專利名稱:一種水下攝像機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實用新型涉及一種攝像機,具體涉及一種可實現(xiàn)全方位觀察的水下攝像機。
背景技術(shù):
隨著人們生產(chǎn)與生活的不斷發(fā)展,水下攝像機作為一種現(xiàn)代水下監(jiān)視設(shè)備,其運 用范圍越來越廣,比如跳水比賽、水產(chǎn)養(yǎng)殖、環(huán)境監(jiān)測等等。目前水下攝像機結(jié)構(gòu)大致有兩種攝像鏡頭固定的攝像機和攝像機鏡頭可隨對應(yīng) 機構(gòu)轉(zhuǎn)動的攝像機。攝像鏡頭固定的攝像機,其攝像監(jiān)測范圍固定有限,使用不方便。攝像 機鏡頭可隨對應(yīng)機構(gòu)轉(zhuǎn)動的攝像機,如我國ZL200410009490. 8公開了一種水下攝像系統(tǒng), 其轉(zhuǎn)動機構(gòu)包括水平轉(zhuǎn)軸、水平電機、水平齒輪減速組、垂直轉(zhuǎn)軸、垂直電機、垂直齒輪減 速組等,其結(jié)構(gòu)復(fù)雜。同時,在其電氣設(shè)計過程中,如果其機械部分要達到360度無限制連 續(xù)旋轉(zhuǎn),導(dǎo)線需連接到旋轉(zhuǎn)部件上去,導(dǎo)線纏繞問題就成為了一個突出的問題,使得其沒有 辦法無限制的360度旋轉(zhuǎn),從而限制了視角范圍。由上可知,目前的攝像機其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,且視角范圍較小。
實用新型內(nèi)容為了解決上述問題,本實用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、視角范圍更廣的 水下攝像機。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本實用新型的技術(shù)方案是—種水下攝像機,包括密封殼體、攝像機模組,以及控制電機轉(zhuǎn)動的控制板;在所 述密封殼體內(nèi)水平安裝有第一齒輪盤、以及帶動所述第一齒輪盤轉(zhuǎn)動的第一驅(qū)動電機;在 所述第一齒輪盤中心設(shè)置有一傳輸電力與信號的導(dǎo)電滑環(huán),所述導(dǎo)電滑環(huán)通過螺絲與所述 主支架頂部緊固在一起;在所述第一齒輪盤下方設(shè)置有一 η形主支架,所述主支架的頂部 與所述第一齒輪盤固定連接;在所述主支架的側(cè)壁安裝有第二齒輪盤、以及帶動所述第二 齒輪盤轉(zhuǎn)動的第二驅(qū)動電機;在所述主支架內(nèi)安裝有一 U形負支架,所述負支架的一側(cè)壁 與所述第二齒輪盤連接;所述攝像機模組固定安裝在所述負支架上。優(yōu)選的,為了使得第一齒輪盤水平旋轉(zhuǎn)角度能夠量化可控,在所述第一齒輪盤側(cè) 面設(shè)置有一感應(yīng)模塊,在所述控制板對應(yīng)設(shè)置有一感應(yīng)器。優(yōu)選的,為了使得本實用新型應(yīng)用范圍更廣泛,所述攝像機模組為固定焦距的水 下攝像機模組、變焦距的攝像機模組、或高清攝像模組。優(yōu)選的,為了使得攝像機模組以及電機工作穩(wěn)定,本實用新型采用外接電源,在所 述控制板中設(shè)置有一將輸入電壓轉(zhuǎn)換為攝像機、水平旋轉(zhuǎn)電機以及垂直旋轉(zhuǎn)電機的工作電 壓的電源模塊。優(yōu)選的,為了使得本實用新型兼容性更好,在所述密封殼體中設(shè)置有一視頻信號 轉(zhuǎn)換板。優(yōu)選的,所述密封殼體包括圓形下端蓋、桶狀中間殼體、透明球罩、以及圓環(huán)狀上端蓋;所述下端蓋與所述中間殼體通過螺絲或螺紋連接在一起;所述上端蓋將透明球罩與 所述中間殼體通過螺絲或螺紋鎖附在一起。