专利名称：监视摄像机万向架机构的制作方法
技术领域：
本发明涉及监视摄像机系统，更具体而言，涉及监视摄像机万向架机构。
背景技术：
通常的外部摄像机调节机构可以移动摄像机的整个壳体子组件，这样，观察者可以更容易看清楚摄像机的察看方向。因此，被监视的人可以采取一些躲避措施来避免被摄像机察看到。外部机构的通常实施结构是一个手动调节架，其在安装时固定，然后在操作过程中保持同一摄像机位置。可以使用遥控操作的外部调节机构来允许在操作过程中对摄像机进行连续重定位，但是仍然会让被监视的人避开。常规的摇移俯仰调节机构需要较大的操作封壳，因为俯仰轴与摄像机壳体的中心偏离，因而具有较大的移动操作范围。
可使用半球形窗口来包含外部调节机构。在这种结构中，调节机构包括在壳体内侧，从而壳体不会相对于被监视的周围物体移动。特别是如果用不透明的半球形遮蔽衬放置在半球形窗口内侧以模糊数摄像机主要视野并在半球形窗口内遮住其影像，摄像机的位置不容易让被监视的人看到。
在早期的设计中，摄像机定位在与上述类似的机构上的半球形窗口内侧，在此处俯仰轴偏移，必然使半球直径较大，以容纳整个移动范围。在使用叉型机构以更朝向摄像机中心定位俯仰轴的机构中的随后的改进允许具有更小的操作封壳，这导致半球形窗口壳体更小的更少且不太会难看。
但是，常规调节机构迫使安装者要操作和紧固用于俯仰、摇移和对角调节的多个紧固件。另外，位于旋转轴上的紧固件必须被紧固得很紧以稳固。另外，与轴上紧固件一起使用的防松垫圈可能会在匹配部件中产生凹坑，这些凹坑倾向于某些角度位置，从而使得安装者更难以设定新的角度位置。最后，通过用于对角调节的常规调节长槽的结构上的形态来限制对角调节范围。
另外，常规现有技术的摄像机不包括顺从元件，以便在如果外部冲击使半球形窗口偏转时，特别是当冲击施加到半球形的顶点时，允许透镜移动。
现有技术中需要的是一种可提供改进的调节机构的监视摄像机万向架机构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种监视摄像机万向架机构，以将摄像机定位在半球形窗口壳体内侧，在此处，摄像机在该壳体中的位置可在安装时手动调节，然后在接下来的操作中被固定。本发明利用一种可转动调节的盘和支撑结构来产生平滑可调节的、无紧固件的、且稳固的对角调节，其还提供轴向顺从性，以当窗口受到外部冲击而变形时允许摄像机的摄像机透镜远离半球形窗口移动。摄像机绕着摄像机透镜光轴的空间有效的对角调节在使摄像机相对于物体(例如门或卡台)成直角的很多应用中，或在摄像机壳体以一定角度安装(例如在倾斜的屋顶或楼梯井中)的情况下，都是很有价值的。对角调节机构与摇移和俯仰万向架机构形成为一体，以允许摇移和俯仰位置的平滑和稳固的单点手动固定，而不会在匹配部件中产生使再调节困难的凹坑，这些机构都处于可以盲匹配连接进摄像机壳体的模块化的摄像头的较大范围内。
本发明的一种形式包括一种监视摄像机，其用于提供对具有透镜光轴的摄像机透镜组件的控制，包括支撑结构；安装在支撑结构中的对角调节机构，该对角调节机构可选择地可相对于支撑结构转动；以及安装在支撑结构中并包括仅单个的俯仰紧固件的俯仰调节机构。
本发明的另一种形式包括一种监视摄像机，其用于提供对具有透镜光轴的摄像机透镜组件的控制，包括支撑结构；安装在支撑结构中的对角调节机构，该对角调节机构可选择地可相对于支撑结构转动；以及摇移调节机构，其与支撑结构相关联，并包括仅单个的摇移紧固件。
