云台摄像机的制作方法

本实用新型涉及监控设备领域，尤其涉及一种云台摄像机。

背景技术：

现有技术中为了降低云台摄像机中电机的输出力矩，通常会安装扭簧作为助力机构；例如，摄像机在垂直方向上转动且重心上移时，电机会输出较大的力矩来克服摄像机的重力，为了降低电机的负载，现有技术中会安装扭簧，以使当摄像机在垂直方向上转动且重心下移时，压缩扭簧使扭簧存储一定的力矩，当摄像机在垂直方向上转动且重心上移时，压缩的扭簧输出力矩并配合电机驱使摄像头转动，以降低电机的负载。

但是，由于云台摄像机在垂直方向上最大转角的需求越来越大，导致摄像机在垂直方向上的行程也越来越大，然而为了保证在每个旋转角度时扭簧都能做到力的存储和释放，导致扭簧的扭转角度也越来越大；例如，如图4所示，假设摄像头的朝向为水平方向时的旋转角度为零度，竖直朝下时的旋转角度为九十度；图中横坐标表示摄像头的转动角度，纵坐标表示扭簧的内应力大小；从图中可以看出，在摄像头的转动过程中，扭簧的内应力是连续的，且扭簧内部的交变应力非常大，这就大幅度降低了扭簧的使用寿命，导致过早出现变形和断裂的不良情况。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种能够有效降低弹性元件(例如扭簧)内应力的云台摄像机。

一种云台摄像机，包括云台、摄像机、电机及转轴，所述摄像机通过所述转轴与所述云台铰接，其还包括助力组件；

所述助力组件包括第一弹性元件、第一抵挡件、第二弹性元件和第二抵挡件；

其中，所述摄像机处于第一转动角度范围内时，所述第一抵挡件与所述第一弹性元件抵接，所述第一弹性元件受力形变；

所述摄像机处于第二转动角度范围内时，所述第二抵挡件与所述第二弹性元件抵接，所述第二弹性元件受力形变。

作为示例，所述摄像机与所述转轴同步转动，所述第一弹性元件构造为扭簧；

所述云台摄像机还包括第一固定架和第一扭簧盖板；

所述第一固定架固定在所述云台上，所述第一扭簧盖板套设在所述转轴上，所述第一抵挡件套设在所述转轴上并与所述转轴同步转动；

所述第一弹性元件套设在所述转轴上，并设置在所述第一固定架和所述第一扭簧盖板之间，所述弹性元件的一弹臂固定在所述第一固定架上，另一弹臂固定在所述第一扭簧盖板上；

所述第一抵挡件设置在所述转轴上并与所述转轴同步转动；

其中，所述第一抵挡件设置在所述第一扭簧盖板的一侧，所述第一扭簧盖板的朝向所述第一抵挡件的一侧设有第一限位槽，所述第一抵挡件的朝向所述第一扭簧盖板的一侧设有第一限位凸起，所述第一限位凸起位于所述第一限位槽内，所述第一限位凸起在所述第一限位槽内的最大转动角度与所述第一转动角度相同。

作为示例，所述第一抵挡件构造为齿轮。

作为示例，所述第一限位槽构造为圆弧形槽。

作为示例，云台摄像机还包括第一轴承；

所述第一扭簧盖板构造为环状结构，所述第一轴承的内圈套设在所述转轴上，其外圈套设在所述第一扭簧盖板的内环壁上。

作为示例，所述摄像机与所述转轴同步转动，所述第二弹性元件构造为扭簧；

所述云台摄像机还包括第二固定架和第二扭簧盖板；

所述第二固定架固定在所述云台上，所述第二扭簧盖板套设在所述转轴上，所述第二抵挡件套设在所述转轴上并与所述转轴同步转动；

所述第二弹性元件套设在所述转轴上，并设置在所述第二固定架和所述第二扭簧盖板之间，所述弹性元件的二弹臂固定在所述第二固定架上，另二弹臂固定在所述第二扭簧盖板上；

所述第二抵挡件设置在所述转轴上并与所述转轴同步转动；

其中，所述第二抵挡件设置在所述第二扭簧盖板的一侧，所述第二扭簧盖板的朝向所述第二抵挡件的一侧设有第二限位槽，所述第二抵挡件的朝向所述第二扭簧盖板的一侧设有第二限位凸起，所述第二限位凸起位于所述第二限位槽内，所述第二限位凸起在所述第二限位槽内的最大转动角度与所述第二转动角度相同。

作为示例，所述第二限位槽构造为圆弧形槽。

作为示例，云台摄像机还包括第二轴承；

所述第二扭簧盖板构造为环状结构，所述第二轴承的内圈套设在所述转轴上，其外圈套设在所述第二扭簧盖板的内环壁上。

作为示例，所述第一限位槽与所述第二限位槽在轴向上的投影不重叠。

作为示例，所述第一弹性元件和所述第二弹性元件关于所述摄像机对称设置。

本实用新型实施例的云台摄像机的有益效果在于：

本实用新型实施例的云台摄像机通过助力组件的第一弹性元件和第二弹性元件在旋转角度内分段实现扭力的储存和释放，从而能够大大降低每个弹性元件的交变应力，进而能够防止过早出现变形和断裂的不良情况。