優(yōu)選的,為了方便與外接電源或信號線連接,在所述下端蓋中心設(shè)置有一連接外 接線路的連接器。 優(yōu)選的,為了使得本實用新型的密封效果更佳,在所述連接器與下端蓋連接處、所 述下端蓋與所述中間殼體連接處、以及透明球罩與中間殼體連接處都設(shè)置有0形密封圈。優(yōu)選的,為了保證攝像機攝取圖像的清晰度和正確性,所述攝像機的中心線與所 述透明球罩的中心線重合。本實用新型的攝像機模組固定在負支架上,所述負支架安裝在主支架上,其主支 架與第一齒輪盤固定連接在一起。當?shù)谝或?qū)動電機帶動第一齒輪盤旋轉(zhuǎn)時,主支架將隨之 一起轉(zhuǎn)動,即可實現(xiàn)攝像機水平方向360°的旋轉(zhuǎn);當?shù)诙?qū)動電機帶動第二齒輪盤旋轉(zhuǎn) 時,負支架可隨之一起轉(zhuǎn)動,即可實現(xiàn)攝像機士90°的旋轉(zhuǎn)。攝像機在水平和垂直旋轉(zhuǎn)過程 中通過導(dǎo)電滑環(huán)與外界進行供電和信號傳輸、交換,導(dǎo)電滑環(huán)保證攝像機模組在正常工作 過程中不掉電,不丟失信號,連續(xù)工作,同時保證支架可以連續(xù)360度旋轉(zhuǎn)。因此,本實用新型采用簡單的機構(gòu),便可使攝像機在水下,水平方向360度旋轉(zhuǎn), 垂直方向士90度旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)全方位觀察,拓寬水下視野。
此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解,構(gòu)成本申請的一部分, 并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定,在附圖中圖1為本實用新型的優(yōu)選結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本實用新型控制板與第一齒輪盤的局部結(jié)構(gòu)放大示意圖。圖中1、水下連接器插座 2、下端蓋3、第一 0形密封圈 4、第二 0形密封圈5、第一轉(zhuǎn)接板6、第三0形密封圈7、第四0形密封圈 8、支撐板9、透明球罩10、第二轉(zhuǎn)接板11、導(dǎo)電滑環(huán)12、第一電機齒輪13、第二驅(qū)動電機 14、第一驅(qū)動電機15、中間殼體16、控制版17、第一齒輪盤 18、第一皮帶19、第五0形密封圈 20、上端蓋21、主支架22、負支架23、第二電機齒輪 24、第二皮帶25、第二齒輪盤26、攝像機27、攝像機鏡頭28、風扇29、感應(yīng)器30、感應(yīng)模塊具體實施方式
下面將結(jié)合附圖以及具體實施例來詳細說明本實用新型,在此本實用新型的示意 性實施例以及說明用來解釋本實用新型,但并不作為對本實用新型的限定。如圖1所示,本實用新型公開了一種水下攝像機,包括水平和垂直運動機構(gòu)、密封 殼體、攝像機模組三部分構(gòu)成一 水平和垂直運動機構(gòu)本運動機構(gòu)設(shè)置在密封殼體中,由第一驅(qū)動電機14、第二驅(qū)動電機13、第一皮帶 18、第二皮帶24、第一電機齒輪12、第二電機齒輪23、第一齒輪盤17、第二齒輪盤25、“n”形 主支架21、“u”負支架22、導(dǎo)電滑環(huán)11、以及控制板16組成。 其中,第一齒輪盤17安裝在一支撐板8上,需要說明的是,本實用新型結(jié)構(gòu)不限于 此,該第一齒輪盤17還可以直接安裝在下端蓋2上等其他安裝方式。其中,主支架21固定安裝在第一齒輪盤17下方,其頂部與第一齒輪盤17通過螺 釘?shù)确绞焦潭ㄟB接。