CN101368546B - 扭簧转动机构及安防云台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及扭簧转动机构及应用该扭簧转动机构的安防云台。该安防云台包括主支架、可正向或反向转动的从动轴以及摄像机组件；从动轴的外围套设有扭簧，扭簧包括分开设置的第一端和第二端；主支架上固定设有同时限位扭簧的第一端和第二端的固定限位件；从动轴上固定设有运动限位件，运动限位件在从动轴正向转动时压制扭簧的第一端压缩扭簧，并且运动限位件在从动轴反向转动时压制扭簧的第二端压缩扭簧。通过运动限位件在转轴(从动轴)正向、反向转动时，分别压制扭簧的第一端和第二端，使得扭簧始终处于被压缩的状态，也就是说扭簧始终在其最大的允许弹性变形范围内运动，因而可用弹性变形较大，增加了扭簧的使用寿命，减少了扭簧断裂的可能性。

Description

扭簧转动机构及安防云台
技术领域
本发明涉及转动结构以及安防云台结构，更具体地说，涉及一种扭簧转动机构以及应用该结构的安防云台。
背景技术
扭簧作为储能元件，被广泛的应用到电子、机械等各个行业中。在一些转动机构中，扭簧也会被用作储能复位元件，例如在安防行业中，扭簧被应用到云台中，为从动轴的复位提供能量。
如图1所示，是现有的安防云台的结构示意图，包括主支架901，在主支架901的下部安装有正反转电机902，在主支架901的上部安装有从动轴903，正反转电机902通过皮带轮组带动从动轴903转动。在主支架901的顶部设有摄像机组件，并且该摄像机组件固定安装在从动轴903上，由从动轴903带动转动。从动轴903的一段伸出到主支架901的外侧，用于安装扭簧905组件。在该从动轴903的伸出段上套设有扭簧安装圆柱904，在扭簧安装圆柱904上套设有扭簧905；并且，在从动轴903的伸出段的末端，使用螺钉906固定安装有扭簧挡块907。在扭簧挡块907和主支架901的外壁上分别设有插孔908，扭簧905两端分别插入到扭簧挡块907和主支架901的插孔908内。
图中的扭簧905是采用左旋扭簧905，当电机902带动从动轴903做顺时针转动时，扭簧挡块907也做顺时针运动，由于扭簧905的一端是固定在主支架901上的，此时扭簧挡块907带动扭簧905的另一端做顺时针运动，进而压缩扭簧905产生弹性势能，以备使用；此时的扭簧905是被压缩的，其可用弹性形变较大，使用寿命较长。
当电机902带动从动轴903做逆时针转动时，扭簧挡块907也做逆时针运动，由于扭簧905的一端是固定在主支架901上的，此时扭簧挡块907带动扭簧905的另一端做逆时针运动，进而压缩扭簧905产生弹性势能，以备使用；此时的扭簧905是被拉伸的(即具有将扭簧905拉开的趋势)，其可用弹性形变较小，因而会造成使用寿命较短的缺陷。
即使使用右旋扭簧905，也会存在从动轴903逆时针运动时，扭簧905被压缩，其可用弹性形变较大，使用寿命较长；而在从动轴903顺时针运动时，扭簧905被拉伸，其可用弹性形变较小，使用寿命较短。
可见，现有的扭簧安装结构，特别是在安防设备的云台中，始终存在扭簧被拉伸、使用寿命短的情况，不利于设备的长时间使用。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述扭簧转动机构始终存在被拉伸的情况的缺陷，提供一种使扭簧始终在被压缩状态工作的扭簧转动机构。
本发明所要解决的另一技术问题在于，针对现有技术的上述安防云台的扭簧始终存在被拉伸的情况的缺陷，提供一种使扭簧始终在被压缩状态工作的安防云台。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种扭簧转动机构，包括支架、安装在所述支架上并可正向或反向转动的转轴；在所述转轴的外围套设有扭簧，所述扭簧包括分开设置的第一端和第二端；
