[發明專利]一種土工離心模擬試驗用四自由度攝像頭支架

有效

• 申請號: 201710099240.5
• 申請日: 2017-02-23
• 公開（公告）號: CN106641666B
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 冉光斌;許元恒;趙玉虎;劉愛民;舒楊;李京爽;洪建忠
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院總體工程研究所;中交天津港灣工程研究院有限公司
• 主分類號: F16M13/02
• 分類號: F16M13/02;F16M11/04;F16M11/12;F16M11/18;G01N3/06
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 楊春

本發明公開了一種土工離心模擬試驗用四自由度攝像頭支架，其中，夾板的兩端分別置于兩條橫桿上并能夠移動，夾板的中部設有豎向通孔，基座的上段為圓柱且穿過夾板的豎向通孔內，基座下段的兩側分別設有基座橫柱，攝像頭夾蓋的上端通過轉軸旋轉安裝于基座的中部，攝像頭夾蓋的中下段內部設有攝像頭空腔，攝像頭夾蓋的下端兩側分別設有夾蓋凸塊，夾蓋凸塊與同側的基座橫柱之間分別與連接桿的兩端可移動且可旋轉連接。本發明所述土工離心模擬試驗用四自由度攝像頭支架實現了攝像頭夾蓋四自由度調節的功能，能夠安裝專用攝像頭，具有足夠的直線和旋轉調節范圍，使其能夠按需求實現模型箱內任一處位置的監控，滿足同一模型箱內不同模擬試驗的需求。

技術領域

本發明涉及一種土工離心模擬試驗用輔助裝置，尤其涉及一種土工離心模擬試驗用四自由度攝像頭支架。

背景技術

在巖土工程領域，土工離心模擬試驗利用縮尺比原理，將裝有土工模型的模型箱置于離心機吊籃中，模型受到數倍于重力的離心力，使尺寸縮小的模型土體再現原土體的應力狀態。

為實現土工離心模擬試驗過程中模擬試驗關注點的監測和圖像采集，需要在模型箱附近設置攝像頭，攝像頭通過攝像頭支架固定。因為每次土工離心模擬試驗的關注點不同，為保證攝像頭支架有一定通用性，要求攝像頭支架有足夠的調節范圍。而在離心模擬試驗中，攝像頭受到強離心力載荷，商業用攝像頭支架已難以保護攝像頭的安全，同時具備調節功能的商業用攝像支架結構在離心力場中也會失效。為保護攝像頭的安全且能捕捉到模擬試驗需要的圖像，現行土工離心模擬試驗中，主要采用以下兩種方法安裝攝像頭：

第一種方法是在模型箱外的吊籃上通過固定支架安裝攝像頭，通過調節攝像頭焦距可以得到土工模型的全景圖像；第二種方法是根據需要在模型箱箱壁上用固定支架安裝攝像頭，若要大范圍改變攝像頭的關注焦點，須通過改變固定支架的安裝位置來實現。

上述兩種傳統方法的缺陷是：

第一種方法的缺陷：采用在模型箱外固定位置安裝攝像頭，因為距離較遠，圖像較為模糊，所以無法得到局部清晰的圖像；

第二種方法的缺陷：攝像頭安裝在模型箱箱壁上，使攝像頭視角受限致，即使攝像頭支架有一定調節范圍，攝像死角也無法避免，所以通用性差，有攝像死角。

發明內容

本發明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種具有足夠剛度和足夠調節范圍的土工離心模擬試驗用四自由度攝像頭支架。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的：

一種土工離心模擬試驗用四自由度攝像頭支架，包括橫桿、夾板、基座和攝像頭夾蓋，所述夾板的兩端分別置于兩條所述橫桿上并能夠在所述橫桿的軸向方向移動，所述夾板的中部設有豎向通孔，所述基座的上段為圓柱且穿過所述夾板的豎向通孔內，所述基座下段的兩側分別設有對稱分布的基座橫柱，所述攝像頭夾蓋的上端通過轉軸旋轉安裝于所述基座的中部，所述攝像頭夾蓋的中下段內部設有用于夾持攝像頭的攝像頭空腔，所述攝像頭夾蓋的下端兩側分別設有對稱分布的夾蓋凸塊，所述夾蓋凸塊與同側的所述基座橫柱之間分別與連接桿的兩端可移動且可旋轉連接。

上述結構中，橫桿作為主承重桿，一方面用于與夾板連接，另一方面便于安裝在試驗模型箱的頂部兩側箱壁上，兩條橫桿組成的橫移支架可以帶動整個攝像頭支架和攝像頭在與所述橫桿的軸向垂直的方向移動；夾板作為中間承重板，一方面用于安裝基座和攝像頭夾蓋，另一方面通過其兩端安裝在橫桿上并可以帶動基座、攝像頭夾蓋和攝像頭在與所述橫桿的軸向平行的方向移動；基座的上段為圓柱并置于夾板的豎向通孔內，在連接夾板與基座的同時使基座可以帶動攝像頭夾蓋和攝像頭繞自身中心軸線旋轉；攝像頭夾蓋的上端與基座通過轉軸旋轉連接，攝像頭夾蓋的下端兩側分別通過連接桿與基座下段兩側之間可移動且可旋轉連接，使攝像頭夾蓋可以帶動攝像頭繞轉軸旋轉。