本发明的又一种形式包括一种监视摄像机，其用于提供对具有透镜光轴的摄像机透镜组件的控制，包括支撑结构；安装在支撑结构中的对角调节机构，该对角调节机构可选择地可相对于支撑结构转动；安装在支撑结构中并包括仅单个的俯仰坚固件的俯仰调节机构，以及摇移调节机构，其与支撑结构相关联，并包括仅单个的摇移紧固件。
本发明的优点在于，该对角调节机构是平滑可调的、无紧固件的且稳固的。
本发明的另一优点在于，该摇移和俯仰机构允许摇移和俯仰位置的稳固的单点手动固定，而不会在匹配部件中产生凹坑。
通过结合附图对本发明的实施例的下面的描述，本发明的上述以及其他特征和目的以及实施它们的方式将会更加明显且本发明本身将更容易理解，其中图1为摄像机透镜组件的透视图；图2为用于图1的摄像机透镜组件的调节机构的支撑结构的一部分的局部透视图；图3为图1的摄像机透镜组件的局部透视图，进一步示出了图2的支撑结构和位于其中的垫片；图4是支撑结构和摄像机透镜组件的透视图；图5为沿图4中的线5-5截取的图4的支撑结构和摄像机透镜组件的剖视图；图6为调节机构的俯仰盘的透视图；图7为调节机构的透视图，进一步示出了俯仰和摇移调节机构；图8为沿图7中的线8-8截取的图7的摇移调节机构的一部分的剖视图；以及图9是沿图7中的线9-9截取的图7的摇移调节机构的一部分的剖视图。
在整个附图中，相应的参考号表示相应的部件。尽管在此处以一种形式示例地描述了本发明，但是下面所公开的实施例并不是穷尽性的，并不应该被认为是将本发明限定在所公开的实施例中。
具体实施例方式
下面参考附图，具体参考图1，摄像机透镜组件20包括透镜光轴22。盘形安装环24与摄像机透镜组件20相连，从而安装环24的中心与透镜光轴22同轴，且安装环24具有在透镜光轴22的方向上测量的限定的厚度。安装环24包括前表面27，突起30和32从此前表面突出。安装环24还包括内表面26，在此表面的直径上的内侧有孔34，以允许电线从摄像机组件20穿通到电源。安装环24还包括后表面28，此后表面限定出位于前表面27和后表面28之间的厚度。以及外表面25，此外表面限定安装环24的外径。
参考图2和图3，支撑结构40包括具有内部槽42的中央部分41，该槽具有限定的径向深度，可将安装环24捕获在其中(图3)。中央部分41通常是圆柱形的，且具有与透镜光轴22同轴的中心线。槽42包括前表面44和后表面46，且底表面43与前、后表面44、46相连。安装环24的外表面25布置成与槽42的底表面43接触配合。安装环24通过槽42的前表面44和后表面46捕获在槽42中。表面44、46大体与透镜光轴22垂直，从而防止摄像机透镜组件20相对于支撑结构40沿着透镜光轴22的方向移动，除了安装环24的厚度和槽42在前表面44和后表面46之间的较大宽度之间的稍微差异允许的情况以外。
安装环24的厚度和槽42的宽度之间的稍微差异允许垫片62插入其中。垫片62的厚度可以在沿透镜光轴22施加压力时发生变化。垫片62包括前表面65(图5)和后表面66。当插入槽42中时，前表面65与安装环24的后表面28接触，后表面66与槽42的后表面46接触。在施加压力时，垫片62压缩，并允许安装环24朝着槽42的后表面46稍轴向移动。这样，摄像机透镜组件20可以吸收压缩力而不会破坏其中的任何元件。垫片62还包括外表面63和内表面，它们限定垫片62的径向宽度，此宽度大约等于槽42的径向厚度。
