CN101666898A - 多方位旋转平台 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种多方位旋转平台，其包括基座、安装于所述基座上并可相对基座沿第一轴线旋转的第一平台，及安装于所述第一平台并可相对第一平台沿第二轴线旋转的第二平台，至少一用于数据传输的柔性传输装置连接于基座与第一平台之间或第一平台与第二平台之间。在第一平台或第二平台旋转时，所述柔性传输装置将绕第一轴线或第二轴线产生弯曲变形，因而其产生的阻力较小，使用寿命长。

Description

多方位旋转平台
技术领域
本发明涉及一种多方位旋转平台。
背景技术
多方位摄像系统由于可通过控制多方位旋转平台以使得镜头可摄取任一方向的景象，因而其应用越来越广泛，例如，可以被用于监视和/或者警报系统，以及用于机器人视觉等。
传统的多方位镜头系统，通常采用刚性的导线进行数据/电力传输，在转动平台的过程中，需要不断地扭转导线。然而，在扭转导线的过程中，导线本身将产生较大的阻力，这样，驱动镜头系统运动的驱动力不得不克服较大的阻力；而且，随着使用时间的延长，进行数据/电力传输的导线容易被扭断，从而影响数据/电力传输。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种多方位旋转平台，其包括基座、安装于所述基座上并可相对基座沿第一轴线旋转的第一平台、安装于所述第一平台并可相对第一平台沿第二轴线旋转的第二平台，及用于数据和/或电力传输的柔性传输装置连接于基座与第一平台之间或第一平台与第二平台之间，在所述第一平台或第二平台转动时，所述传输装置可绕所述第一轴线或第二轴线弯曲。
优选地，所述第一平台通过一旋转轴可旋转地安装至所述基座，所述传输装置缠绕于所述旋转轴上。
优选地，所述传输装置为柔性印刷线路板或柔性导线。
优选地，所述第一平台设有一收容空腔，所述第二平台包括镜头安装座及装设于所述安装座上的镜头，所述安装座可旋转地安装于所述第一平台的收容空腔内。
本发明所举实施例具有的有益效果是：在第一平台与/或第二平台旋转时，传输装置将绕第一轴线与/或第二轴线产生弯曲变形，因而其产生的阻力较小，且使用寿命长。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其他有益效果显而易见。
附图中，
图1A-1C所示为根据本发明一实施例的多方位旋转平台，图中仅显示连接于基座与第一平台之间的柔性印刷线路板；
图2A-2C所示为根据本发明一实施例的多方位旋转平台，图中仅显示连接于第一平台与第二平台之间的柔性印刷线路板；；
图3A-3D所示为应用本发明一实施例的多方位旋转平台的多方位镜头系统；
图4A-4B所示为应用本发明一实施例的多方位旋转平台的另一多方位镜头系统；
图5A-5B所示为应用本发明一实施例的多方位旋转平台的又一多方位镜头系统；
图6所示为应用本发明一实施例的多方位旋转平台的再一多方位镜头系统。
具体实施方式
请参阅图1A-1C，根据本发明一实施例的多方位旋转平台包括基座34、第一平台30、及第二平台40。
所述第一平台30大致为L形，其包括基板32及固定于基板32一侧的支撑板33。所述基板32被固定到空心转轴31上，该转轴31可旋转地安装于基座34上，从而使得第一平台30可相对基座34沿该转轴31的轴线Z旋转。所述第二平台40安装至第一平台30的支撑板33上并可随第一平台30沿轴线Z旋转，第二平台40可相对第一平台30沿轴线X旋转。
一柔性印刷线路板(flexible printed circuit board，FPC)10连接于基座34与第一平台30之间用于数据和/或电力传输，其包括固定于基座34上的一端12，用于与外接设备和/或电源相连，及另一端14。所述另一端14穿过转轴31固定至位于第一平台30上的某个零件(图未示)，所述另一端14相对第一平台30固定。当第一平台30相对基座34沿轴线Z旋转时，所述柔性印刷线路板10位于两端之间的部分可缠绕于转轴31上(如图1C所示)或从转轴31上松开(如图1B所示)。
图2A-2B所示为连接于第一平台30与第二平台40间的另一柔性印刷线路板10’、10”，用于传递图像和/或数据。所述柔性印刷线路板10’、10”的一端12’固定于第一平台30上，另一端14’固定于第二平台40上，当第二平台40相对第一平台30旋转时，所述柔性印刷线路板10’、10”的靠近端部14’的部分可绕第二轴线Y旋转。图2A中所示的柔性印刷线路板10’的位于两端之间的部分弯曲成C形，图2B中所示的柔性印刷线路板10’的位于两端之间的部分弯曲成S形。
