CN101046599A - 云台 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够快速而准确地为照相机或其他有效载荷提供精确位置控制的云台，其箱体和上接口合件经倾斜轴活动连接，倾斜轴固定于上接口合件，箱体和下接口合件经水平轴活动连接，水平轴固定于下接口合件，电机固装于箱体，两电机分别经其对应的蜗轮蜗杆与置于箱体内的倾斜轴、水平轴传动连接，倾斜轴与水平轴的外侧分别装有其蜗轮配合采集信号可进行位置判断的光电合件。本发明的云台通过电机直接连接蜗轮杆传动布置，使结构更为紧凑而简单；蜗轮蜗杆传动比为70∶1，云台精度高，分辩率为0.0129°±0.00645°；负载能力大，可承载5公斤；光电开关限位板的配合使用，可以给控制系统提供精确的位置控制。

Description

云台

技术领域

本发明涉及一种可以为照相机或其他有效载荷提供两个方向转动的作为支承的机台。

背景技术

中国发明专利申请公开说明书公开号CN1184248A公开了一种数控谐波云台，其方位和俯仰运动都是通过精密步进谐波传动实现的，其是由底座、箱体、电机、传动部件组成的，方位箱和俯仰箱两个部份均由步进电机、谐波齿轮传动、轴系和箱体组成，方位箱的轴线垂直于俯仰箱的轴线，方位运转由柔轮输出实现，俯仰运转由刚轮输出实现。存在的不足是：方位运转由柔轮输出实现会降低该云台的负荷，其所造成的齿轮间隙过大，严重影响了运行精度和其上负载的图像质量；该云台还没有一个自己的平衡位置，不能为用户提供准确的方位信息。

中国发明专利申请公开说明书公开号CN1443963A公开了一种预置定位可控云台.：包括壳体、电机、电机、垂直转动支架、水平转动支架、齿轮传动副和解码控制器，其中：电机是同步电机；垂直转动支架铰接于壳体上，一电机固定在垂直转动支架上，其轴上固定的齿轮与固定在壳体上的齿轮啮合，形成齿轮传动副，在垂直转动支架上装有齿轮，它与铰接于壳体上的齿轮啮合，形成另一齿轮副，电位器固定在齿轮上，其调节轴与该齿轮轴连接，水平转动支架铰接于垂直转动支架上，水平转动支架的转动轴一端与电机的轴连接，另一端与电位器的调节轴连接。存在的不足是：采用的电机和控制位置的方式结构复杂，且使该云台体积大，负载能力小，位置精确度不高，传动不稳定。

发明目的

本发明提供一种能够快速而准确地为照相机或其他有效载荷提供精确位置控制的、负载能力大、结构简单紧凑的云台。

实现本发明的技术方案是：一种云台，包括底座、箱体、电机、上接口合件、下接口合件、传动部件，箱体和上接口合件经倾斜轴活动连接，倾斜轴固定于上接口合件，箱体和下接口合件经水平轴活动连接，水平轴固定于下接口合件，电机固装于箱体，两电机分别经其对应的蜗轮蜗杆与置于箱体内的倾斜轴、水平轴传动连接，倾斜轴与水平轴的外侧分别装有其蜗轮配合采集信号可进行位置判断的光电合件。

本发明所述的电机与倾斜轴的传动连接为：上蜗轮合件固装于倾斜轴，上蜗轮合件与固装于电机轴上的蜗杆相啮合。

本发明所述的电机与水平轴的传动连接为：下蜗轮合件固装于水平轴，下蜗轮合件与固装于电机轴上的蜗杆相啮合。

本发明所述的上接口合件上有手轮，手轮上装有用于连接荷载的螺钉。

本发明在箱体内设置的两个与其蜗轮配合采集信号的光电合件包括电路板和光电开关，光电开关上有凹槽，上下蜗轮合件上有限位扳，限位扳上有当蜗轮转动时可通过光电开关凹槽的凸缘，光电合件经线路与箱外的接收信号输出指令箱内电机工作的控制器连接。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：云台通过电机直接连接蜗轮杆传动布置，使其结构更为紧凑而简单；蜗轮蜗杆传动比为70∶1，云台传动精度高，传动平稳，分辩率为0.0129°±0.00645°；负载能力大，可承载5公斤；光电开关限位板的配合使用，可以给控制系统提供精确的位置控制，水平轴空心孔引出内部电缆线，使得结构更简洁。

附图说明

下面将结合附图提供的实施例对本发明进一步描述：

图1为本发明的结构示意图；图2为本发明的箱体合件示意图；图3为本发明的传动系统示意图；图4为本发明的(上、下)光电合件示意图，图5为本发明的(上、下)蜗轮合件示意图；图6为本发明的电机合件示意图；图7为本发明的上接口合件示意图；图8为本发明的工作流程图。

具体实施方式

图1中，本发明包括箱体合件1、上接口合件2和下接口合件4及前盖和后盖。箱体合件1包括箱体、电机合件、蜗轮合件、倾斜轴、水平轴、7针插座和压线板。上接口合件2包括左(右)支板、上接口板、定位销、手轮和连接用的螺钉。下接口合件4包括下接口板、定位销和螺母。箱体合件1和下接口合件4之间通过水平轴连接，箱体合件1和上接口合件2的连接是通过两个销钉分别将左、右支板连接到倾斜轴3左右两端而实现的。箱体上有两个起定位作用的定位销。箱体内壁有用于安装定位光电合件的凹槽。箱体与前盖和后盖之间用螺钉连接，并用密封胶涂抹接合面，箱体与倾斜轴3两端装有密封圈，保证产品的防水要求。将两个7针插座分别固定于箱体内两个腰形槽中，用一根两端带有插头的电缆线将其连接。