所述支架上固定设有同时限位所述扭簧的第一端和第二端的固定限位件；
所述转轴上固定设有运动限位件，所述运动限位件在所述转轴正向转动时压制所述扭簧的第一端、而所述固定限位件限位所述扭簧的第二端来配合压缩所述扭簧，并且所述运动限位件在所述转轴反向转动时压制所述扭簧的第二端、而所述固定限位件限位所述扭簧的第一端来配合压缩所述扭簧。
在本发明的扭簧转动机构中，所述固定限位件为开口的圆形套筒固定限位块，所述套筒固定限位块的开口的两侧边缘与所述扭簧的第一端和第二端的位置相对应。
在本发明的扭簧转动机构中，所述运动限位件为与所述套筒固定限位块相嵌套的开口的圆形套筒运动限位块，所述套筒运动限位块的开口的两侧边缘与所述扭簧的第一端和第二端的位置相对应。
在本发明的扭簧转动机构中，所述套筒运动限位块的开口的两侧边缘与所述第一端和第二端相对应的位置处开设有卡口。
在本发明的扭簧转动机构中，所述扭簧为左旋扭簧或右旋扭簧；所述固定限位件和所述运动限位件均设置在所述转轴的上侧或下侧。
在本发明的扭簧转动机构中，所述转轴外围套设有扭簧安装圆柱；所述扭簧套设安装在所述扭簧安装圆柱外围。
本发明解决其另一技术问题所采取的技术方案是提供一种安防云台，包括主支架、安装在所述主支架上并可正向或反向转动的从动轴、以及固定安装在所述从动轴上的摄像机组件；所述从动轴的外围套设有扭簧，所述扭簧包括分开设置的第一端和第二端；
所述主支架上固定设有同时限位所述扭簧的第一端和第二端的固定限位件；
所述从动轴上固定设有运动限位件，所述运动限位件在所述从动轴正向转动时压制所述扭簧的第一端、而所述固定限位件限位所述扭簧的第二端来配合压缩所述扭簧，并且所述运动限位件在所述从动轴反向转动时压制所述扭簧的第二端、而所述固定限位件限位所述扭簧的第一端来配合压缩所述扭簧。
在本发明的安防云台中，所述主支架的上部设有安装所述摄像机组件的“U”形安装位，并且所述从动轴一段伸出所述主支架形成伸出段；
所述扭簧安装在所述从动轴的伸出段上，所述固定限位件和运动限位件的位置与所述扭簧相对应。
在本发明的安防云台中，所述固定限位件为开口的圆形套筒固定限位块，所述套筒固定限位块的开口的两侧边缘与所述扭簧的第一端和第二端的位置相对应；所述运动限位件为与所述套筒固定限位块相嵌套的开口的圆形套筒运动限位块，所述套筒运动限位块的开口的两侧边缘与所述扭簧的第一端和第二端的位置相对应。
在本发明的安防云台中，所述扭簧为左旋扭簧或右旋扭簧；所述固定限位件和所述运动限位件均设置在所述转轴的上侧或下侧。
实施本发明具有以下有益效果：通过运动限位件在转轴(从动轴)正向、反向转动时，分别压制扭簧的第一端和第二端，使得扭簧始终处于被压缩的状态，也就是说扭簧始终在其最大的允许弹性变形范围内运动，因而其可用弹性变形较大，增加了扭簧的使用寿命，减少了扭簧断裂的可能性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有技术的安防云台的分解结构示意图；
图2是本发明的安防云台的一个具体实施例的分解结构示意图；
图3是本发明的安防云台的一个具体实施例组装后的侧视示意图；
图4是本发明的安防云台的一个具体实施例组装后的正面示意图；
图5是本发明的安防云台的一个具体实施例的扭簧的立体示意图。
具体实施方式
如图2至图5所示，是本发明的应用扭簧17转动机构的安防云台的一个具体实施例，可以理解的，扭簧17转动机构也可以应用到其他的转动机构中，作为储能组件，需要时提供转动的能量。下面以其应用到安防云台的例子进行具体说明。
