[发明专利]车载式旋转摄像机支架的可释放零间隙被动锁定机构

说明书

提供具有零间隙的旋转锁定关节，以将安装在车辆上的摄像机支架固定在展开位置。该关节被动锁定，同时易于释放。该关节阻止支架沿一个方向的旋转，该关节具有一硬止动元件，其阻止支架沿相反方向的进一步旋转。锁定关节包括构造成绕卡爪旋转轴线旋转的卡爪构件。卡爪构件通过扭力弹簧在锁定位置中保持在位，以确保与支架的基部部分接触。为了释放关节，将该卡爪构件沿相反方向旋转，以消除几何干涉条件。传感器布置成检测卡爪构件相对于支架是否处于解锁位置。

相关申请的交叉引用

本申请是2017年10月27日提交的美国专利申请No.15/796,087的延续，其公开内容通过引用并入本文。

背景技术

某些应用程序(例如，基于街道的全景图的制图和图像)涉及部署安装在移动车辆上的摄像机。在这种情况下，将保持摄像机的摄像机支架(mast)附接到车辆，以提供更好的位置和更清晰的视线。诸如光检测和测距装置(LIDAR)之类的其他部件也可以沿摄像机支架安装。在使用期间，需要采取某种方式将支架锁定在直立、垂直展开的位置。典型的闩锁和锁定机构要么允许在关节内的间隙(backlash)，要么是主动锁定。主动锁定可能需要用户干预或其他部件才能将支架固定在位。这可能是麻烦的，增加了成本和/或复杂性，并且在使用期间，由于支架的间隙而降低了结构完整性。

发明内容

本文所述的技术提供了一种锁定机构，该锁定机构在摄像机安装结构中具有刚性关节，这提供了零间隙。该机构无需用户干预即可锁定，也无需额外的机电装置，这意味着该装置可以被动锁定。该机构是可释放的，因为它可以容易地接合和脱离。下面将详细讨论的这种方法具有几个关键优势。例如，它提供了在动态负载下不会产生间隙的关节。这导致支架结构的固有频率更高，这实际上意味着该组件比常规结构更具刚性。而且，关节不需要任何附加动作即可锁定。相反地，支架移动到完全展开状态的运动会自动锁定关节。关节也应该以最小的力被手动地可释放。这提供了易于使用、安全且稳定的摄像机支撑结构，该支撑结构可以被快速展开和收起。

根据本公开的方面，提供了一种零间隙锁定组件，以与车辆的支架支撑结构一起使用。锁定组件包括支架止动构件、卡爪构件、轴构件和扭力弹簧。支架止动构件构造成用于附接到支架支撑结构。支架止动构件包括沿第一轴线布置的至少一个接收部。支架止动构件具有第一表面，该第一表面防止支架支撑结构的长形支架在第一方向上旋转。卡爪构件具有第一端、远离第一端的第二端以及设置在第一端和第二端之间的接收部。所述第一端构造成可释放地接合所述长形支架的表面。所述接收部沿着第一轴线与支架止动构件的至少一个接收部对准。第二端构造成使卡爪构件的第一端与长形支架的表面选择性地脱离，使得长形支架可绕不同于第一轴线的第二轴线旋转。仅允许在与第一方向相反的第二方向上绕第二轴线旋转。轴构件沿所述第一轴线被所述支架止动构件的所述至少一个接收部和所述卡爪构件的所述接收部接收。扭力弹簧沿着轴构件被接收并且联接到卡爪构件。扭力弹簧在展开状态下将所卡爪构件的第一端以零间隙抵着长形支架的表面固定。

在一示例中，锁定组件还包括传感器构件。传感器构件具有传感器托架和附接到传感器托架的传感器。传感器构造成检测卡爪构件的接合构件是否邻近传感器支架，以指示卡爪构件相对于长形支架的表面处于解锁位置。在此，接合构件可以包括磁体。在这种情况下，传感器托架是铁磁性的以粘附至所述磁体，并且传感器是霍尔效应传感器。

在另一示例中，卡爪构件的第二端包括长形手柄。在另一示例中，在展开状态下，长形支架具有基本垂直于车辆的顶部表面或地面的第一对准。在此，所述第一对准利用抵着所述支架的表面固定的所述卡爪构件的所述第一端被保持。

在又一示例中，在脱离状态下，所述卡爪构件的第一端不接触所述长形支架的表面。在这种情况下，在所述脱离状态下，所述长形支架能够从所述第一对准旋转至第二对准，所述第二对准相对于所述第一对准在大约90-120°的范围内。