参考图2，为了提供摄像机透镜组件20的对角调节。随着摄像机透镜组件20和安装环24相对于支撑结构40旋转，安装环24的前表面27上的突起30靠在槽42的前表面44上。由于来自位于安装环24和槽42后表面46之间的已压缩垫片62的压力，突起30卡进槽42前表面44中的多个相应凹槽52中的一个中。这些凹槽52(图2中仅示出了一个凹槽)以有效角度方向绕着支撑结构40的中央部分41隔开。
另外，突起32在距离透镜光轴22一定径向距离处从前表面27延伸，此距离小于中央部分41的内表面48距透镜光轴的距离。局部径向突起50从中央部分41的内表面48向内径向延伸，并与突起32相干涉一个角度量，该角度量为安装环24在中央部分41中的360度相对旋转的一小部分，从而两个部分不可能连续地相对于彼此旋转，从而防止安装环24在支撑结构40中的完整360度旋转。
操作过程中，使用者沿着透镜光轴22的方向向垫片62施加一个压缩力，从而稍压缩垫片62，并将突起30移动到与凹槽52脱离配合。然后使用者可以旋转安装环24/摄像机透镜组件20，其受到突起32和突起50的限制，直到获得需要的对角调节。然后使用者释放压力，并且如果凹槽52与突起30对齐的话，压缩的垫片62迫使突起30进入到与凹槽52配合，且相对于支撑结构40对角地锁定摄像机透镜组件20。如果凹槽52不与突起30对齐的话，使用者可能需要稍旋转摄像机透镜组件20直到突起30卡进凹槽52中。可选地，如果需要另外的对角调节，凹槽52可以保持与突起30不对齐，且垫片62会保持足够的压力，以保持稳固的安装环24，因为垫片62绕整个安装环24的周边有磨擦。垫片62的相对较大的直径导致与安装环24的更大的接触面积，以阻止相对于透镜光轴22的相对移动。
为了以俯仰和/或摇移方式移动摄像机透镜组件20，可以提供俯仰调节机构和摇移调节机构。该俯仰调节机构和摇移调节机构每个都提供单个固定紧固件，以提供摄像机透镜组件20的摇移和俯仰位置的平滑和稳固的单点手动固定，而不会在匹配部件中产生会使再调节困难的永久性凹坑。
如图6-7所示，该俯仰调节机构包括俯仰紧固件72和俯仰盘70。俯仰盘70包括弧形俯仰盘调节长槽76，该长槽76保持在其整个长度上距离俯仰轴80大体相同的距离。俯仰紧固件72的俯仰紧固件轴75定位成距离俯仰轴80一定距离，以增加扭矩，从而增加由俯仰紧固件72提供的俯仰固定的长期稳定性。
参考图2和图6，支撑结构40包括两个端部分54，每个具有凹坑56，用于容纳俯仰盘70。俯仰轴80与每个端部分54的中心点同轴。至少一个端部分54包括俯仰紧固件开口60和紧固件凹坑58，其定位在端部分54的相对两侧上，其距离俯仰轴80的距离与俯仰盘调节长槽76距离俯仰轴80的距离相同。在一个实施例中，俯仰紧固件72包括螺栓或指旋螺钉73和螺母74，指旋螺钉73与俯仰紧固件开口60、俯仰盘调节长槽76、以及俯仰紧固件凹坑58相横断，在此之后螺母74螺合到螺栓73上靠近俯仰紧固件凹坑58。俯仰紧固件72的元件可以由很强的材料例如钢制成，以防止在过紧的过程中螺纹损坏。指旋螺钉73在俯仰紧固件开口60中夹靠着端部分54中，以防止指旋螺钉73施加集中的压力，该集中的压力可能会在俯仰盘70中形成离散的带角度的凹坑，其可能会倾向于某些角度位置而使再调节变得困难。同样，螺母74实质上大于长槽76的开口，但是仍然配合在俯仰紧固件凹坑58内，以在较大面积上分布通过紧固紧固件72而产生的压力，防止在俯仰盘70中形成离散的带角度的凹坑。
