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CN106247104A - 一种六自由度监控机构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种监控机构，尤其涉及一种六自由度监控机构。本发明要解决的技术问题是提供一种监控角度大、可以减少监控盲点、监控视频清晰的六自由度监控机构。为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种六自由度监控机构，包括有底板、第一电机、第一锥齿轮、轴承座、第二锥齿轮、转轴、第一支架、第二支架、第二电机、圆盘、第一连接杆、第二连接杆、滑套、齿条、导杆、第一齿轮、支杆、弧形块、滑动轴、固定杆、第一摆动杆、摄像头、绕线轮、第一拉绳和第一弹性元件；底板顶部设有第一电机和轴承座。本发明达到了监控角度大、可以减少监控盲点、监控视频清晰和可以远程控制监控机构开关的效果。

Description

一种六自由度监控机构
技术领域
本发明涉及一种监控机构，尤其涉及一种六自由度监控机构。
背景技术
根据机械原理，机构具有确定运动时所必须给定的独立运动参数的数目即为了使机构的位置得以确定，必须给定的独立的广义坐标的数目，称为机构自由度。
监控系统是安防系统中应用最多的系统之一，现在市面上较为适合的工地监控系统是手持式视频通信设备，视频监控现在是主流。从最早模拟监控到前些年火热数字监控再到现在方兴未艾网络视频监控，发生了翻天覆地变化。从技术角度出发，视频监控系统发展划分为第一代模拟视频监控系统，到第二代基于数字视频监控系统，到第三代完全基于网络视频监控系统。
现有的监控机构存在监控角度小、监控盲点多、部分方位的监控视频不清晰，因此亟需设计一种监控角度大、可以减少监控盲点、监控视频清晰的六自由度监控机构。
发明内容
(1)要解决的技术问题
本发明为了克服现有的监控机构监控角度小、监控盲点多、部分方位的监控视频不清晰的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种监控角度大、可以减少监控盲点、监控视频清晰的六自由度监控机构。
(2)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种六自由度监控机构，包括有底板、第一电机、第一锥齿轮、轴承座、第二锥齿轮、转轴、第一支架、第二支架、第二电机、圆盘、第一连接杆、第二连接杆、滑套、齿条、导杆、第一齿轮、支杆、弧形块、滑动轴、固定杆、第一摆动杆、摄像头、绕线轮、第一拉绳和第一弹性元件；底板顶部设有第一电机和轴承座，第一电机位于轴承座左方，第一电机右端连接有第一锥齿轮，轴承座顶部设有转轴，转轴上设有第二锥齿轮，第二锥齿轮和第一锥齿轮啮合，转轴顶端设有第一支架，第一支架内底部设有第二支架和第二电机，第二支架位于第二电机左方，第二电机顶端连接有圆盘，圆盘偏心位置上铰接连接有第一连接杆，第二支架右端转动式设有第一齿轮，第一齿轮前侧连接有绕线轮，绕线轮上绕有第一拉绳，第一齿轮上设有支杆，第二支架顶部设有弧形块，弧形块上开有弧形孔，弧形孔内设有滑动轴，滑动轴与弧形孔配合，滑动轴前侧与支杆顶端连接，滑动轴后侧连接有固定杆，固定杆顶端铰接连接有第一摆动杆，固定与第一摆动杆之间连接有第一弹性元件，第一摆动杆与第一拉绳末端连接，第一摆动杆后端设有摄像头，第一支架右部顶端设有导杆，导杆上设有滑套，滑套底部铰接连接有第二连接杆，第二连接杆的左端与第一连接杆的右端铰接连接，滑套顶部设有齿条，齿条和第一齿轮啮合。
优选地，还包括有第二摆动杆、照明灯、第二弹性元件、定滑轮和第二拉绳，第一支架外右侧上方铰接连接有第二摆动杆，第二摆动杆右端设有照明灯，第二摆动杆与第一支架之间连接有第二弹性元件，导杆右端设有定滑轮，齿条右端设有第二拉绳，第二拉绳绕过定滑轮，第二拉绳底端与第二摆动杆连接。
优选地，还包括有遮棚，弧形块左方的第二支架顶部上方设有遮棚。
优选地，还包括有控制器和无线接收器，第二支架外左侧上方设有控制器和无线接收器，控制器位于无线接收器上方，无线接收器、第一电机、第二电机、摄像头和照明灯分别与控制器连接。
优选地，照明灯为LED灯。
优选地，第一电机和第二电机均为伺服电机。
优选地，第一弹性元件和第二弹性元件均为弹簧。