图2C所示的连接于第一平台30与第二平台40间的柔性印刷线路板10’”缠绕于第二平台40的转轴41上。
可选地，上述实施例中的柔性印刷线路板还可为其他类型的柔性传输装置，如柔性导线等。
本发明所举实施例的多方位旋转平台，在第一平台30与/或第二平台40旋转时，传输装置将绕轴线Z与/或轴线Y产生弯曲，因而其产生的阻力较小，且使用寿命长。
图3A-3D所示为使用本发明旋转平台的一种多方位摄像系统20，该系统包括基座34、第一平台30、第二平台40，及安装于第二平台40上的具有通过虚线X表示的光轴的镜头22。
所述基座34为一端封闭的圆筒形，其圆柱状侧壁35的中心与第一轴线Z共线。至少一压电马达50固定安装于所述第一平台30上，即该压电马达50不会相对第一平台30旋转。
可选地，压电马达50为美国专利第5,453,653号中描述的一种马达，其公开内容在此并入作为参考。该马达包括长方形的陶瓷压电振动器51，该陶瓷压电振动器51具有前、后表面53、一对较长的侧面54和较短的顶面55、底面56。摩擦耦合头57位于振动器51的顶面55上。
可选地，四个象限电极58在前表面53上对称设置，单个大电极位于后表面53上，一弹性装置(图未示)顶推所述压电马达50使得所述压电马达50的摩擦耦合头57紧贴基座侧壁35的内表面。当对象限电极58通电后，压电马达50的振动器51将产生振动，从而使得摩擦耦合头57与基座34侧壁35的内表面产生侧向摩擦力；在此摩擦力的作用下，第一平台30连同第二平台40选择性地沿顺时针方向或逆时针方向绕轴线Z旋转。
镜头20安装于镜头安装板43的外表面42上，所述镜头安装板43安装于支撑板33的圆形收容空腔44内，所述安装板43可绕轴线Y在圆形收容空腔44内自由旋转，安装板43的内表面47开设有收容槽46。具有摩擦耦合头61的压电马达60(工作原理类似于压电马达50)，收容于安装板43的收容槽46内。弹性元件48可对马达60施加推力，以使得摩擦耦合头61紧贴收容空腔44的内表面49。
工作时，压电马达60通电后产生振动，摩擦耦合头61与支撑板33的收容空腔44的内表面49间的摩擦力驱动压电马达60连同镜头安装板43及镜头20选择性地沿顺时针方向或逆时针方向绕轴线Y旋转。可选地，第二轴线Y垂直于第一轴线Z。
在本实施例中，连接于基座34与第一平台30之间的柔性印刷线路板10可用于为压电马达50提供驱动电压及传输其他信号；连接于第一平台30与第二平台40之间的柔性印刷线路板10’、10”、10’”可用于为压电马达60提供驱动电压并连同柔性印刷线路板10将镜头22产生的图像信号传递至外接设备。通过控制压电马达50，可使镜头20围绕轴线Z旋转适当的角度；通过控制压电马达60，可使镜头20绕轴线Y旋转适当的角度，从而使得镜头20可沿着4π球面度立体角的方向中的任何方向定位镜头20的光轴X。
图4A和4B所示为依据本发明另一实施例的多方位镜头系统80，其包括第一平台82及第二平台81。第二平台81与前述的多方位镜头系统20中的第二平台40基本相同。第一平台82与旋转轴84相固定，所述旋转轴84可旋转地安装于基座86的插孔85中。然而，与多方位镜头系统20中的基座34不同之处在于：在多方位镜头系统80中，压电马达50安装于基座86上，一弹性装置(图未示)顶推所述压电马达50以使得压电马达的摩擦耦合头57紧贴旋转轴84的外表面。工作时，压电马达50通电后产生振动，摩擦耦合头57与旋转轴84的外表面间的摩擦力驱动所述旋转轴84连同第一平台82及第二平台81选择性地沿顺时针方向或逆时针方向绕轴线Z旋转。
图5A和5B所示为依据本发明再一实施例的多方位镜头系统90，其包括第一平台91及第二平台100，第一平台91的驱动方式与多方位镜头系统20中的第一平台30的驱动方式相同。
支撑板93上开设有平行轴线Z的槽108，槽108的远离基座34的一端连接一插孔106。压电马达60收容于所述槽108中。第二平台100包括镜头安装板102，及安装于所述镜头安装板102上的镜头22。该镜头安装板102具有可转动地安装于支撑板93的插孔106中且具有轴线Y的旋转轴104。设置于压电马达60下端的弹簧使得马达60的摩擦耦合头61紧贴轴104的外表面。工作时，压电马达60通电产生振动，摩擦耦合头61与旋转轴104外表面间的摩擦力驱动所述旋转轴104连同所述镜头安装板102及镜头22选择性地沿顺时针方向或逆时针方向绕轴线Y旋转。