附图说明

图1为本实用新型实施例的云台摄像机的爆炸图；

图2为本实用新型实施例的第一弹性元件的内应力大小与摄像头转动角度的关系图；

图3为本实用新型实施例的第一弹性元件的内应力大小与摄像头转动角度的关系图；

图4为现有技术中弹性元件的内应力大小与摄像头转动角度的关系图。

附图标记：

1-云台；2-摄像机；3-转轴；4-第一助力组件；41-第一弹性元件；42-第一抵挡件；421-第一限位凸起；43-第一固定架；44-第一扭簧盖板；441-第一限位槽；5-第二助力组件；51-第二弹性元件；52-第二抵挡件；521-第二限位凸起；53-第二固定架；54-第二扭簧盖板；541-第二限位槽；6-第一轴承；7-第二轴承；8-第一挡圈；9-第二挡圈。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合说明书附图对本实用新型实施例进行详细的描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种云台摄像机，包括云台1、摄像机2、电机及转轴3，摄像机2通过转轴3与云台1铰接，其中，云台摄像机还包括助力组件；助力组件包括第一弹性元件41、第一抵挡件42、第二弹性元件51和第二抵挡件52；其中，摄像机2处于第一转动角度范围内时，第一抵挡件42与第一弹性元件41(直接或间接)抵接，第一弹性元件41受力形变；摄像机2处于第二转动角度范围内时，第二抵挡件52与第二弹性元件51(直接或间接)抵接，第二弹性元件51受力形变。具体的，在第一转动角度范围内时，第一弹性元件41与第一抵挡件42抵接，以使摄像机2在转动时第一弹性元件41能够储存或释放能量，与此同时第二弹性元件51与第二抵挡件52不接触，第二弹性元件51不储存或释放能量；在第二转动角度范围内时，第二弹性元件51与第二抵挡件52抵接，以使摄像机2在转动时第二弹性元件51能够储存或释放能量，与此同时第一弹性元件41与第一抵挡件42不接触，第一弹性元件41不储存或释放能量；或者，在第一转动角度范围内的某个范围内第一弹性元件41和第二弹性元件51均发生弹性形变。其中，第一转动角度可以是0°至180°之内的任意值，第二转动角度可以是0°至180°之内的任意值，本实施例以第一转动角度的值为90°，第二转动角度的值为90°进行具体说明；为了便于理解，定义摄像头的朝向为水平方向时其转动角度为0°，以朝下转动为正方向，第一转动角度范围为0°至﹢90°，第二转动角度范围为0°至－90°。

本实用新型实施例的云台摄像机通过助力组件的第一弹性元件41和第二弹性元件51在旋转角度内分段实现扭力的储存和释放，从而能够大大降低每个弹性元件的交变应力，进而能够防止过早出现变形和断裂的不良情况；其中，第一弹性元件41和第二弹性元件51可以为任意一种具有弹性形变能力的元件，本实施例对此不作具体限定。

具体的，如图1所示，为了便于理解，在本实用新型提供的实施例中，助力组件包括第一助力组件4和第二助力组件5；第一助力组件4包括第一弹性元件41、第一抵挡件42、第一固定架43和第一扭簧盖板44；第二助力组件5包括第二弹性元件51、第二抵挡件52、第二固定架53和第二扭簧盖板54；第一助力组件4和第二助力组件5分别对称设置在摄像头的两侧。

摄像机2与转轴3同步转动，第一弹性元件41构造为扭簧；第一固定架43固定在云台1上，第一扭簧盖板44套设在转轴3上，第一抵挡件42套设在转轴3上并与转轴3同步转动；第一弹性元件41套设在转轴3上，并设置在第一固定架43和第一扭簧盖板44之间，弹性元件的一弹臂固定在第一固定架43上，另一弹臂固定在第一扭簧盖板44上；第一抵挡件42设置在转轴3上并与转轴3同步转动；其中，第一抵挡件42设置在第一扭簧盖板44的一侧，第一扭簧盖板44的朝向第一抵挡件42的一侧设有圆弧形的第一限位槽441，第一抵挡件42的朝向第一扭簧盖板44的一侧设有第一限位凸起421，第一限位凸起421位于第一限位槽441内(当然在其他实施例中限位槽的形状可以为其他的形状，或者仅设置能够与第一限位凸起421相抵挡的限位挡板，其主要目的是为了实现在特定角度范围内第一抵挡件42能够带动第一扭簧盖板44转动)，第一限位凸起421在第一限位槽441内的最大转动角度与第一转动角度相同。其中，第一固定架43和第一扭簧盖板44上均设有插孔(图中未标示出)，第一弹性元件41的两个弹臂分别插设在第一固定架43和第一扭簧盖板44的插孔内。当摄像机2(转轴3)在0°至﹢90°范围正向内转动时，第一抵挡件42随转轴3同步转动，在此过程中第一抵挡件42的第一限位凸起421与第一扭簧盖板44的第一限位槽441的内壁相接触，第一抵挡件42带动第一扭簧盖板44转动，从而使第一弹性元件41产生弹性形变并储存能量；当反向转动时第一弹性元件41形变并释放能量。

