[實用新型]土工離心機用六自由度攝像頭支座

有效

• 申請號: 201720940112.4
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN206958542U
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發明（設計）人: 羅龍;楊永生;舒楊;王黎光;白俊林;許元恒
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院總體工程研究所
• 主分類號: F16M11/10
• 分類號: F16M11/10;F16M11/08;F16M11/04
• 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

技術領域

本實用新型屬于土工離心機技術領域，具體涉及土工離心機用六自由度攝像頭支座。

背景技術

土工離心模型試驗可為研究土工基礎的性狀提供直接的理論數據，對探索理論分析與經驗觀察的差異提供有力的幫助。通過離心模擬試驗模擬隧洞開挖的施工過程，研究群洞隧道施工對地表沉降的影響,預測群洞隧道施工過程中地表沉降的空間分布形態，研究隧洞內支護壓力與地層位移的關系以及土層穩定與破壞機理,并提出相應的支護土壓力計算公式。土工離心機挖洞機械手是一類用于離心場下模擬隧道開挖的機載試驗設備，挖洞機械手安裝完畢后如圖1所示。攝像頭主要用于直觀地觀察和監控挖洞機械手在離心場下的工作狀態，為了達到最佳的觀測角度和最大的觀察范圍，攝像頭自由度越多越好、攝像范圍越大越好。

在土工離心模型試驗領域，攝像頭支座應用很廣泛。常見的攝像頭支座如圖2所示，該支座通過將攝像頭固定于具有一定仰角的支座上，可以達到一定的攝像范圍。另一種攝像頭支座如圖3所示，該支座通過調整螺母和調節螺桿可調整攝像頭沿Z向移動、及繞Z向旋轉，進而調整攝像頭的攝像范圍。

傳統攝像頭支座的不足之處分別是：攝像頭可調整的自由度少和攝像頭的可攝像范圍有限，進而只能采用多攝像頭組合進行觀測，導致安裝結構組合困難并且需要花費大量的成本，以上情況急需進行改進。

實用新型內容

本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供土工離心機用六自由度攝像頭支座。

本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的：

土工離心機用六自由度攝像頭支座，包括固定在土工離心機本體上的底座，

包括可使攝像頭沿Z軸自由轉動的Z向調整機構；

包括可使攝像頭沿Y軸自由轉動的Y向旋轉架；

包括可使攝像頭沿X軸自由轉動的X向平移機構；

Z向調整機構的一固定端與底座固定連接，Z向調整機構和Y向平移機構通過Z向旋轉架連接，Y向平移機構和Y向旋轉架連接，攝像頭可轉動的連接到X向平移機構上，X向平移機構固定在Y向旋轉架上。

具體地，Z向調整機構包括Z向調整螺桿、第一Z向調整螺母和第二Z向調整螺母，Z向調整螺桿沿Z軸向安裝，Z向調整螺桿的一端固定在底座上，第一Z向調整螺母和第二Z向調整螺母均套裝在Z向調整螺桿上。

進一步地，Z向旋轉架的第一端設置有圓孔，Z向調整螺桿穿過圓孔設置，并且Z向旋轉架的第一端被夾裝在第一Z向調整螺母和第二Z向調整螺母之間。

優選地，Z向旋轉架的第一端設置的圓孔直徑大于Z向調整螺桿的直徑，小于第一Z向調整螺母、第二Z向調整螺母的外徑。

具體地，Y向平移機構包括Y向平移架，Y向旋轉架包括兩個轉動盤、兩個固定盤和環形的安裝架，Y向平移架的上端兩側分別連接一個固定盤，Y向平移架的下端與Z向旋轉架的第二端連接，兩個轉動盤分別固定安裝在安裝架一端的兩側，兩個轉動盤外側壁分別與兩個固定盤的內側壁貼合，轉動盤上圍繞其軸心設置有多個第四通孔，固定盤上對應轉動盤上通孔的位置設置有圓弧形第三通孔，轉動盤和固定盤通過多個Y向旋轉定位螺栓固定。

具體地，攝像頭固定在X向旋轉架上，X向旋轉架上相對的兩側壁上均設置有轉軸，X向平移機構包括兩個相互平行設置的X向平移架，X向平移架的中部側壁設置有可供轉軸穿入并進行轉動的凹槽，X向旋轉架設置于兩個X向平移架之間，且兩個轉軸分別置于兩個X向平移架內，X向平移架上設置有多個與凹槽連通的螺孔，X向旋轉定位螺釘旋入螺孔抵緊轉軸。

具體地，在Y向平移架上設置有2個相互平行的條形第一通孔，在Z向旋轉架上設置有兩條相互平行的條形第五通孔，第一通孔和第五通孔大小形狀相同；Y向平移架和Z向旋轉架連接時，一個第一通孔和一個第五通孔貼合，多個Y向平移定位螺栓分別穿過兩個配套的第一通孔和第五通孔后旋緊鎖定；Y向平移架和Z向旋轉架相對滑動，攝像頭在Y軸方向移動。

具體地，安裝架的X軸向的兩條側邊上均設置有一個條形的第二通孔，兩個第二通孔相互平行，在每個X向平移架的兩端分別設置有一個Z軸方向的第六通孔；兩個X向平移架可在安裝架的X軸向的兩條側邊上滑動，且每個第六通孔始終與一個第二通孔連通，攝像頭在X軸方向移動，通過四個X向平移定位螺栓穿過連接的第六通孔和第二通孔后旋緊鎖定。

本實用新型的有益效果在于：

本實用新型土工離心機用六自由度攝像頭支座，通過六個自由度攝像頭支座使得攝像頭在每個方位都可以進行調整，從而有利于找到最佳的觀察角度；六自由度攝像頭支座使得攝像頭的觀測范圍大大增加。