图6所示为依据本发明又一实施例的多方位镜头系统110，其包括基座34、第一平台91及第二平台100。所述基座34具有一圆盘形底板，所述第一平台91与基座34旋转连接，所述第一平台91具有一支撑座70，所述支撑座70开设有收容槽72，一压电马达50安装于所述第一平台91的收容槽72内，一弹性装置74顶推所述压电马达50的一端以使得所述压电马达50的摩擦耦合头57沿与所述轴线Z平行的方向紧贴所述圆盘形底板。工作时，所述压电马达50通电产生振动，所述摩擦耦合头57与圆盘形底板间的摩擦力驱动所述第一平台91及第二平台100选择性地沿顺时针方向或逆时针方向绕轴线Z旋转。所述第二平台100的工作原理与前述实施例相似，在此不再赘述。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1、一种多方位旋转平台，包括基座、安装于所述基座上并可相对基座沿第一轴线旋转的第一平台，及安装于所述第一平台并可相对第一平台沿第二轴线旋转的第二平台，其特征在于：所述平台还包括用于数据和/或电力传输的可弯曲的柔性传输装置连接于基座与第一平台之间或第一平台与第二平台之间，在所述第一平台或第二平台转动时，所述传输装置可绕所述第一轴线或第二轴线产生弯曲变形。
2、如权利要求1所述的多方位旋转平台，其特征在于：所述第一平台通过一旋转轴可旋转地安装至所述基座，当第一平台相对基座绕第一轴线沿一方向旋转时，所述传输装置可缠绕于所述旋转轴上，当第一平台相对基座绕第一轴线沿另一相反方向旋转时，所述传输装置的缠绕部分可从旋转轴上松开。
3、如权利要求2所述的多方位旋转平台，其特征在于：所述第一平台与所述旋转轴固定，所述旋转轴可旋转地安装至所述基座，至少一压电马达安装于所述基座上，一弹性装置顶推所述压电马达以使得所述压电马达的摩擦耦合头紧贴所述旋转轴，当所述压电马达工作时，所述摩擦耦合头与旋转轴之间的摩擦力将驱动所述旋转轴连同所述第一平台及第二平台绕所述第一轴线旋转。
4、如权利要求2所述的多方位旋转平台，其特征在于：所述基座具有一圆柱形侧壁，所述圆柱形侧壁的中心轴平行所述第一轴线，至少一压电马达安装于所述第一平台上，一弹性装置顶推所述压电马达以使得所述压电马达的摩擦耦合头紧贴所述基座的侧壁，当所述压电马达工作时，所述摩擦耦合头与所述基座侧壁间的摩擦力将驱动所述第一平台及第二平台绕所述第一轴线旋转。
5、如权利要求2所述的多方位旋转平台，其特征在于：所述基座具有一圆盘形底板，至少一压电马达安装于所述第一平台上，一弹性装置顶推所述压电马达以使得所述压电马达的摩擦耦合头沿与所述第一轴线平行的方向紧贴所述圆盘形底板，当所述压电马达工作时，所述摩擦耦合头与圆盘形底板间的摩擦力将驱动所述第一平台及第二平台绕所述第一轴线旋转。
6、如权利要求1所述的多方位旋转平台，其特征在于：所述传输装置连接于第一平台与第二平台之间。
7、如权利要求6所述的多方位旋转平台，其特征在于：所述第一平台设有一收容空腔，所述第二平台的一部分可旋转地安装于所述收容空腔内，所述第二平台的该部分开设有滑槽，一压电马达收容于所述滑槽内，一弹性装置顶推所述压电马达使得所述压电马达的摩擦耦合头紧贴所述收容空腔的内壁，当所述压电马达工作时，所述摩擦耦合头与所述收容空腔的内壁间的摩擦力将驱动所述第二平台绕所述第二轴线旋转。
8、如权利要求7所述的多方位旋转平台，其特征在于：所述第二平台包括镜头安装座及装设于所述安装座上的镜头，所述安装座可旋转地安装于所述第一平台的收容空腔内。
9、如权利要求6所述的多方位旋转平台，其特征在于：所述第一平台开设有一滑槽及与所述滑槽一端连接的插孔，所述第二平台包括一旋转轴，所述旋转轴可旋转地插入至所述插孔内，一压电马达收容于所述滑槽内，一弹性装置顶推所述压电马达使得所述压电马达的摩擦耦合头紧贴所述第二平台的旋转轴的外表面，当所述压电马达工作时，所述摩擦耦合头与所述第二平台的旋转轴的外表面间的摩擦力将驱动所述第二平台的旋转轴连同所述第二平台绕所述第二轴线旋转。
10、如权利要求9所述的多方位旋转平台，其特征在于：所述第二平台包括镜头安装座及装设于所述安装座上的镜头，所述第二平台的旋转轴与所述安装座相固定。
11、如权利要求1至10任一项所述的多方位旋转平台，其特征在于：所述传输装置为柔性印刷线路板或柔性导线。
12、如权利要求1至10任一项所述的多方位旋转平台，其特征在于：所述第一平台可相对基座旋转360度，所述第二平台可相对所述第一平台旋转360度，所述第一轴线与第二轴线垂直。
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