工作原理：当需要监控时，人工打开摄像头，启动第一电机顺转或反转，带动第一锥齿轮顺转或反转，使第二锥齿轮顺转或反转，使转轴顺转或反转，带动第一支架顺转或反转，所以最终可以使摄像头在水平面上实现转动监控；同时启动第二电机顺转或反转，使圆盘顺转或反转，带动第一连接杆做圆周运动，使第二连接杆左右移动，拉动滑套左右移动，带动齿条左右移动，从而使第一齿轮间隔性顺转和反转，滑动轴在弧形孔内滑动，带动固定杆左右摆动，最终使摄像头左右摆动；在此过程中，绕线轮间隔性将第一拉绳收回和放出，第一拉绳拉动第一摆动杆上下摆动，带动摄像头上下摆动，最终使摄像头多方位地进行监控。当不需要进行监控时，关闭第一电机、第二电机和摄像头，停止监控，当还需要再次进行监控时，可以按照上述原理，自由调节摄像头的位置和监控角度，实现六自由度监控。
因为还包括有第二摆动杆、照明灯、第二弹性元件、定滑轮和第二拉绳，第一支架外右侧上方铰接连接有第二摆动杆，第二摆动杆右端设有照明灯，第二摆动杆与第一支架之间连接有第二弹性元件，导杆右端设有定滑轮，齿条右端设有第二拉绳，第二拉绳绕过定滑轮，第二拉绳底端与第二摆动杆连接；所以在使用本装置进行监控时，打开照明灯，为摄影环境提供一定的亮度。当齿条向左移动时，可以使第二摆动杆逆时针转动，在齿条向右移动时，由于第二弹性元件的弹性作用，可以使第二摆动杆顺时针转动复位，所以可以调节照明灯的照明角度，进行大范围地监控。
因为还包括有遮棚，弧形块左方的第二支架顶部上方设有遮棚；所以遮棚可以有效地为本装置遮阳挡雨，保护本装置。
因为还包括有控制器和无线接收器，第二支架外左侧上方设有控制器和无线接收器，控制器位于无线接收器上方，无线接收器、第一电机、第二电机、摄像头和照明灯分别与控制器连接；控制器通过接收由无线接收器反馈的终端发出的信号，控制第一电机、第二电机、摄像头和照明灯的打开和关闭，实现远程智能化监控。
因为照明灯为LED灯，所以更加节能。
因为第一电机和第二电机均为伺服电机，所以可以更精准地控制第一电机和第二电机的转速，使操作运行更平稳。
因为第一弹性元件和第二弹性元件均为弹簧，弹簧的弹性更好，所以第一弹性元件和第二弹性元件复位效果更好。
控制器选择厦门海为科技有限公司生产的海为S24S0T型PLC控制器，主机外部24VDC供电，16路输入，8路输出。输入输出端口的定义为：X0为启动，X1为停止，X2为无线接收器；Y0为摄像头，Y1为第一电机，Y2为第二电机，Y3为照明灯。根据图6所示的电气控制原理图，所属领域的技术人员不需要创造性的劳动，通过编程即可实现控制器控制各部件按上述工作原理进行动作，编程的相关指令都为现有技术，在此不再赘述。
(3)有益效果
本发明达到了监控角度大、可以减少监控盲点、监控视频清晰和可以远程控制监控机构开关的效果。
附图说明
图1是本发明的第一种主视结构示意图。
图2是本发明的右视结构示意图。
图3是本发明的第二种主视结构示意图。
图4是本发明的第三种主视结构示意图。
图5是本发明的第四种主视结构示意图。
图6是本发明的电气控制原理图。
附图中的标记为：1-底板，2-第一电机，3-第一锥齿轮，4-轴承座，5-第二锥齿轮，6-转轴，7-第一支架，8-第二支架，9-第二电机，10-圆盘，11-第一连接杆，12-第二连接杆，13-滑套，14-齿条，15-导杆，16-第一齿轮，17-支杆，18-弧形块，19-滑动轴，20-固定杆，21-第一摆动杆，22-弧形孔，23-摄像头，24-绕线轮，25-第一拉绳，26-第一弹性元件，27-第二摆动杆，28-照明灯，29-第二弹性元件，30-定滑轮，31-第二拉绳，32-遮棚，33-控制器，34-无线接收器，35-终端。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
