水平转动机构及摄像机的制作方法

本申请涉及图像获取技术领域，尤其涉及一种水平转动机构及摄像机。

背景技术：

随着科学技术的发展，图像获取技术越来越广泛地应用于环境监控、人工智能等领域。

相关技术中，通常采用摄像机进行图像获取。摄像机通常可包括顶盒以及内壳，内壳被悬吊在顶盒下方，摄像机的镜头被设置在内壳内。由于摄像机的镜头视角有限，为了获得更大范围的图像，顶盒与内壳之间通常需要设置水平转动机构使内壳能够带动镜头水平转动，以调整视角区域。

相关技术中的水平转动机构通常采用两个深沟球轴承作为转动轴承，由于深沟球轴承自身结构特点，装配完成后往往会具有较大的游隙，因此摄像机在转动时会产生较大的晃动。而随着摄像机越来越趋于智能化，对转动的平稳顺畅要求越来越高，这种晃动会严重影响设备的正常使用。虽然通过提高加工精度以及装配精度的方式可以减小晃动幅度，但这种方式成本极高。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种水平转动机构及摄像机，以解决上述问题。

本申请实施例采用下述技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种水平转动机构，包括转动轴、轴套、第一轴承、第二轴承以及轴向固定件；

所述轴套上设置有轴承座，所述第一轴承设置在所述轴承座内，所述轴套与所述第一轴承均套设在所述转动轴的外围；

所述轴向固定件与所述转动轴固定连接并沿所述转动轴的径向延伸至所述转动轴的外围，所述轴向固定件与所述轴套之间留有间隙，所述第二轴承套设在所述转动轴上处于所述间隙内，所述轴套以及所述轴向固定件分别与所述第二轴承的不同侧固定连接；

所述第一轴承为向心轴承或向心推力轴承，所述第二轴承为平面推力轴承，所述转动轴与所述轴套通过所述第一轴承与所述第二轴承转动连接。

可选地，上述的水平转动机构中，还包括弹性压紧件，所述弹性压紧件位于所述第二轴承与所述轴向固定件/所述轴套之间，且所述弹性压紧件被所述第二轴承与所述轴向固定件/所述轴套同时挤压。

可选地，上述的水平转动机构中，所述弹性压紧件为波纹垫片。

可选地，上述的水平转动机构中，所述轴向固定件为轴承端盖，所述轴承端盖与所述转动轴的端部固定连接。

可选地，上述的水平转动机构中，还包括辅助支撑件，所述辅助支撑件固定设置在所述转动轴上且处于所述第二轴承与所述轴承端盖之间，所述波纹垫片位于所述第二轴承与所述轴承端盖之间且环绕在所述辅助支撑件的外围，所述第二轴承与所述轴套抵接压紧。

可选地，上述的水平转动机构中，所述辅助支撑件为卡簧，所述转动轴上沿所述转动轴的周向设置有一圈卡槽，所述卡簧卡设在所述卡槽内。

可选地，上述的水平转动机构中，所述轴套朝向所述轴向固定件的一侧设置有限位部，所述限位部沿所述转动轴的周向延伸或排布一周，当所述第二轴承与所述轴套抵接压紧时，所述限位部处于所述第二轴承的外围。

可选地，上述的水平转动机构中，所述第二轴承包括第一转动垫圈、第二转动垫圈以及被夹设在所述第一转动垫圈与所述第二转动垫圈之间的一圈滚动体，所述第一转动垫圈与所述轴套固定连接，所述第二转动垫圈与所述轴向固定件固定连接；

所述转动轴上沿所述转动轴的周向设置有一圈避让槽，当所述第一转动垫圈与所述轴套固定连接时，所述避让槽与所述第一转动垫圈相对。

可选地，上述的水平转动机构中，还包括密封件，所述密封件设置在所述轴承座远离所述第二轴承的一侧并密封所述转动轴与所述轴套之间的间隙。

第二方面，本申请实施例提供了一种摄像机，包括顶盒、内壳以及所述的水平转动机构；所述转动轴设置在所述顶盒上，所述轴套设置在所述内壳上。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

本申请实施例公开的水平转动机构及摄像机通过设置第一轴承与第二轴承能够减转动过程中的晃动幅度。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例公开的顶盒、内壳与水平转动机构的连接结构剖视图；