图2中，箱体合件1内有倾斜轴3、水平轴5，上蜗轮合件7装在倾斜轴3上，下蜗轮合件8装在水平轴5上，上蜗轮合件7的右侧是上限位板，左侧是卡子，与蜗轮配合的蜗杆直接和电机轴同轴连接装于上箱体内，电机6是用四个标准螺钉安装于箱体另一侧，倾斜轴3与箱体间左右各装有一轴承，轴承外侧各装有一密封圈，箱体内壁装有光电合件9。水平轴5为空心结构，中间用于引出内部电缆线。26为销。

图3中，上蜗轮合件7装在倾斜轴3上，下蜗轮合件8装在水平轴5上，上蜗轮合件7的右侧是上限位板13，左侧是卡子14，与蜗轮15配合的蜗杆16装在电机6-1的轴上，下蜗轮合件8包括下限位板17、卡子18、蜗轮19，与蜗轮19配合的蜗杆20装在电机6-2的轴上。

图4所示为光电合件，包括GK102光电开关11和为其提供电源的电路板10，光电开关11焊接在电路板10上。光电开关11上有凹槽，该凹槽与上限位板凸缘对应，当上限位板随蜗轮转动时其凸缘会通过此凹槽，从而采集信号以进行位置判断。上、下光电合件结构相同。

图5所示为上蜗轮合件。上蜗轮合件包括蜗轮15、卡子14、上限位板13。上限位板13装在蜗轮15上，上限位板13的凸缘与光电开关上的凹槽对应。蜗轮15一侧有凸肩和定位槽，可用螺钉将上限位板13紧固定位于槽内。蜗轮15另一侧有凸轴，凸轴上有四个均匀分布的长形槽，可用卡子14将蜗轮15紧紧卡在倾斜轴上。下蜗轮合件与上蜗轮合件结构相同。

图6所示为电机合件，蜗杆16通过过盈配合装在电机6-1轴上。

图7所示为上接口合件，包括左支板21-1、右支板21-2、上接口板22、手轮23和连接用的英制螺钉24。在左、右支板侧面上各有一个螺钉孔，用螺钉将左、右支板分别与倾斜轴紧固。上接口板22中心孔四周均匀分布有四个成90°的销孔，上装有一个可相互换位的定位销25用以定位所安装负载的四个方向。上接口板22与手轮23连接，手轮23上的螺钉24，用于连接照相机、摄像机等载荷。

图8中，本发明工作时，控制器给电机传递运行信号，一电机将转矩传递给蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合传动，将转矩传递给水平轴，水平轴和下接口合件是固定不动的，水平轴与箱体是可以相互转动的，从而带动整个箱体水平转动；同理，另一电机通过蜗杆、蜗杆将转矩传递到倾斜轴，倾斜轴和上接口的合件的左右支板用销钉紧固，从而实现上接口合件的俯仰运动。与三角架等外设备相连接到箱体上。上限位板随蜗轮转动时其凸缘会通过光电开关的凹槽，每经过一次光电开关会发出一次光电信号，此信号通过电缆线反馈给控制器，由控制器控制电机的正反转从而控制云台倾斜方向的运动位置。下蜗轮合件工作方式基本与上蜗轮合件相同。随蜗轮转动时下限位板凸缘会通过光电开关的凹槽，每经过一次光电开关会发出一次光电信号，此信号通过电缆线反馈给控制器，由控制器控制电机的正反转从而控制云台水平方向的运动位置。这样实现了本发明的水平与倾斜转动，从而带动载荷按要求状态工作。

Claims (5)

1、一种云台，其特征在于：箱体(1)和上接口合件(2)经倾斜轴(3)活动连接，倾斜轴(3)固定于上接口合件(2)；箱体(1)和下接口合件(4)经水平轴(5)活动连接，水平轴(5)固定于下接口合件(4)，电机(6-1、6-2)固装于箱体(1)，两电机分别经其对应的蜗轮蜗杆与置于箱体(1)内的倾斜轴(3)、水平轴(5)传动连接；倾斜轴(3)与水平轴(5)的外侧分别装有与其蜗轮配合采集信号的光电合件(9)。

2、根据权利要求1所述的云台，其特征在于：电机(6-1)与倾斜轴(3)的传动连接为：上蜗轮合件(7)固装于倾斜轴(3)，上蜗轮合件(7)与固装于电机(6-1)轴上的蜗杆(16)相啮合。

3、根据权利要求1所述的云台，其特征在于：电机(6-2)与水平轴(5))的传动连接为：下蜗轮合件(8)固装于水平轴(5)，下蜗轮合件(8)与固装于电机(6-2)轴上的蜗杆(20)相啮合。

4、根据权利要求1所述的云台，其特征在于：上接口合件(2)上有手轮(23)，手轮(23)上装有用于连接荷载的螺钉(24)。

5、根据权利要求1所述的云台，其特征在于：光电合件(9)包括电路板(10)和光电开关(11)，光电开关(11)上有凹槽，上下蜗轮合件(7、8)上有限位扳(13)，限位扳(13)上有当蜗轮转动时可通过光电开关凹槽的凸缘，光电合件(9)经其线路与箱外的接收信号输出指令使箱内电机(6)工作的控制器连接。

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