其中,第一驅(qū)動電機14豎直安裝在主支架21的側(cè)壁上,其第一電機齒輪12與第 一齒輪盤17通過第一皮帶連接,它帶動第一齒輪盤17旋轉(zhuǎn);需要說明的是,本實用新型不 限于此,第一驅(qū)動電機14還可以固定安裝在支撐板8、中間殼體15等位置,它只要能帶動第 一齒輪盤17轉(zhuǎn)動即可,因此,它必須豎直設(shè)置,使其第一電機齒輪12與第一齒輪盤17處于 同一水平面。其中,第二齒輪盤25安裝在主支架21的側(cè)壁,第二驅(qū)動電機13安裝在主支架 21 “η”形內(nèi)的頂端,其第二電機齒輪23通過第二皮帶24與第二齒輪盤25連接,驅(qū)動第二 齒輪盤25轉(zhuǎn)動。本實用新型將第二驅(qū)動電機13、以及第二齒輪盤25都固定在主支架21 上,使其形成一個整體,可隨主支架一起轉(zhuǎn)動,改變了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)。其中,負支架22安裝在主支架21內(nèi),負支架22的側(cè)壁與主支架21的側(cè)壁通過轉(zhuǎn) 軸連接在一起,負支架22的一側(cè)壁與第二齒輪盤25連接,受第二齒輪盤25驅(qū)動。該負支 架22用于固定安裝攝像機模組,攝像機模組主要包括攝像機26、攝像機鏡頭27。其中,導(dǎo)電滑環(huán)11安裝在第一齒輪盤17中心,導(dǎo)電滑環(huán)11通過螺絲與主支架21 頂部緊固在一起,導(dǎo)電滑環(huán)11 一端與控制板16連接,導(dǎo)電滑環(huán)的另一端與外界電壓輸入端 和信號交換傳輸端連接。其中,控制板16集成了云臺控制模塊、通訊模塊、攝像機圖像處理模塊、電源模塊 四個部分,所述電源模塊將輸入電壓轉(zhuǎn)換為攝像機26、第一驅(qū)動電機14以及第二驅(qū)動電機 13的工作電壓。輸入電壓經(jīng)過導(dǎo)電滑環(huán)11輸入到控制板16,控制板16通過電源模塊分配 處理適合攝相機,電機工作的電壓,保證攝像機和電機的穩(wěn)定工作。其中,控制板16通過其主控MCU發(fā)送指令分別到第一驅(qū)動電機14、第二驅(qū)動電機 13、攝像機26等。當控制板16通過主控MCU發(fā)送指令到第一驅(qū)動電機14時,第一驅(qū)動電 機14軸上的第一電機齒輪12通過第一皮帶18圍繞第一齒輪盤17做水平360度旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn) 速度、旋轉(zhuǎn)角度可控制。第一齒輪盤17中間的導(dǎo)電滑環(huán)11與主支架21通過螺絲緊固在一 起,這保證了主支架21的旋轉(zhuǎn)角度、旋轉(zhuǎn)速度與第一驅(qū)動電機14的旋轉(zhuǎn)角度、旋轉(zhuǎn)速度成 線性關(guān)系。同時導(dǎo)電滑環(huán)11由于其本身特性保證了電機、攝像機在工作的情況下不掉電, 不掉信號,工作穩(wěn)定。[0049]如圖3所示,第一齒輪盤17側(cè)面有一感應(yīng)模塊30 感應(yīng)點或者微動開關(guān),當主支 架21以此為零點開始旋轉(zhuǎn)時,控制板16上的MCU會自動計算帶動攝像機26的主支架21 的旋轉(zhuǎn)角度,也就是攝像機26的水平旋轉(zhuǎn)角度。攝像機26旋轉(zhuǎn)到360度后還要繼續(xù)沿同 一方向旋轉(zhuǎn),則控制板16上的感應(yīng)器29 感應(yīng)開關(guān)或者微動開關(guān)就會被第一齒輪盤17上 的感應(yīng)點或者微動開關(guān)30觸發(fā),觸發(fā)后信息會傳導(dǎo)到控制板16的MCU,然后又從零點開始 計算旋轉(zhuǎn)角度。當控制板16通過主控MCU發(fā)送指令到第二驅(qū)動電機13時,第二驅(qū)動電機13通過 軸上第二電機齒輪23通過第二皮帶24帶動第二齒輪盤25做垂直方向0 90旋轉(zhuǎn),第二 齒輪盤25與負支架22連接在一起;攝像機26與負支架22通過螺絲固定在一起。