CN219102491U - 一种多角度可调的机械视觉摄像机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及机械视觉摄像技术领域，且公开了一种多角度可调的机械视觉摄像机构，包括摄像头本体与安装套筒，所述安装套筒一侧敞口，并设有透明挡片，所述摄像头本体设置在安装套筒内部，其摄像端朝向透明挡片，所述安装套筒内部通过安装杆连接安装板，所述安装板沿安装套筒轴向设置，且安装板通过第一转动调节机构与摄像头本体可调式连接；所述摄像头本***于安装板靠近透明挡片的一侧；所述安装套筒外侧壁上通过第二转动调节机构与固定座连接。本实用新型可以实现对机械视觉摄像机构的大角度大范围和小角度小范围的摄像朝向的调节，满足机械视觉的多角度调节需要。

Description

一种多角度可调的机械视觉摄像机构

技术领域

本实用新型涉及机械视觉摄像技术领域，具体为一种多角度可调的机械视觉摄像机构。

背景技术

随着现在机械视觉技术的不断发展，作为机械视觉关键设备之一的机械视觉摄像机构也成为研究重点。现有技术机械视觉***都需要至少1个摄像头，用于拍摄实时画面以向处理器的图像分析模块提供必要的影像数据，但是现有技术的摄像头都是固定安装在拍摄位的，或者通过转动平台安装在拍摄位的。对于现有固定安装在拍摄位的摄像头，其仅能获取固定朝向的影像数据，难以满足现在多角度多朝向的机械视觉要求。对于现有通过转动平台安装在拍摄位的摄像头，由于转动平台一般是沿水平轴和竖直轴转动，这就要求拍摄位必须是水平的，或者相对观察者(如车辆驾驶员、运输带)是平行的，否则在倾斜视角下容易导致后期影响信息分析错误，或分析难度显著增加。

即现有技术存在的问题为：1.摄像头固定安装在拍摄位，其仅能获取固定朝向的影像数据，难以满足现在多角度多朝向的机械视觉要求。2.摄像头通过转动平台安装在拍摄位，但是要求拍摄位必须是水平的，或者相对观察者是平行的，否则在倾斜视角下容易导致后期影响信息分析错误，或分析难度显著增加。

实用新型内容

本实用新型提供了一种多角度可调的机械视觉摄像机构，以解决上述背景技术中提到的现有的机械视觉设备存在的技术问题中的至少一项。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种多角度可调的机械视觉摄像机构，包括摄像头本体与安装套筒，所述安装套筒一侧敞口，并设有透明挡片，所述摄像头本体设置在安装套筒内部，其摄像端朝向透明挡片，所述安装套筒内部通过安装杆连接安装板，所述安装板沿安装套筒轴向设置，且安装板通过第一转动调节机构与摄像头本体可调式连接；所述摄像头本***于安装板靠近透明挡片的一侧；所述安装套筒外侧壁上通过第二转动调节机构与固定座连接。

进一步的，所述第一转动调节机构包括：第一驱动电机，所述第一驱动电机固定设置在安装板远离透明挡片的一端，所述第一驱动电机的驱动输出端固定连接有调节螺纹杆，所述调节螺纹杆沿安装套筒轴向设置，所述调节螺纹杆通过第一轴承与安装板转动连接；所述调节螺纹杆的螺杆上套设有匹配的螺纹套筒，所述螺纹套筒底部与输出连杆顶部转动连接；