再来参考图6和7，俯仰调节机构还包括在俯仰轴80处在结构上与俯仰盘70相连的俯仰支撑件82，以允许俯仰盘70的有效部分都延伸超过俯仰支撑件82，从而容易从外部接近外俯仰抓握表面84和俯仰紧固件72。俯仰盘安装结构78可以设在俯仰盘70上，以允许安装到俯仰支撑件82上并允许相对于俯仰支撑件82对俯仰盘调节长槽76进行定向同时防止俯仰盘70相对于俯仰支撑件82旋转。如图7和8所示，俯仰支撑件82包括内槽83，以大体匹配摄像头基部86的面朝外的基部边缘87。摄像头基部86可以大体与转让给本申请的受让人的律师案号为R309992名称为“用于包括圆顶窗口的监视摄像机的连接/脱开机构”的美国专利申请中完全公开和描述的相类似，该专利申请合并在此作为参考。
现在参考图5和图7-9，摇移调节机构包括摇移紧固件92和摇移板90。摇移紧固件92定位成距离摇移轴96一定距离，以增加扭矩，因而增加摇移固定的长期稳定性。摇移紧固件92可以由很强的材料例如钢制成，以防止在将摇移紧固件92过紧入摇移板紧固凸台94的过程中破坏螺纹。摇移板90与俯仰支撑件82相连，以捕获基部边缘87，从而包括摇移板90和俯仰支撑件82的子组件可以相对于摄像头基部86旋转而不会与摄像头基部86脱开。
摇移板紧固件凸台94在与摇移轴96平行的方向上容纳摇移紧固件92，从而摇移紧固件92的头部93可以用来将摇移板90夹靠在基部边缘87上，从而防止摇移移动。俯仰支撑件舌状物85夹在摇移紧固件92的端部95和基部边缘87之间，以防止摇移紧固件92的端部95在基部边缘87上产生永久性局部变形，这种变形可能会让步于摇移调节机构的进一步调节。
摇移板紧固件凸台94可以包括带螺纹的嵌入件98，其插入到摇移板紧固件凸台94中，以防止在将摇移紧固件92拧紧到俯仰支撑件舌状物85上的过程中摇移紧固件92剥离摇移板90中的螺纹。摇移板90包括摇移板台阶97，以容纳遮蔽衬88的边缘，在外力施加到半球形窗口上时使遮蔽衬88更稳固。
本文所述的调节机构可以与包括连接和脱连机构的摄像机系统结合使用，该系统例如在转让给本申请的受让人的律师案号为R309992名称为“用于包括圆顶窗口的监视摄像机的连接/脱开机构”的美国专利申请中所述，该专利申请合并在此作为参考，以产生一个模块化的固定的摄像头，其容易在该领域中互换，具有遥控的摇移俯仰摄像头。
虽然本发明就示例性结构进行了描述，但是在本发明的精神和范围内可以作进一步的修改。因此本申请意欲用其通常的原理来保护各种变化、使用以及修改。
权利要求
1.一种监视摄像机，用于提供对具有透镜光轴的摄像机透镜组件的控制，包括支撑结构；安装在所述支撑结构中的对角调节机构，所述对角调节机构可选择性地相对于所述支撑结构转动；以及俯仰调节机构，其安装在所述支撑结构中并包括仅单个的俯仰紧固件。
2.根据权利要求1所述的摄像机，其特征在于，还包括摇移调节机构，其与所述支撑结构相关联，且包括仅单个的摇移紧固件。
3.根据权利要求1所述的摄像机，其特征在于，所述支撑结构包括中央本体部分和至少一个端部本体部分，所述中央本体部分包括具有至少一个凹槽的槽和至少一个径向向内延伸的突起。
4.根据权利要求3所述的摄像机，其特征在于，还包括一个环，其与所述摄像机透镜组件相连并设置在所述槽中，所述环包括平行于所述透镜光轴从环上延伸的至少一个突起。
5.根据权利要求4所述的摄像机，其特征在于，所述环的中心与所述透镜光轴一致。