所以,當 第二驅(qū)動電機13旋轉(zhuǎn)時,會通過軸上第二電機齒輪23通過皮帶24帶動第二齒輪盤25,進 而帶動攝像機26做0 90度旋轉(zhuǎn)。當攝像機26旋轉(zhuǎn)到90度時,控制板16通過主控MCU 發(fā)送指令給第一驅(qū)動電機14,帶動攝像機26做水平180旋轉(zhuǎn),使攝象機26在原方向的背面 可以在做垂直方向0-90°旋轉(zhuǎn),這樣整個攝像機的旋轉(zhuǎn)角度可以達到士90度。本實用新型中的控制板16可集成有解碼器,可以通過其解碼器和通訊協(xié)議與外 部進行聯(lián)系,外部可以用控制鍵盤通過電纜發(fā)送指令給控制板16上的MCU進而控制水平和 垂直電機的轉(zhuǎn)動,以及攝像機白平衡、快門、光圈、變焦、對焦等功能。二 密封殼體密封殼體包括連接器1、圓形下端蓋2、桶狀中間殼體15、圓環(huán)狀上端蓋20、透明球 罩25、第一 0形密封圈3、第二 0形密封圈4、第三0形密封圈6、第四0形密封圈7、第五0 形密封圈19組成。其中,下端蓋2與中間殼體15通過螺絲或螺紋連接在一起,上端蓋20將透明球罩 25與中間殼體15通過螺絲或螺紋鎖附在一起。其中,連接器1在下端蓋2中心,通過螺紋或螺絲固定在下端蓋2上。為了防止水進入殼體,保證其在深水下正常工作,在各個連接部分都設(shè)置有0形 密封圈,其中第一 0形密封圈3和第二 0形密封圈4設(shè)置在連接器1與下端蓋2連接部 位,第三0形密封圈6和第四0形密封圈7設(shè)置在下端蓋2與中間殼體15連接部位,第五 0形密封圈19設(shè)置在透明球罩9與中間殼體15連接部位。下端蓋2通過第四0形密封圈7,第三0形密封圈6與中間殼體15相連接,通過螺 絲或者螺紋與中間殼體固定在一起,通常狀況下只用一道第四0形密封圈7就可以,為了更 好的密封效果,本實用新型加了一道0形密封圈6。下端蓋2通過支撐板8與水平和垂直運 動機構(gòu)、攝像機連接在一起。上端蓋20將透明球罩20通過多顆螺絲固定或者螺紋固定(上端蓋與中間殼體之 間通過螺紋方式固定)的方式與中間殼體15緊固在一起。透明球罩20與中間殼體15之 間通過第五0形密封圈19密封。為保證整個圖像的清晰度和正確性,攝像機的中心線必須于透明球罩的中心線一 致,保證共心,這樣就能保證從外部進去的光線都是垂直于透明球罩直接進入攝像機,這樣 就會保證通過透明球罩20的光線進入攝像機26不會產(chǎn)生圖像的畸變和色散。攝像機26 的最大視場角度通過計算必須高于上端蓋20的平面,這樣保證攝像機即使在水平位置也 能夠看到清晰的圖像。[0060]本實用新型中的透明球罩20是耐壓殼體,可通過計算不同的厚度、大小、材質(zhì)的 透明球罩20,可設(shè)計適應(yīng)不同水深的水下球形攝像機。本實用新型,通過多道0形密封圈和耐壓殼體,可以保證該水下球形攝像機能夠 在深度1500米的液體或者15Mpa的壓力下正常工作。通過改變0形密封圈的性能、材質(zhì)或 者0形密封圈外加擋圈,可以使該水下球形攝像機在3000米水下或者30Mpa的壓力下正常工作。三攝像機模組為了使得本實用新型使用范圍更廣,本實用新型在兼容性上做了改進,攝像機模 組可以根據(jù)實際情況選擇不同規(guī)格的攝像機模組,可供使用攝像機26模組有固定焦距攝 像機模組、攝像機鏡頭27與攝像機26 —體化變焦攝像機模組、攝像機鏡頭27與攝像機26 一體化變焦高清攝像機模組,以適應(yīng)不同的視頻檢測和拍攝場所。為使本實用新型有更廣的應(yīng)用范圍,本實用新型設(shè)置了一塊視頻信號轉(zhuǎn)換板5,攝 像機通過轉(zhuǎn)換板5可提供不同的視頻信號輸出方式和不同電壓的供電。