所述摄像头本体底部固定在固定板上，所述固定板一段转动安装在安装板上，另一端与输出连杆底部转动连接。

进一步的，所述安装套筒外部套设有防护壳筒；所述安装套筒与防护壳筒之间通过旋转固定机构连接；此时，所述第二转动调节机构顶部改为与防护壳筒外侧壁连接。

进一步的，所述安装套筒头部和尾部均设有与防护壳筒相匹配的凸起挡板；所述旋转固定机构包括固定齿牙和支撑弹簧；若干组所述固定齿牙圆周阵列固定设置在安装套筒头部凸起挡板朝向防护壳筒的一侧，所述防护壳筒朝向安装套筒头部凸起挡板一侧设置有若干组限位齿牙，所述限位齿牙与固定齿牙交错设置且相互匹配；所述支撑弹簧设置在安装套筒尾部凸起挡板与防护壳筒之间，且支撑弹簧与安装套筒尾部凸起挡板固定，与防护壳筒通过第二轴承转动连接。

进一步的，所述安装套筒敞口处开设有安装螺纹槽，所述透明挡片外边缘设有与安装螺纹槽相匹配的螺纹；所述透明挡片与安装螺纹槽螺接固定。

进一步的，所述第二转动调节机构包括：支撑杆和固定座；所述支撑杆顶部与安装套筒外侧壁通过第一水平转轴转动连接，所述支撑杆底部与固定座通过竖直转轴转动连接，所述支撑杆侧壁上通过第二水平转轴倾斜且转动连接有电动伸缩杆的固定端；所述电动伸缩杆的伸缩端与安装套筒外侧壁通过第三水平转轴转动连接；

所述支撑杆位于第二水平转轴下方圆周阵列固定设置有蜗牙，所述蜗牙外侧啮合设置有驱动蜗杆，所述驱动蜗杆由第二驱动电机驱动转动；所述第二驱动电机外壳与固定座固定；所述驱动蜗杆通过第三轴承与固定座转动连接。

进一步的，所述固定座设有内部空腔，且顶部侧壁上设有通孔；所述第二驱动电机、第三轴承、蜗牙均设置在固定座的内部空腔中；所述支撑杆的底部穿过通孔与固定座的内部空腔底板转动连接。

可选的，本实用新型所述驱动电机可以是伺服电机或步进电机中的一种。

可选的，本实用新型所述摄像头本体为摄像头模组，或智能摄像头等，摄像头本体影像信息可以通过WIFI、蓝牙、USB数据连接线、Type-C数据连接线等方式传输。

本实用新型至少具有以下有益效果中的一项：

1、本实用新型通过加装的第二转动调节机构可以实现对机械视觉摄像机构的大角度大范围摄像朝向的调节，又可以通过第一转动调节对摄像机构进行小角度转动进行精确控制，满足机械视觉的多角度调节需要。

2、本实用新型可以实现摄像头本体相对拍摄位的偏转，从而可以在非水平或与观察者平行的拍摄位，也能获取水平或与观察者平行的拍摄影像，显著缓解了后端分析***的分析压力和分析难度。

附图说明

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型防护套筒及其周边零件结构示意图；

图3为本实用新型图2中A处放大结构示意图；

图4为本实用新型右视剖面结构示意图；

图5为本实用新型安装套筒及其周边零件结构示意图；

图中：1、摄像头本体；2、安装套筒；3、安装杆；4、安装板；5、防护壳筒；6、第一驱动电机；7、调节螺纹杆；8、螺纹套筒；9、输出连杆；10、固定板；11、固定齿牙；12、限位齿牙；13、支撑弹簧；14、安装螺纹槽；15、透明挡片；17、第一转动调节机构；18、旋转固定机构；19、支撑杆；20、固定座；21、电动伸缩杆；22、蜗牙；23、驱动蜗杆；24、第二驱动电机；25、第三轴承。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是：本实用新型所述水平、竖直并非绝对水平或绝对竖直朝向，而是本实用新型各机构/部件之间的相对位置关系，本实用新型所述顶部、底部、头部、尾部也均为各机构/部件之间的相对位置关系。

