根据上述说明可知，驱动齿轮60在不同的位置可以分别驱动第一传动模块与第二传动模块以使图像提取装置100分别进行垂直与水平两种不同方向的转动。另外，虽然在上述说明中是使驱动齿轮60以驱动马达50的传动轴510为轴心而转动，但本领域的一般技术人员当知，在经过适当地设计之后，即使驱动齿轮60不以传动轴510为轴心也依然可以达到上述驱动第一与第二传动模块的技术目的，因此上述实施例中对于驱动齿轮60的轴心位置的说明并非本发明的必要限制条件。
46.值得一提的是，虽然在上述实施例中是利用电螺管70的推部702直接推动驱动齿轮60以及弹力元件300来改变驱动齿轮60的位置，但这并非本发明实施时的技术限制，本领域的一般技术人员可以利用其他的设计来达到改变驱动齿轮60的位置的目的。举例来说，在某些实施例中可以采用磁力单元(例如是另一个电螺管或电磁铁)的磁力来替代弹力元件300以达到与电螺管70互相搭配而改变驱动齿轮60的位置的目的；或者，也可以如图3a与3b所示的实施例所示者一般，利用电螺管70搭配拨杆来改变驱动齿轮60的位置。
47.请同时参照图3a与图3b。如图3a所示，本实施例中的拨杆包括了较靠近电螺管70的主杆400以及较靠近驱动齿轮60的两个分杆410与420，其中，主杆400的下端经由连接元件430而枢接到推部702，主杆400的上端连接到分杆410与420处则经由连接元件440而枢接到一个固定的位置以使拨杆能以连接元件440为支点而左右摆动。将图3a与图3b相比较可以发现，当电螺管70使推部702处于图3a所示的内缩状态时，分杆410与420会比主杆400更往附图的右侧倾斜并因此由分杆410将驱动齿轮60往右推动到一个特定的位置；而当电螺管70使推部702处于图3b所示的外伸状态时，分杆410与420则会比主杆400更往附图的左侧倾斜并因此由分杆420将驱动齿轮60往左推动到另一个特定的位置。于是，拨杆与电螺管70的搭配就可以达成改变驱动齿轮60的位置的目的。
48.另外还需说明的是，本领域的技术人员当知在不妨碍图像提取装置100转动的前提下对各转动单元进行结构及采用元件上的变更亦可保持本发明所欲达到的技术效果，因此上述对于各转动单元的详细介绍并不是本发明在施行时的必要技术。本发明的保护范围当由以下的发明权利要求来界定。
49.总而言之，上述的说明内容是利用改变驱动齿轮的位置以在不同的位置驱动不同的传动模块。因此，本发明可以利用单一的马达来驱动两组传动模块以进而实现以两个不同方向为轴心的转动。进一步的，此种以单马达实现多向转动的转动装置及使用其的摄影设备由于仅使用一个马达就可以使整个摄影设备具有多向转动的能力，因此不但可以减少所使用的马达的数量，还可以减少因为马达故障而进行维修的机率及因此所产生的金钱或时间的成本。