一种六自由度监控机构，如图1-6所示，包括有底板1、第一电机2、第一锥齿轮3、轴承座4、第二锥齿轮5、转轴6、第一支架7、第二支架8、第二电机9、圆盘10、第一连接杆11、第二连接杆12、滑套13、齿条14、导杆15、第一齿轮16、支杆17、弧形块18、滑动轴19、固定杆20、第一摆动杆21、摄像头23、绕线轮24、第一拉绳25和第一弹性元件26；底板1顶部设有第一电机2和轴承座4，第一电机2位于轴承座4左方，第一电机2右端连接有第一锥齿轮3，轴承座4顶部设有转轴6，转轴6上设有第二锥齿轮5，第二锥齿轮5和第一锥齿轮3啮合，转轴6顶端设有第一支架7，第一支架7内底部设有第二支架8和第二电机9，第二支架8位于第二电机9左方，第二电机9顶端连接有圆盘10，圆盘10偏心位置上铰接连接有第一连接杆11，第二支架8右端转动式设有第一齿轮16，第一齿轮16前侧连接有绕线轮24，绕线轮24上绕有第一拉绳25，第一齿轮16上设有支杆17，第二支架8顶部设有弧形块18，弧形块18上开有弧形孔22，弧形孔22内设有滑动轴19，滑动轴19与弧形孔22配合，滑动轴19前侧与支杆17顶端连接，滑动轴19后侧连接有固定杆20，固定杆20顶端铰接连接有第一摆动杆21，固定与第一摆动杆21之间连接有第一弹性元件26，第一摆动杆21与第一拉绳25末端连接，第一摆动杆21后端设有摄像头23，第一支架7右部顶端设有导杆15，导杆15上设有滑套13，滑套13底部铰接连接有第二连接杆12，第二连接杆12的左端与第一连接杆11的右端铰接连接，滑套13顶部设有齿条14，齿条14和第一齿轮16啮合。
还包括有第二摆动杆27、照明灯28、第二弹性元件29、定滑轮30和第二拉绳31，第一支架7外右侧上方铰接连接有第二摆动杆27，第二摆动杆27右端设有照明灯28，第二摆动杆27与第一支架7之间连接有第二弹性元件29，导杆15右端设有定滑轮30，齿条14右端设有第二拉绳31，第二拉绳31绕过定滑轮30，第二拉绳31底端与第二摆动杆27连接。
还包括有遮棚32，弧形块18左方的第二支架8顶部上方设有遮棚32。
还包括有控制器33和无线接收器34，第二支架8外左侧上方设有控制器33和无线接收器34，控制器33位于无线接收器34上方，无线接收器34、第一电机2、第二电机9、摄像头23和照明灯28分别与控制器33连接。
照明灯28为LED灯。
第一电机2和第二电机9均为伺服电机。
第一弹性元件26和第二弹性元件29均为弹簧。
工作原理：当需要监控时，人工打开摄像头23，启动第一电机2顺转或反转，带动第一锥齿轮3顺转或反转，使第二锥齿轮5顺转或反转，使转轴6顺转或反转，带动第一支架7顺转或反转，所以最终可以使摄像头23在水平面上实现转动监控；同时启动第二电机9顺转或反转，使圆盘10顺转或反转，带动第一连接杆11做圆周运动，使第二连接杆12左右移动，拉动滑套13左右移动，带动齿条14左右移动，从而使第一齿轮16间隔性顺转和反转，滑动轴19在弧形孔22内滑动，带动固定杆20左右摆动，最终使摄像头23左右摆动；在此过程中，绕线轮24间隔性将第一拉绳25收回和放出，第一拉绳25拉动第一摆动杆21上下摆动，带动摄像头23上下摆动，最终使摄像头23多方位地进行监控。当不需要进行监控时，关闭第一电机2、第二电机9和摄像头23，停止监控，当还需要再次进行监控时，可以按照上述原理，自由调节摄像头23的位置和监控角度，实现六自由度监控。
因为还包括有第二摆动杆27、照明灯28、第二弹性元件29、定滑轮30和第二拉绳31，第一支架7外右侧上方铰接连接有第二摆动杆27，第二摆动杆27右端设有照明灯28，第二摆动杆27与第一支架7之间连接有第二弹性元件29，导杆15右端设有定滑轮30，齿条14右端设有第二拉绳31，第二拉绳31绕过定滑轮30，第二拉绳31底端与第二摆动杆27连接；所以在使用本装置进行监控时，打开照明灯28，为摄影环境提供一定的亮度。当齿条14向左移动时，可以使第二摆动杆27逆时针转动，在齿条14向右移动时，由于第二弹性元件29的弹性作用，可以使第二摆动杆27顺时针转动复位，所以可以调节照明灯28的照明角度，进行大范围地监控。
因为还包括有遮棚32，弧形块18左方的第二支架8顶部上方设有遮棚32；所以遮棚32可以有效地为本装置遮阳挡雨，保护本装置。
因为还包括有控制器33和无线接收器34，第二支架8外左侧上方设有控制器33和无线接收器34，控制器33位于无线接收器34上方，无线接收器34、第一电机2、第二电机9、摄像头23和照明灯28分别与控制器33连接；控制器33通过接收由无线接收器34反馈的终端35发出的信号，控制第一电机2、第二电机9、摄像头23和照明灯28的打开和关闭，实现远程智能化监控。
因为照明灯28为LED灯，所以更加节能。
因为第一电机2和第二电机9均为伺服电机，所以可以更精准地控制第一电机2和第二电机9的转速，使操作运行更平稳。