该安防云台包括主支架11(支架)、安装在主支架11上的从动轴12(转轴)、固定在从动轴12上的摄像机组件等。如图所示，该安防云台的主支架11的下部还安装有正反转电机13，而从动轴12安装在主支架11的上部，并且该正反转电机13通过皮带轮组14带动从动轴12作正向或反向转动。在主支架11的顶部设有“U”形开槽，用于安装摄像机组件。该摄像机组件包括安装座15、以及固定安装在安装座15上的摄像机(图未示)。该安装座15与从动轴12固定连接，由从动轴12带动转动，从而带动摄像机转动一定的角度。
如图所示，主支架11上设有安装孔，从动轴12通过轴承16穿设安装在安装孔上。皮带轮组14设置在主支架11的一侧，带动从动轴12转动；而从动轴12的另一端伸出主支架11，形成伸出段。在该伸出段上套设有扭簧17，该扭簧17可以通过扭簧安装圆柱安装在该伸出段上。该扭簧安装圆柱可以采用塑料圆柱、橡胶圆柱等，起到支撑扭簧17的作用。如图5所示，该扭簧17包括分开设置的第一端171和第二端172，在本实施例中，该第一端171和第二端172对称分布在扭簧17的轴线的两侧，从而方便运动限位件的操作。当然，第一端171和第二端172也可以设计成具有一定夹角。
在主支架11的外壁固定有固定限位件19，同时限位扭簧17的第一端171和第二端172。在本实施例中，该固定限位件19为圆形套筒固定限位块，在固定限位块上设有开口，利用开口的两侧边缘来限位扭簧17的第一端171和第二端172。
在从动轴12的末端固定安装有活动限位件20，该活动限位件20随从动轴12正向转动或反向转动，进而拨动扭簧17的第一端171或第二端172。在本实施例中，该运动限位件为与套筒固定限位块相嵌套的、分段的圆形套筒运动限位块，该运动限位块的两侧边缘与扭簧17的第一端171和第二端172的位置相对应。为了更好的定位扭簧17的末端，运动限位块的开口的两侧边缘与第一端171和第二端172相对应的位置处开设有卡口201，从而当运动限位块转动时，扭簧17的第一端171或第二端172卡入到卡口201中，使得扭簧17不会随意的滑动、移位等。该活动限位块的前端设有连接部202，该连接部202上设有连接孔203。在本实施例中，从动轴12的末端的截面形状为方形或腰形，对应的连接孔203的截面形状也为方形或腰形。组装时，活动限位块通过连接孔203插入到从动轴12的末端，并且使用螺钉21以及垫片22锁紧，从而将活动限位块与从动轴12固定连接，而由从动轴12带动转动。可以理解的，活动限位块与从动轴12之间的固定连接还可以通过现有的各种方式。
固定限位件19和运动限位件也可以采用其他的机构形式，例如但不限于：固定限位件19采用两个分离的、与扭簧17的第一端171和第二端172对应的限位块；而活动限位件20也可以采用两个分离的、固定在从动轴12上的拨动杆，从而分别拨动扭簧17的第一端171和第二端172。
如图所示，本实施例的扭簧17采用的是左旋扭簧，为了保证运动限位件转动时，使扭簧17始终处于压缩的状态，该固定限位件19和运动限位件均设置在从动轴12的上侧。可以理解的，当该扭簧17也可以采用右旋扭簧。而固定限位件19和运动限位件也可以设置在从动轴12的下侧。
当电机13通过皮带轮组14带动从动轴12正向转动时，运动限位件在从动轴12的带动下作正向转动，此时，运动限位件的开口的一侧边缘从上往下压制扭簧17的第一端171，而扭簧17的第二端172则具有向上转动的趋势，但是被固定限位件19阻挡而无法运动，从而使得扭簧17处于压缩状态而产生弹性势能；当需要回转时，弹簧就可以增加反向回转的动力。