实施例1

一种多角度可调的机械视觉摄像机构，如图1所示，包括摄像头本体1与安装套筒2，所述安装套筒2一侧敞口，并设有透明挡片15，所述摄像头本体1设置在安装套筒2内部，其摄像端朝向透明挡片15，所述安装套筒2内部通过安装杆3连接安装板4，所述安装板4沿安装套筒2轴向设置，且安装板4通过第一转动调节机构17与摄像头本体1可调式连接；所述摄像头本体1位于安装板4靠近透明挡片15的一侧；所述安装套筒2外侧壁上通过第二转动调节机构与固定座20连接。

如图2、图3、图5所示，所述第一转动调节机构17包括：第一驱动电机6，所述第一驱动电机6固定设置在安装板4远离透明挡片15的一端，所述第一驱动电机6的驱动输出端固定连接有调节螺纹杆7，所述调节螺纹杆7沿安装套筒2轴向设置，所述调节螺纹杆7通过第一轴承701与安装板4转动连接；所述调节螺纹杆7的螺杆上套设有匹配的螺纹套筒8，所述螺纹套筒8底部与输出连杆9顶部转动连接。

所述摄像头本体1底部固定在固定板10上，所述固定板10一段转动安装在安装板4上，另一端与输出连杆9底部转动连接。

如图1所示，所述第二转动调节机构包括：支撑杆19和固定座20；所述支撑杆19顶部与安装套筒2外侧壁通过第一水平转轴转动连接，所述支撑杆19底部与固定座20通过竖直转轴转动连接，所述支撑杆19侧壁上通过第二水平转轴倾斜且转动连接有电动伸缩杆21的固定端；所述电动伸缩杆21的伸缩端与安装套筒2外侧壁通过第三水平转轴转动连接。

所述支撑杆19位于第二水平转轴下方圆周阵列固定设置有蜗牙22，所述蜗牙22外侧啮合设置有驱动蜗杆23，所述驱动蜗杆23由第二驱动电机24驱动转动；所述第二驱动电机24外壳与固定座20固定；所述驱动蜗杆23通过第三轴承25与固定座20转动连接。

所述固定座20设有内部空腔，且顶部侧壁上设有通孔；所述第二驱动电机24、第三轴承25、蜗牙22均设置在固定座20的内部空腔中；所述支撑杆19的底部穿过通孔与固定座20的内部空腔底板转动连接。

此时，当需要对摄像头本体1进行水平方向的左右转动调整时，外部控制设备向第二驱动电机24向目标方向转动，进而带动驱动蜗杆23转动，从而通过与驱动蜗杆23啮合的蜗牙22带动支撑杆19和安装套筒2沿图1中的Y轴沿目标转动，实现对安装在安装套筒2内的摄像头本体1的Y轴转动调节。

当需要对摄像头本体1进行竖直方向的上下小角度转动调整时，外部控制设备向第一驱动电机6向目标方向转动，进而带动调节螺纹杆7转动，从而通过与调节螺纹杆7螺接的螺纹套筒8带动输出连杆9沿X轴方向前后移动，进而带动固定板10底部沿X轴方向前后移动。由于固定板10顶部与安装板4转动且固定，因此当固定板10底部沿X轴方向前后移动时，固定板10相对Y轴的夹角角度会以Z1轴为中心转动变化，从而使得固定在固定板10上的摄像头本体1在竖直方向上出现小角度的上下偏转。

当需要对摄像头本体1进行竖直方向的上下大角度转动调整时，外部控制设备向电动伸缩杆21发送控制指令，如图1所示，当电动伸缩杆21的伸缩端受控伸长时，会推动安装套筒2尾部上升，从而使得安装套筒2头部沿Z2轴向下转动，从而使得摄像头本体1大角度向下偏转。当当电动伸缩杆21的伸缩端受控回缩时，会拉动安装套筒2尾部下降，从而使得安装套筒2头部沿Z2轴向上转动，从而使得摄像头本体1大角度向上偏转。

可见，本实用新型通过加装的第二转动调节机构可以实现对机械视觉摄像机构的大角度大范围摄像朝向的调节，又可以通过第一转动调节对摄像机构进行小角度转动进行精确控制，满足机械视觉的多角度调节需要。

