[发明专利]一种土工离心模拟试验用四自由度摄像头支架

说明书

本发明公开了一种土工离心模拟试验用四自由度摄像头支架，其中，夹板的两端分别置于两条横杆上并能够移动，夹板的中部设有竖向通孔，基座的上段为圆柱且穿过夹板的竖向通孔内，基座下段的两侧分别设有基座横柱，摄像头夹盖的上端通过转轴旋转安装于基座的中部，摄像头夹盖的中下段内部设有摄像头空腔，摄像头夹盖的下端两侧分别设有夹盖凸块，夹盖凸块与同侧的基座横柱之间分别与连接杆的两端可移动且可旋转连接。本发明所述土工离心模拟试验用四自由度摄像头支架实现了摄像头夹盖四自由度调节的功能，能够安装专用摄像头，具有足够的直线和旋转调节范围，使其能够按需求实现模型箱内任一处位置的监控，满足同一模型箱内不同模拟试验的需求。

技术领域

本发明涉及一种土工离心模拟试验用辅助装置，尤其涉及一种土工离心模拟试验用四自由度摄像头支架。

背景技术

在岩土工程领域，土工离心模拟试验利用缩尺比原理，将装有土工模型的模型箱置于离心机吊篮中，模型受到数倍于重力的离心力，使尺寸缩小的模型土体再现原土体的应力状态。

为实现土工离心模拟试验过程中模拟试验关注点的监测和图像采集，需要在模型箱附近设置摄像头，摄像头通过摄像头支架固定。因为每次土工离心模拟试验的关注点不同，为保证摄像头支架有一定通用性，要求摄像头支架有足够的调节范围。而在离心模拟试验中，摄像头受到强离心力载荷，商业用摄像头支架已难以保护摄像头的安全，同时具备调节功能的商业用摄像支架结构在离心力场中也会失效。为保护摄像头的安全且能捕捉到模拟试验需要的图像，现行土工离心模拟试验中，主要采用以下两种方法安装摄像头：

第一种方法是在模型箱外的吊篮上通过固定支架安装摄像头，通过调节摄像头焦距可以得到土工模型的全景图像；第二种方法是根据需要在模型箱箱壁上用固定支架安装摄像头，若要大范围改变摄像头的关注焦点，须通过改变固定支架的安装位置来实现。

上述两种传统方法的缺陷是：

第一种方法的缺陷：采用在模型箱外固定位置安装摄像头，因为距离较远，图像较为模糊，所以无法得到局部清晰的图像；

第二种方法的缺陷：摄像头安装在模型箱箱壁上，使摄像头视角受限致，即使摄像头支架有一定调节范围，摄像死角也无法避免，所以通用性差，有摄像死角。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种具有足够刚度和足够调节范围的土工离心模拟试验用四自由度摄像头支架。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种土工离心模拟试验用四自由度摄像头支架，包括横杆、夹板、基座和摄像头夹盖，所述夹板的两端分别置于两条所述横杆上并能够在所述横杆的轴向方向移动，所述夹板的中部设有竖向通孔，所述基座的上段为圆柱且穿过所述夹板的竖向通孔内，所述基座下段的两侧分别设有对称分布的基座横柱，所述摄像头夹盖的上端通过转轴旋转安装于所述基座的中部，所述摄像头夹盖的中下段内部设有用于夹持摄像头的摄像头空腔，所述摄像头夹盖的下端两侧分别设有对称分布的夹盖凸块，所述夹盖凸块与同侧的所述基座横柱之间分别与连接杆的两端可移动且可旋转连接。

上述结构中，横杆作为主承重杆，一方面用于与夹板连接，另一方面便于安装在试验模型箱的顶部两侧箱壁上，两条横杆组成的横移支架可以带动整个摄像头支架和摄像头在与所述横杆的轴向垂直的方向移动；夹板作为中间承重板，一方面用于安装基座和摄像头夹盖，另一方面通过其两端安装在横杆上并可以带动基座、摄像头夹盖和摄像头在与所述横杆的轴向平行的方向移动；基座的上段为圆柱并置于夹板的竖向通孔内，在连接夹板与基座的同时使基座可以带动摄像头夹盖和摄像头绕自身中心轴线旋转；摄像头夹盖的上端与基座通过转轴旋转连接，摄像头夹盖的下端两侧分别通过连接杆与基座下段两侧之间可移动且可旋转连接，使摄像头夹盖可以带动摄像头绕转轴旋转。