因为第一弹性元件26和第二弹性元件29均为弹簧，弹簧的弹性更好，所以第一弹性元件26和第二弹性元件29复位效果更好。
控制器33选择厦门海为科技有限公司生产的海为S24S0T型PLC控制器33，主机外部24VDC供电，16路输入，8路输出。输入输出端口的定义为：X0为启动，X1为停止，X2为无线接收器34；Y0为摄像头23，Y1为第一电机2，Y2为第二电机9，Y3为照明灯28。根据图6所示的电气控制原理图，所属领域的技术人员不需要创造性的劳动，通过编程即可实现控制器33控制各部件按上述工作原理进行动作，编程的相关指令都为现有技术，在此不再赘述。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种六自由度监控机构，其特征在于，包括有底板(1)、第一电机(2)、第一锥齿轮(3)、轴承座(4)、第二锥齿轮(5)、转轴(6)、第一支架(7)、第二支架(8)、第二电机(9)、圆盘(10)、第一连接杆(11)、第二连接杆(12)、滑套(13)、齿条(14)、导杆(15)、第一齿轮(16)、支杆(17)、弧形块(18)、滑动轴(19)、固定杆(20)、第一摆动杆(21)、摄像头(23)、绕线轮(24)、第一拉绳(25)和第一弹性元件(26)；底板(1)顶部设有第一电机(2)和轴承座(4)，第一电机(2)位于轴承座(4)左方，第一电机(2)右端连接有第一锥齿轮(3)，轴承座(4)顶部设有转轴(6)，转轴(6)上设有第二锥齿轮(5)，第二锥齿轮(5)和第一锥齿轮(3)啮合，转轴(6)顶端设有第一支架(7)，第一支架(7)内底部设有第二支架(8)和第二电机(9)，第二支架(8)位于第二电机(9)左方，第二电机(9)顶端连接有圆盘(10)，圆盘(10)偏心位置上铰接连接有第一连接杆(11)，第二支架(8)右端转动式设有第一齿轮(16)，第一齿轮(16)前侧连接有绕线轮(24)，绕线轮(24)上绕有第一拉绳(25)，第一齿轮(16)上设有支杆(17)，第二支架(8)顶部设有弧形块(18)，弧形块(18)上开有弧形孔(22)，弧形孔(22)内设有滑动轴(19)，滑动轴(19)与弧形孔(22)配合，滑动轴(19)前侧与支杆(17)顶端连接，滑动轴(19)后侧连接有固定杆(20)，固定杆(20)顶端铰接连接有第一摆动杆(21)，固定与第一摆动杆(21)之间连接有第一弹性元件(26)，第一摆动杆(21)与第一拉绳(25)末端连接，第一摆动杆(21)后端设有摄像头(23)，第一支架(7)右部顶端设有导杆(15)，导杆(15)上设有滑套(13)，滑套(13)底部铰接连接有第二连接杆(12)，第二连接杆(12)的左端与第一连接杆(11)的右端铰接连接，滑套(13)顶部设有齿条(14)，齿条(14)和第一齿轮(16)啮合。
2.根据权利要求1所述的一种六自由度监控机构，其特征在于，还包括有第二摆动杆(27)、照明灯(28)、第二弹性元件(29)、定滑轮(30)和第二拉绳(31)，第一支架(7)外右侧上方铰接连接有第二摆动杆(27)，第二摆动杆(27)右端设有照明灯(28)，第二摆动杆(27)与第一支架(7)之间连接有第二弹性元件(29)，导杆(15)右端设有定滑轮(30)，齿条(14)右端设有第二拉绳(31)，第二拉绳(31)绕过定滑轮(30)，第二拉绳(31)底端与第二摆动杆(27)连接。
3.根据权利要求1所述的一种六自由度监控机构，其特征在于，还包括有遮棚(32)，弧形块(18)左方的第二支架(8)顶部上方设有遮棚(32)。
4.根据权利要求1所述的一种六自由度监控机构，其特征在于，还包括有控制器(33)和无线接收器(34)，第二支架(8)外左侧上方设有控制器(33)和无线接收器(34)，控制器(33)位于无线接收器(34)上方，无线接收器(34)、第一电机(2)、第二电机(9)、摄像头(23)和照明灯(28)分别与控制器(33)连接。
5.根据权利要求1所述的一种六自由度监控机构，其特征在于，照明灯(28)为LED灯。
6.根据权利要求1所述的一种六自由度监控机构，其特征在于，第一电机(2)和第二电机(9)均为伺服电机。
7.根据权利要求1所述的一种六自由度监控机构，其特征在于，第一弹性元件(26)和第二弹性元件(29)均为弹簧。
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