实施例2

如实施例1所示的一种多角度可调的机械视觉摄像机构，如图2、图3、图4、图5所示，所述安装套筒2外部套设有防护壳筒5；所述安装套筒2与防护壳筒5之间通过旋转固定机构18连接；此时，所述第二转动调节机构顶部不再与安装套筒2外侧壁连接，并改为与防护壳筒5外侧壁通过第一水平转轴转动连接。

所述安装套筒2头部和尾部均设有与防护壳筒5相匹配的凸起挡板；所述旋转固定机构18包括固定齿牙11和支撑弹簧13；若干组所述固定齿牙11圆周阵列固定设置在安装套筒2头部凸起挡板朝向防护壳筒5的一侧，所述防护壳筒5朝向安装套筒2头部凸起挡板一侧设置有若干组限位齿牙12，所述限位齿牙12与固定齿牙11交错设置且相互匹配；所述支撑弹簧13设置在安装套筒2尾部凸起挡板与防护壳筒5之间，且支撑弹簧13与安装套筒2尾部凸起挡板固定，与防护壳筒5通过第二轴承501转动连接。

此时，当拍摄位为倾斜或拍摄目标相对拍摄位为倾斜时，例如：从水平拍摄位拍摄倾斜向上的提拉机运输带时，或需要安装在生产设备的安装架上并拍摄生产设备的运行状态，或需要安装在运输载具上并拍摄水平路面等，本实用新型可以通过将防护壳筒5向远离摄像头本体1一方拉动，使限位齿牙12与固定齿牙11脱离啮合状态，此时支撑弹簧13压缩被压缩并提供回复力。之后使用人员通过手握住安装套筒2前端对其进行旋转，使得摄像头本体1沿X轴转动，使得摄像头本体1相对目标拍摄区域呈平行状态。最后在支撑弹簧13回复力作用下，防护壳筒5回弹，限位齿牙12与固定齿牙11恢复啮合并固定安装套筒2。其目的在于，当摄像头本体1相对目标拍摄区域呈平行状态时，后端分析***对影像数据分析时可减少转动角度的误差矫正分析，降低分析数据量，提高分析精度。

可见，本实用新型可以实现摄像头本体相对拍摄位的偏转，从而可以在非水平或与观察者平行的拍摄位，也能获取水平或与观察者平行的拍摄影像，显著缓解了后端分析***的分析压力和分析难度。

根据本实用新型的一个实施例，所述安装套筒2敞口处开设有安装螺纹槽14，所述透明挡片15外边缘设有与安装螺纹槽14相匹配的螺纹；所述透明挡片15与安装螺纹槽14螺接固定。由于透明挡片15是一种用于保护摄像头本体1的装置，现有技术一般为固定安装，这样当透明挡片15发生破损、裂纹、附着难以去除的污垢后，很容易导致摄像头本体1不能准确获取摄影影像信息，现有技术一般仅能整体更换摄像头。而采用本实用新型技术方法后，可以通过转动透明挡片15使其与安装螺纹槽14螺接紧固或接触螺接紧固，从而实现快速拆换透明挡片15。此时，针对透明挡片15发生破损、裂纹、附着难以去除的污垢的问题，用户仅需要拆换一个透明挡片15即可，无需整体更换摄像机构，显著降低了用户的使用成本。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种多角度可调的机械视觉摄像机构，包括摄像头本体(1)与安装套筒(2)，所述安装套筒(2)一侧敞口，并设有透明挡片(15)，所述摄像头本体(1)设置在安装套筒(2)内部，其摄像端朝向透明挡片(15)，其特征在于：所述安装套筒(2)内部通过安装杆(3)连接安装板(4)，所述安装板(4)沿安装套筒(2)轴向设置，且安装板(4)通过第一转动调节机构(17)与摄像头本体(1)可调式连接；所述摄像头本体(1)位于安装板(4)靠近透明挡片(15)的一侧；所述安装套筒(2)外侧壁上通过第二转动调节机构与固定座(20)连接。