图2为本申请实施例公开的水平转动机构的整体剖视结构视图；

图3为本申请实施例公开的水平转动机构的局部剖视结构视图。

附图标记说明：

1-水平转动机构、10-转动轴、100-穿线孔、101-卡槽、102-避让槽、11-轴套、110-轴承座、111-限位部、12-第一轴承、13-第二轴承、130-第一转动垫圈、131-第二转动垫圈、132-滚动体、14-轴向固定件/轴承端盖、15-弹性压紧件、16-辅助支撑件、17-密封件、2-顶盒、3-内壳。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图，详细说明本申请各实施例提供的技术方案。

本申请实施例公开了一种摄像机，如图1至图3所示，包括水平转动机构1、顶盒2、以及内壳3，顶盒2通常被固定设置在墙壁、房檐、天花板等位置，内壳3通过水平转动机构1悬吊在顶盒2的下方，在内壳3的内部设置控制电路、图像传感器、镜头等部件。

如图2所示，水平转动机构1的基础组成结构包括转动轴10、轴套11、第一轴承12、第二轴承13以及轴向固定件14。其中，转动轴10设置在顶盒2上，轴套11设置在内壳3上。转动轴10与顶盒2通常可以一体设置，使转动轴10成为顶盒2的一部分，同样的，轴套11与内壳3也可以一体设置。但本申请的其它实施方式中也不排除转动轴10与轴套11为独立部件的结构形式。

轴套11上设置有轴承座110，第一轴承12设置在轴承座110内，同时轴套11与第一轴承12均套设在转动轴10的外围，此时第一轴承12的两个独立转动部分分别与轴套11以及转动轴10接触。在本实施例中，第一轴承12为向心轴承或向心推力轴承，通过与轴套11以及转动轴10的接触，第一轴承12可以消化转动轴10与轴套11之间的转动力，并在转动轴10的径向方向上提供较高的转动稳定性。

轴向固定件14与转动轴10固定连接，并且轴向固定件14沿转动轴10的径向延伸至转动轴10的外围，因为轴套11套设在转动轴10的外围，因此轴向固定件14与轴套11之间留有间隙，第二轴承13套设在转动轴10上并处于间隙内，轴套11以及轴向固定件14分别与第二轴承13的不同侧固定连接。

在本实施例中，第二轴承13为平面推力轴承，因此轴套11以及轴向固定件14分别与第二轴承13的不同侧固定连接便可使第二轴承13消化轴套11与轴向固定件14之间的转动力，由于轴向固定件14与转动轴10处于固定连接状态，因此二者同步转动，故轴套11与轴向固定件14之间的转动也是轴套11与转动轴10之间的转动，因此本实施例中的转动轴10与轴套11通过第一轴承12与第二轴承13实现转动连接。

由于第二轴承13为平面推力轴承，因此其能够承受来自转动轴10的轴向上的较大推力而仅发生微小的轴向位移，即平面推力轴承在轴向上的游隙较小，在该方向上的偏移量也较小。因此，本实施例通过第一轴承12与第二轴承13的配合作用，能够使转动轴10与轴套11的转动过程在轴向以及径向上的偏移量均减小，综合减小晃动幅度，从而使转动过程更加平稳。

在本实施例中，第一轴承12具体可以采用深沟球轴承、角接触轴承等，其中深沟球轴承成本较低，推荐采用。第二轴承13可以采用推力滚针轴承或者推力滚珠轴承等。如图3所示，第二轴承13普遍包括第一转动垫圈130、第二转动垫圈131以及被夹设在第一转动垫圈130与第二转动垫圈131之间的一圈滚动体132，对于推力滚针轴承，滚动体132为滚针，对于推力滚珠轴承而言，滚动体132则为滚珠。第一转动垫圈130与轴套11固定连接，第二转动垫圈131与轴向固定件14固定连接。

在本实施例中，第二轴承13与轴套11以及轴向固定件14的固定连接通常采用压紧抵接的方式完成，通过静摩擦力实现第一转动垫圈130与轴套11、第二转动垫圈131与轴向固定件14的固定连接。而压紧力的大小对于固定连接的稳定性以及滚动体132的滚动阻力会产生一定影响，因此压紧力不能过大也不能过小，如果直接通过调节轴向固定件14与轴套11的间隙大小的方式对压紧力进行调节，由于无法观察到明显的形变，因此力的调节过程十分难以控制。