目前可提供的視頻 輸出格式有RJ45數(shù)字網(wǎng)絡(luò)信號、AV信號、模擬視頻信號等,如果用一體化變焦高清攝像機 模組則可提供RJ45數(shù)字網(wǎng)絡(luò)信號、HD-SDI/SDI格式信號、HDMI格式信號、模擬視頻信號、 VGA信號、復(fù)合視頻信號等。本實用新型通過第一驅(qū)動電機、第二驅(qū)動電機,控制攝像機水平和垂直旋轉(zhuǎn),通過 調(diào)整電機的旋轉(zhuǎn)速度,控制攝像機的運行速度。攝像機在水平和垂直旋轉(zhuǎn)過程中通過導(dǎo)電 滑環(huán)與外界進行供電和信號傳輸、交換,導(dǎo)電滑環(huán)保證攝像機模組在正常工作過程中不掉 電,不丟失信號,連續(xù)工作,同時保證支架可以連續(xù)360度旋轉(zhuǎn)。因此,本實用新型可以在水 下,水平方向360度旋轉(zhuǎn),垂直方向士90度旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)全方位觀察,拓寬水下視野。本實用新型明使用時,如果需要觀測比較小的范圍可以使用固定焦距的水下攝像 機模組,如果需要觀測比較大的范圍可以使用變焦攝像機模組,如果需要電視傳播或者需 要高清晰的圖像質(zhì)量可以使用高清的攝像機模組;本實用新型可提供多種視頻信號復(fù)合 視頻,模擬視頻信號,AV信號,SD信號,HDMI信號,SDI信號,網(wǎng)絡(luò)信號等適應(yīng)不同觀測效果 的需要。因此,本實用新型兼容性強,根據(jù)不同的使用環(huán)境和需要更換不同規(guī)格的攝像機模 組,從而達到不同的圖像效果。本實用新型采用統(tǒng)一供電模式,即由外部輸入電源,而不是由電池或者蓄電池供 電,在球型攝像機中的控制板上還設(shè)有穩(wěn)壓電源模塊,可保證攝像機模組和電機以及系統(tǒng) 控制板的穩(wěn)定工作。同時電源有外部輸入,大大減小了整個水下球型攝像機的尺寸。本實用新型的透明球罩可采用特殊材料制作,光線通過率高,強度高,無畸變。球 罩生產(chǎn)過程中采用特殊工藝,保證球罩不變形。攝像機的轉(zhuǎn)動中心保證與球罩的圓心一致, 因此攝像機無論從哪個方向采集來的圖像都是都不會產(chǎn)生像差、色散和畸變,保證良好的 成像效果。透明球罩半球端部增加一截透明圓柱,保證攝像機在水平位置的時候不會被上 端蓋20遮擋光線而影響觀察,保證攝像機在垂直0 90度的范圍內(nèi)正常工作??赏ㄟ^對 材料性能的力學計算,不同厚度的光學球罩可提供本水下高速球適用不同的潛水深度和工 作深度。本實用新型通過透明球罩、上下端蓋、中間殼體、水下連接器,將水平和垂直電機、 系統(tǒng)控制板、導(dǎo)電滑環(huán)、攝像模組含鏡頭全部密封在一個殼體中,水平和垂直電機、攝像模
7組的運動對整個殼體沒有影響,外觀結(jié)構(gòu)簡單。 以上對本實用新型實施例所提供的技術(shù)方案進行了詳細介紹,本文中應(yīng)用了具體 個例對本實用新型實施例的原理以及實施方式進行了闡述,以上實施例的說明只適用于幫 助理解本實用新型實施例的原理;同時,對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員,依據(jù)本實用新型實施 例,在具體實施方式
以及應(yīng)用范圍上均會有改變之處,綜上所述,本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為 對本實用新型的限制。