2.根据权利要求1所述的多角度可调的机械视觉摄像机构，其特征在于：所述第一转动调节机构(17)包括：第一驱动电机(6)，所述第一驱动电机(6)固定设置在安装板(4)远离透明挡片(15)的一端，所述第一驱动电机(6)的驱动输出端固定连接有调节螺纹杆(7)，所述调节螺纹杆(7)沿安装套筒(2)轴向设置，所述调节螺纹杆(7)通过第一轴承(701)与安装板(4)转动连接；所述调节螺纹杆(7)的螺杆上套设有匹配的螺纹套筒(8)，所述螺纹套筒(8)底部与输出连杆(9)顶部转动连接；

所述摄像头本体(1)底部固定在固定板(10)上，所述固定板(10)一段转动安装在安装板(4)上，另一端与输出连杆(9)底部转动连接。

3.根据权利要求1所述的多角度可调的机械视觉摄像机构，其特征在于：所述安装套筒(2)外部套设有防护壳筒(5)；所述安装套筒(2)与防护壳筒(5)之间通过旋转固定机构(18)连接；此时，所述第二转动调节机构顶部改为与防护壳筒(5)外侧壁连接。

4.根据权利要求3所述的多角度可调的机械视觉摄像机构，其特征在于：所述安装套筒(2)头部和尾部均设有与防护壳筒(5)相匹配的凸起挡板；所述旋转固定机构(18)包括固定齿牙(11)和支撑弹簧(13)；若干组所述固定齿牙(11)圆周阵列固定设置在安装套筒(2)头部凸起挡板朝向防护壳筒(5)的一侧，所述防护壳筒(5)朝向安装套筒(2)头部凸起挡板一侧设置有若干组限位齿牙(12)，所述限位齿牙(12)与固定齿牙(11)交错设置且相互匹配；所述支撑弹簧(13)设置在安装套筒(2)尾部凸起挡板与防护壳筒(5)之间，且支撑弹簧(13)与安装套筒(2)尾部凸起挡板固定，与防护壳筒(5)通过第二轴承(501)转动连接。

5.根据权利要求1所述的多角度可调的机械视觉摄像机构，其特征在于：所述安装套筒(2)敞口处开设有安装螺纹槽(14)，所述透明挡片(15)外边缘设有与安装螺纹槽(14)相匹配的螺纹；所述透明挡片(15)与安装螺纹槽(14)螺接固定。

6.根据权利要求1所述的多角度可调的机械视觉摄像机构，其特征在于：所述第二转动调节机构包括：支撑杆(19)和固定座(20)；所述支撑杆(19)顶部与安装套筒(2)外侧壁通过第一水平转轴转动连接，所述支撑杆(19)底部与固定座(20)通过竖直转轴转动连接，所述支撑杆(19)侧壁上通过第二水平转轴倾斜且转动连接有电动伸缩杆(21)的固定端；所述电动伸缩杆(21)的伸缩端与安装套筒(2)外侧壁通过第三水平转轴转动连接；

所述支撑杆(19)位于第二水平转轴下方圆周阵列固定设置有蜗牙(22)，所述蜗牙(22)外侧啮合设置有驱动蜗杆(23)，所述驱动蜗杆(23)由第二驱动电机(24)驱动转动；所述第二驱动电机(24)外壳与固定座(20)固定；所述驱动蜗杆(23)通过第三轴承(25)与固定座(20)转动连接。

7.根据权利要求6所述的多角度可调的机械视觉摄像机构，其特征在于：所述固定座(20)设有内部空腔，且顶部侧壁上设有通孔；所述第二驱动电机(24)、第三轴承(25)、蜗牙(22)均设置在固定座(20)的内部空腔中；所述支撑杆(19)的底部穿过通孔与固定座(20)的内部空腔底板转动连接。

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