进一步的，由于摄像机2(转轴3)的转动需要驱动装置(例如电机)来带动，为了使得云台摄像机的结构更为紧凑，在本实施例中，第一抵挡件42构造为齿轮，驱动装置的输出齿轮可直接与第一抵挡件42进行啮合，以带动摄像机2(转轴3)转动。

进一步的，为了降低第一扭簧盖板44转动时的阻力，云台摄像机还包括第一轴承6；第一扭簧盖板44构造为环状结构，第一轴承6的内圈套设在转轴3上，其外圈套设在第一扭簧盖板44的内环壁上。

更进一步的，如图1所示，第二弹性元件51构造为扭簧；第二固定架53固定在云台1上，第二扭簧盖板54套设在转轴3上，第二抵挡件52套设在转轴3上并与转轴3同步转动；第二弹性元件51套设在转轴3上，并设置在第二固定架53和第二扭簧盖板54之间，弹性元件的一弹臂固定在第二固定架53上，另一弹臂固定在第二扭簧盖板54上；第二抵挡件52设置在转轴3上并与转轴3同步转动；其中，第二抵挡件52设置在第二扭簧盖板54的一侧，第二扭簧盖板54的朝向第二抵挡件52的一侧设有圆弧形的第二限位槽541，第二抵挡件52的朝向第二扭簧盖板54的一侧设有第二限位凸起521，第二限位凸起521位于第二限位槽541内(当然在其他实施例中限位槽的形状可以为其他的形状，或者仅设置能够与第二限位凸起521相抵挡的限位挡板)，第二限位凸起521在第二限位槽541内的最大转动角度与第二转动角度相同。其中，第二固定架53和第二扭簧盖板54上均设有插孔(图中未标示出)，第二弹性元件51的两个弹臂分别插设在第二固定架53和第二扭簧盖板54的插孔内。当摄像机2(转轴3)在0°至－90°范围内反向转动时，第二抵挡件52随转轴3同步转动，在此过程中第二抵挡件52的第二限位凸起521与第二扭簧盖板54的第二限位槽541的内壁相接触，第二抵挡件52带动第二扭簧盖板54转动，从而使第二弹性元件51产生弹性形变并储存能量，当反向转动时第二弹性元件51形变并释放能量。

进一步的，为了降低第二扭簧盖板54转动时的阻力，云台摄像机还包括第二轴承7；第二扭簧盖板54构造为环状结构，第二轴承7的内圈套设在转轴3上，其外圈套设在第二扭簧盖板54的内环壁上。

进一步的，为了实现第一轴承6和第二轴承7在轴向上的定位，本实施例中的云台摄像机还包括设置在转轴3上的第一挡圈8和第二挡圈9；第一抵挡件42和第一挡圈8分别设置在第一轴承6的两侧以实现对第一轴承6的定位，第二抵挡件52和第二挡圈9分别设置在第二轴承7的两侧以实现对第二轴承7的定位。

其中，为了实现助力组件在0°至﹢90°和0°至－90°第一助力组件4和第二助力组件5的分段助力，第一限位槽441与第二限位槽541在转轴的轴向上的投影不重叠。当然在其他实施例中，本领域技术人员可根据摄像头的旋转角度、助力组件的作用范围对第一限位槽441和第二限位槽541的具体形状和相互之间的投影关系做相应调整，本实施例对此不作具体限定。

下面结合图2及图3对摄像头在转动过程中第一弹性元件41和第二弹性元件51的内应力情况作进一步说明：

图2中横坐标表示摄像头的转动角度，纵坐标表示第一弹性元件41的内应力大小；图3中横坐标表示摄像头的转动角度，纵坐标表示第二弹性元件51内应力大小。

如图2及图3所示，当摄像头由水平方向(0°)朝下(正方向)转动时，第一弹性元件41的内应力不断增加，当旋转至90°时，第一弹性元件41的内应力到达最大值，随后摄像头向反方向转动，第一弹性元件41逐渐恢复至自由状态，内应力不断变小，当旋转至0°时，第一弹性元件41恢复至自然状态，内应力为0；在此过程中第二弹性元件51不产生弹性形变，因此内应力保持为0。

当摄像头由水平方向(0°)朝上(反方向)转动时，第二弹性元件51的内应力不断增加，当旋转至－90°时，第二弹性元件51的内应力到达最大值，随后摄像头向正方向转动，第二弹性元件51逐渐恢复至自由状态，内应力不断变小，当旋转至0°时，第二弹性元件51恢复至自然状态，内应力为0；在此过程中第一弹性元件41不产生弹性形变，因此内应力保持为0。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。