權(quán)利要求一種水下攝像機,包括密封殼體、攝像機模組,以及控制電機轉(zhuǎn)動的控制板,其特征在于在所述密封殼體內(nèi)水平安裝有第一齒輪盤、以及帶動所述第一齒輪盤轉(zhuǎn)動的第一驅(qū)動電機;在所述第一齒輪盤中心設(shè)置有一傳輸電力與信號的導(dǎo)電滑環(huán),所述導(dǎo)電滑環(huán)通過螺絲與所述主支架頂部緊固在一起;在所述第一齒輪盤下方設(shè)置有一n形主支架,所述主支架的頂部與所述第一齒輪盤固定連接;在所述主支架的側(cè)壁安裝有第二齒輪盤、以及帶動所述第二齒輪盤轉(zhuǎn)動的第二驅(qū)動電機;在所述主支架內(nèi)安裝有一U形負支架,所述負支架的一側(cè)壁與所述第二齒輪盤連接;所述攝像機模組固定安裝在所述負支架上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下攝像機,其特征在于在所述第一齒輪盤側(cè)面設(shè)置有一感應(yīng)模塊,在所述控制板對應(yīng)設(shè)置有一感應(yīng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下攝像機,其特征在于所述攝像機模組為固定焦距的水下攝像機模組、變焦距的攝像機模組、或高清攝像模組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下攝像機,其特征在于所述控制板中設(shè)置有一將輸入電壓轉(zhuǎn)換為攝像機、水平旋轉(zhuǎn)電機以及垂直旋轉(zhuǎn)電機的 工作電壓的電源模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下攝像機,其特征在于 在所述密封殼體中設(shè)置有一視頻信號轉(zhuǎn)換板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水下攝像機,其特征在于所述密封殼體包括圓形下端蓋、桶狀中間殼體、透明球罩、以及圓環(huán)狀上端蓋;所述下端蓋與所述中間殼體通過螺絲或螺紋連接在一起;所述上端蓋將透明球罩與所述中間殼體通過螺絲或螺紋鎖附在一起。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水下攝像機,其特征在于 在所述下端蓋中心設(shè)置有一連接外接線路的連接器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水下攝像機,其特征在于在所述連接器與下端蓋連接處、所述下端蓋與所述中間殼體連接處、以及透明球罩與 中間殼體連接處都設(shè)置有0形密封圈。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的水下攝像機,其特征在于 所述攝像機的中心線與所述透明球罩的中心線重合。
專利摘要本實用新型涉及一種攝像機,具體公開了一種水下攝像機,包括水平和垂直運動機構(gòu)、密封殼體、攝像機模組三部分構(gòu)成。其中水平和垂直運動機構(gòu)主要由主支架、負支架、兩個齒輪盤、兩個驅(qū)動電機構(gòu)成,攝像機模組固定在一負支架上,負支架安裝在主支架上,主支架與第一齒輪盤固定連接在一起,在第一齒輪盤中心設(shè)置有供電與信號交換傳輸?shù)膶?dǎo)電滑環(huán)。攝像機在水平和垂直旋轉(zhuǎn)過程中通過導(dǎo)電滑環(huán)與外界進行供電和信號傳輸、交換,導(dǎo)電滑環(huán)保證攝像機模組在正常工作過程中不掉電,不丟失信號,連續(xù)工作,同時保證支架可以連續(xù)360度旋轉(zhuǎn)。因此,本實用新型采用簡單的機構(gòu),便可使攝像機在水下,水平方向360度旋轉(zhuǎn),垂直方向±90度旋轉(zhuǎn),實現(xiàn)全方位觀察,拓寬水下視野。
文檔編號H04N5/225GK201733377SQ20102028815
公開日2011年2月2日 申請日期2010年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月10日
發(fā)明者李憲榮 申請人:深圳市藍恩數(shù)字技術(shù)有限公司