如图2和图3所示，本实施例在水平转动机构1内部设置了弹性压紧件15，弹性压紧件15可以位于第二轴承13与轴向固定件14之间，或者也可以位于第二轴承13与轴套11之间，弹性压紧件15处于自然状态时，其与第二轴承13所占用的轴向尺寸大于轴向固定件14与轴套11之间的间隙，因此无论弹性压紧件15处于第二轴承13的哪一侧，其均会被压缩，具体地，当弹性压紧件15可以位于第二轴承13与轴向固定件14之间时，第二轴承13与轴向固定件14同时挤压弹性压紧件15，而当弹性压紧件15位于第二轴承13与轴套11之间时，第二轴承13与轴套11共同挤压弹性压紧件15。

弹性压紧件15被压缩后会产生弹性力，而弹性力的大小与弹性压紧件15自身的材料性能以及形变量相关，因此能够通过观察弹性压紧件15的形变量来判断压紧力的大小，控制过程极为简单快捷。在本实施例中，弹性压紧件15可以采用波纹垫片，其结构简单、易于装配，并且提供的弹性力也较为均匀。

在本实施例中，轴向固定件14通常可以采用轴承端盖，轴承端盖14(为了便于理解，下文沿用轴向固定件的附图标记)可以通过螺丝、粘接等方式与转动轴10的端部固定连接，由于其是与端部连接，因此可以沿着转动轴10的轴向逐渐靠近转动轴10的端部，而非沿径向，这对压紧第二轴承13而言更为方便。

在使用状态下，轴承端盖14处于下方，而第二轴承13、弹性压紧件15、第一轴承12以及轴套11等均处于轴承端盖14的上方，即轴承端盖14要承受这些部件以及整个内壳3的重量，同时轴承端盖14还需要克服弹性压紧件15所释放的弹力，因此轴承端盖14的负荷很大。

而为了使顶盒2与内壳3内部的装置电性连接，通常会在转动轴10的中部卡设穿线孔100，从而使转动轴10成为一个筒状结构，因此其端部的面积较小，无论是粘接还是设置螺纹孔均会受到限制，因此轴承端盖14与转动轴10之间的连接强度存在上限。

当摄像机的内壳3受到向下的外力时会加大对轴承端盖14的挤压，此时轴承端盖14与转动轴10之间的固定连接结构可能会因巨大的负载而解体，导致水平转动机构1损坏，内壳3坠落。

为了减少这种情况的发生概率，本实施例在水平转动机构1内还设置了辅助支撑件16，辅助支撑件16固定设置在转动轴10上且处于第二轴承13与轴承端盖14之间，此时波纹垫片位于第二轴承13与轴承端盖14之间且环绕在辅助支撑件16的外围，第二轴承13与轴套11抵接压紧。

当内壳3突然受到向下的外力作用而向下移动时，辅助支撑件16可以阻止内壳3以及第二轴承13等的移动，在辅助支撑件16损坏前，轴承端盖14只需要承受波纹垫片形变而增大的弹性力，因此整体的结构稳定性更高，内壳3更加难以坠落。

在本实施例中，辅助支撑件16可以为卡簧，在转动轴10上沿转动轴10的周向设置有一圈卡槽101，卡簧卡设在卡槽101内。这种安装方式操作简便，装配效率高。

如图3所示，为了提高第二轴承13与轴套11的装配精度，本实施例可以在轴套11朝向轴向固定件14的一侧设置限位部111，限位部111沿转动轴10的周向延伸或排布一周，例如限位部111可以为一圈限位凸缘，或者几个沿周向排布的限位块等形式。当第二轴承13与轴套11抵接压紧时，限位部111处于第二轴承13的外围，从而限制第二轴承13的所处位置，提高装配精度。

在本实施例中，虽然第一转动垫圈130与轴套11固定连接，但限于第二轴承13的自身结构，第一转动垫圈130依然需要环绕转动轴10设置，如果第一转动垫圈130与转动轴10之间存在接触，则在转动过程中二者便会产生摩擦，影响转动过程的稳定性。

为了避免这一问题，请继续参见图3，本实施例可以在转动轴10上沿转动轴10的周向设置一圈避让槽102，当第一转动垫圈130与轴套11固定连接时，避让槽102正好与第一转动垫圈130相对，从而避免第一转动垫圈130与转动轴10直接接触。

如图2所示，在本实施例中，为了由于水平转动机构1为顶盒2与内壳3的连接结构，因此在对防水等级要求较高(IPX6/7/8)的设备内，水平转动机构1还可包括密封件17，密封件17被设置在轴承座110远离第二轴承13的一侧并密封转动轴10与轴套11之间的间隙。

综上所述，本实施例所提供的水平转动机构及摄像机能够减小转动过程中的晃动幅度。

本申请上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。