6.根据权利要求5所述的摄像机，其特征在于，所述环在透镜光轴方向上所测得的厚度小于所述槽的厚度。
7.根据权利要求6所述的摄像机，其特征在于，还包括在所述槽中与所述环相邻而设的可压缩结构。
8.根据权利要求1所述的摄像机，其特征在于，所述俯仰调节机构包括俯仰轴，摄像机透镜组件绕该轴俯仰，所述俯仰紧固件与所述俯仰轴偏离。
9.根据权利要求1所述的摄像机，其特征在于，所述俯仰调节机构包括俯仰盘，所述俯仰盘包括弧形长槽，所述俯仰紧固件通过所述长槽延伸穿过所述俯仰盘。
10.根据权利要求1所述的摄像机，其特征在于，所述俯仰紧固件包括两个部分，其中至少一个部分与所述支撑结构接触，从而与所述支撑结构的接触可防止所述俯仰紧固件与所述俯仰盘接触。
11.根据权利要求10所述的摄像机，其特征在于，所述支撑结构包括至少一个通孔，所述至少一个通孔的形状做成可容纳所述俯仰紧固件的所述一个部分。
12.根据权利要求1所述的摄像机，其特征在于，所述俯仰紧固件包括用于避免在所述俯仰调节机构中形成局部变形的机构。
13.一种监视摄像机，用于提供对具有透镜光轴的摄像机透镜组件的控制，包括支撑结构；安装在所述支撑结构中的对角调节机构，所述对角调节机构可选择性地相对于所述支撑结构旋转；以及摇移调节机构，其与所述支撑结构相关联，并包括仅单个的摇移紧固件。
14.根据权利要求13所述的摄像机，其特征在于，还包括俯仰调节机构，其安装在所述支撑结构中，并包括仅单个的俯仰紧固件。
15.根据权利要求13所述的摄像机，其特征在于，所述摇移调节机构包括摇移轴，所述摄像机透镜组件可绕该轴旋转，所述摇移紧固件与所述摇移轴偏离。
16.根据权利要求13所述的摄像机，其特征在于，所述支撑结构包括中央本体部分和至少一个端部本体部分，所述中央本体部分包括具有至少一个凹槽的槽和至少一个径向向内延伸的突起。
17.根据权利要求16所述的摄像机，其特征在于，还包括一个环，其与所述摄像机透镜组件相连并设置在所述槽中，所述环包括平行于所述透镜光轴从环上延伸的至少一个突起。
18.根据权利要求17所述的摄像机，其特征在于，所述环的中心与所述透镜光轴一致。
19.根据权利要求18所述的摄像机，其特征在于，所述环在透镜光轴方向上所测得的厚度小于所述槽的厚度。
20.根据权利要求19所述的摄像机，其特征在于，还包括在所述槽中与所述环相邻而设的可压缩结构。
21.根据权利要求13所述的摄像机，其特征在于，所述摇移紧固件包括用于避免在所述摇移调节机构中形成局部变形的机构。
22.一种监视摄像机，用于提供对具有透镜光轴的摄像机透镜组件的控制，包括支撑结构；安装在所述支撑结构中的对角调节机构，所述对角调节机构可选择性地相对于所述支撑结构转动；俯仰调节机构，其安装在所述支撑结构中并包括仅单个的俯仰紧固件；以及摇移调节机构，其与所述支撑结构相关联，并包括仅单个的摇移紧固件。
全文摘要
一种监视摄像机万向架机构。所述机构利用一个可转动调节的盘和支撑结构来产生可平滑调节的、无紧固件的、稳固的对角调节机构，其可产生轴向顺从性。所述对角调节机构与摇移和俯仰万向架机构形成一体，以允许对摇移和俯仰位置进行平滑的稳固的单点手动固定，而不会在匹配部件中产生会使再调节困难的凹坑。
文档编号F16M11/00GK101014090SQ20061016375
公开日2007年8月8日 申请日期2006年12月4日 优先权日2005年12月6日
发明者西奥多·L.·琼斯, 凯瑟琳·E.·阿诺德 申请人:罗伯特·博世有限公司