反之，当电机13通过皮带轮组14带动从动轴12反向转动时，运动限位件在从动轴12的带动下作反向转动，此时，运动限位件的开口的另一侧边缘从上往下压制扭簧17的第二端172，而扭簧17的第一端171则具有向上转动的趋势，但是被固定限位件19阻挡而无法运动，从而使得扭簧17处于压缩状态而产生弹性势能；当需要回转时，弹簧就可以增加正向回转的动力。
本发明的结构简单，安装方便，巧妙地运用运动限位件在往返运动的过程中，压住扭簧17，在正反两个方向都能产生所需的弹性势能，弹簧始终能在其允许的弹性变性范围内运动，故而，可用弹性变形较大，且增加了弹簧使用寿命，减少了弹簧断裂的可能性。

Claims (10)

1.一种扭簧转动机构，包括支架、安装在所述支架上并可正向或反向转动的转轴；其特征在于，在所述转轴的外围套设有扭簧，所述扭簧包括分开设置的第一端和第二端；
所述支架上固定设有同时限位所述扭簧的第一端和第二端的固定限位件；
所述转轴上固定设有运动限位件，所述运动限位件在所述转轴正向转动时压制所述扭簧的第一端、而所述固定限位件限位所述扭簧的第二端来配合压缩所述扭簧，并且所述运动限位件在所述转轴反向转动时压制所述扭簧的第二端、而所述固定限位件限位所述扭簧的第一端来配合压缩所述扭簧。
2.根据权利要求1所述的扭簧转动机构，其特征在于，所述固定限位件为开口的圆形套筒固定限位块，所述套筒固定限位块的开口的两侧边缘与所述扭簧的第一端和第二端的位置相对应。
3.根据权利要求2所述的扭簧传动结构，其特征在于，所述运动限位件为与所述套筒固定限位块相嵌套的开口的圆形套筒运动限位块，所述套筒运动限位块的开口的两侧边缘与所述扭簧的第一端和第二端的位置相对应。
4.根据权利要求3所述的扭簧传动结构，其特征在于，所述套筒运动限位块的开口的两侧边缘与所述第一端和第二端相对应的位置处开设有卡口。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的扭簧转动机构，其特征在于，所述扭簧为左旋扭簧或右旋扭簧；所述固定限位件和所述运动限位件均设置在所述转轴的上侧或下侧。
6.根据权利要求5所述的扭簧转动机构，其特征在于，所述转轴外围套设有扭簧安装圆柱；所述扭簧套设安装在所述扭簧安装圆柱外围。
7.一种安防云台，包括主支架、安装在所述主支架上并可正向或反向转动的从动轴、以及固定安装在所述从动轴上的摄像机组件；其特征在于，所述从动轴的外围套设有扭簧，所述扭簧包括分开设置的第一端和第二端；
所述主支架上固定设有同时限位所述扭簧的第一端和第二端的固定限位件；
所述从动轴上固定设有运动限位件，所述运动限位件在所述从动轴正向转动时压制所述扭簧的第一端、而所述固定限位件限位所述扭簧的第二端来配合压缩所述扭簧，并且所述运动限位件在所述从动轴反向转动时压制所述扭簧的第二端、而所述固定限位件限位所述扭簧的第一端来配合压缩所述扭簧。
8.根据权利要求7所述的安防云台，其特征在于，所述主支架的上部设有安装所述摄像机组件的“U”形安装位，并且所述从动轴一段伸出所述主支架形成伸出段；
所述扭簧安装在所述从动轴的伸出段上，所述固定限位件和运动限位件的位置与所述扭簧相对应。
9.根据权利要求8所述的安防云台，其特征在于，所述固定限位件为开口的圆形套筒固定限位块，所述套筒固定限位块的开口的两侧边缘与所述扭簧的第一端和第二端的位置相对应；所述运动限位件为与所述套筒固定限位块相嵌套的开口的圆形套筒运动限位块，所述套筒运动限位块的开口的两侧边缘与所述扭簧的第一端和第二端的位置相对应。
10.根据权利要求7-9中任一项所述的安防云台，其特征在于，所述扭簧为左旋扭簧或右旋扭簧；所述固定限位件和所述运动限位件均设置在所述转轴的上侧或下侧。
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