[发明专利]土工离心机用六自由度摄像头支座

说明书

本发明公开了土工离心机用六自由度摄像头支座，包括固定在土工离心机本体上的底座，包括可使摄像头沿Z轴自由转动的Z向调整机构；包括可使摄像头沿Y轴自由转动的Y向旋转架；包括可使摄像头沿X轴自由转动的X向平移机构；Z向调整机构的一固定端与底座固定连接，Z向调整机构和Y向平移机构通过Z向旋转架连接，Y向平移机构和Y向旋转架连接，摄像头可转动的连接到X向平移机构上，X向平移机构固定在Y向旋转架上。本发明土工离心机用六自由度摄像头支座，通过六个自由度摄像头支座使得摄像头在每个方位都可以进行调整，从而有利于找到最佳的观察角度；六自由度摄像头支座使得摄像头的观测范围大大增加。

技术领域

本发明属于土工离心机技术领域，具体涉及土工离心机用六自由度摄像头支座。

背景技术

土工离心模型试验可为研究土工基础的性状提供直接的理论数据，对探索理论分析与经验观察的差异提供有力的帮助。通过离心模拟试验模拟隧洞开挖的施工过程，研究群洞隧道施工对地表沉降的影响,预测群洞隧道施工过程中地表沉降的空间分布形态，研究隧洞内支护压力与地层位移的关系以及土层稳定与破坏机理,并提出相应的支护土压力计算公式。土工离心机挖洞机械手是一类用于离心场下模拟隧道开挖的机载试验设备，挖洞机械手安装完毕后如图1所示。摄像头主要用于直观地观察和监控挖洞机械手在离心场下的工作状态，为了达到最佳的观测角度和最大的观察范围，摄像头自由度越多越好、摄像范围越大越好。

在土工离心模型试验领域，摄像头支座应用很广泛。常见的摄像头支座如图2所示，该支座通过将摄像头固定于具有一定仰角的支座上，可以达到一定的摄像范围。另一种摄像头支座如图3所示，该支座通过调整螺母和调节螺杆可调整摄像头沿Z向移动、及绕Z向旋转，进而调整摄像头的摄像范围。

传统摄像头支座的不足之处分别是：摄像头可调整的自由度少和摄像头的可摄像范围有限，进而只能采用多摄像头组合进行观测，导致安装结构组合困难并且需要花费大量的成本，以上情况急需进行改进。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供土工离心机用六自由度摄像头支座。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

土工离心机用六自由度摄像头支座，包括固定在土工离心机本体上的底座，

包括可使摄像头沿Z轴自由转动的Z向调整机构；

包括可使摄像头沿Y轴自由转动的Y向旋转架；

包括可使摄像头沿X轴自由转动的X向平移机构；

Z向调整机构的一固定端与底座固定连接，Z向调整机构和Y向平移机构通过Z向旋转架连接，Y向平移机构和Y向旋转架连接，摄像头可转动的连接到X向平移机构上，X向平移机构固定在Y向旋转架上。

具体地，Z向调整机构包括Z向调整螺杆、第一Z向调整螺母和第二Z向调整螺母，Z向调整螺杆沿Z轴向安装，Z向调整螺杆的一端固定在底座上，第一Z向调整螺母和第二Z向调整螺母均套装在Z向调整螺杆上。

进一步地，Z向旋转架的第一端设置有圆孔，Z向调整螺杆穿过圆孔设置，并且Z向旋转架的第一端被夹装在第一Z向调整螺母和第二Z向调整螺母之间。

优选地，Z向旋转架的第一端设置的圆孔直径大于Z向调整螺杆的直径，小于第一Z向调整螺母、第二Z向调整螺母的外径。

具体地，Y向平移机构包括Y向平移架，Y向旋转架包括两个转动盘、两个固定盘和环形的安装架，Y向平移架的上端两侧分别连接一个固定盘，Y向平移架的下端与Z向旋转架的第二端连接，两个转动盘分别固定安装在安装架一端的两侧，两个转动盘外侧壁分别与两个固定盘的内侧壁贴合，转动盘上围绕其轴心设置有多个第四通孔，固定盘上对应转动盘上通孔的位置设置有圆弧形第三通孔，转动盘和固定盘通过多个Y向旋转定位螺栓固定。