CN101982695B - 水下二维测扫云台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二维测扫云台。它包括一个方位装置和一个俯仰装置。该方位装置的动力源轴线方向与该俯仰装置的动力源轴线方向相互平行，该方位装置的输出传动轴套与该俯仰装置的传动轴同轴。该传动轴套与一个方位支架固定连接，该传动轴联动一根声纳装置的俯仰轴。该方位装置的动力源及检测装置和该俯仰装置的动力源及检测装置均密封在同一个不锈钢圆桶内。本发明的二维云台能够实现在水下2米及扫测船航速8节以下状况下正常工作。

Description

水下二维测扫云台

技术领域

本发明涉及一种二维测扫云台，特别涉及一种能够在水下2米、扫测船航速8节以下情况下进行二维自由度的水下二维测扫云台，保证在水下旋转运动过程中，装置不会漏水。

背景技术

目前实现二维云台很多，有手动调整的，其主要是应用于摄像机拍照时的角度调整，基本没有防水要求；也有自动控制的，大多是应用于图像监控系统以及一些激光扫描测量系统中，其主要是为了防雨水等一般的防水要求。多维云台的防水密封性本身是一个难题，同时又要求能够使用于水下2米，且可抗8节航速二维精密云台更加少之又少。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中的不足，提供一种在水下且能安装在船上，能抗8节左右航速同时具有良好密封性的水下二维测扫云台。

为达到上述发明目的，本发明的构思是：

本发明水下二维测扫云台包括一由齿轮传动实现水平面上的-90度到90度的方位装置，还包括一由锥齿轮传动与链传动相结合实现与水平面垂直方向上的-70度到10度的俯仰装置。该方位装置的动力源轴线方向与该俯仰装置的动力源轴线方向相互平行，且该方位装置的输出传动轴套与该俯仰装置的传动轴同轴。

该方位装置由一伺服电机、减速器、小齿轮、大齿轮、传动轴套组成，能够实现在水平面上-90～+90度旋转。 

该方位装置的小齿轮齿数为18，该方位装置的大齿轮齿数为72。

该方位装置的伺服电机、减速器、小齿轮、大齿轮、检测装置固结在一个密封不锈钢圆桶内。

该俯仰装置由一伺服电机、减速器、传动轴、小锥齿轮、大锥齿轮、链轮装置组成，能够实现与水平面的夹角范围-70度～+10度运动。

该俯仰装置的小锥齿轮齿数为17，该俯仰装置的大锥齿轮齿数为34。

该俯仰装置的小链轮齿数为10，该俯仰装置的大链轮齿数为20。

该俯仰装置的伺服电机、减速器、检测装置固结在一个密封不锈钢圆桶内。

该方位装置转动时会带动该俯仰装置的链轮部件绕小锥齿轮转动。

当方位装置转动时，为保证俯仰角不变，俯仰装置也必须转动，且方位装置的转动方向与俯仰装置转动方向相同，同时，方位装置转速与俯仰装置转速之比为大齿轮齿数与小齿轮齿数之比。

上述所述的两个密封不锈圆钢桶为同一个物体。

该方位装置的传动套和该俯仰装置的传动轴通过不锈钢圆桶底面，且分别在传动轴套和传动轴上设置有O型密封圈。

上述所述的传动套上设置有三道O型密封圈，上述所述的传动轴上设置有两道O型密封圈。

该不锈钢圆桶的上盖和底盖均采用O型密封圈结构形式密封。

该密封不锈钢圆桶侧壁上设有密封接头，该接头可实现电源线和信号线的固定与密封。当云台在运动时，电源和信号线固定不动，确保密封的安全性和可靠性。

在密封接头的圆柱形夹紧爪与线缆固定部分增加了一抱箍装置。防止线的摆动对密封结构的影响。

该方位装置的检测装置由两个光电传感器和一个发信环组成，且该光电传感器固结在密封不锈钢圆桶上，该发信环固结在大齿轮上。通过信号编码实现方向信号、左右限位信号及原点信号的检测，即可检测-90度、0度、90度三个方位位置信号及每一时刻云台处于原点的左边还是右边，实现任意位置的快速找原点。

该俯仰装置的检测装置由两个光电传感器和一个发信环组成，且该光电传感器固结在密封不锈钢圆桶上，该发信环固结在传动轴上。通过信号编码实现方向信号、左右限位信号及原点信号的检测，即可检测-70度、0度、10度三个俯仰位置信号及每一时刻云台处于原点的上方还是下方，实现任意位置的快速找原点。

本发明中，上述条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明各较佳实例。

根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案：

一种水下二维测扫云台，包括一个方位装置和一个俯仰装置，其特征在于：

    1）、所述方位装置是：一个伺服电机经一个减速器一个小齿轮，该小齿轮与一个大齿轮啮合，该大齿轮与一根传动轴套固定连接，传动轴套与一个方位支架固定连接；

    2）、所述俯仰装置是：一个伺服电机经一个减速器一根传动轴，该传动轴经一个锥齿轮传动装置和一个链轮传动装置联动一根安装在所述方位支架上的固定连接声纳装置的俯仰轴；

    3）、所述方位装置中的伺服电机、减速器、小齿轮、大齿轮及方位装置的检测装置，以及所述俯仰装置中的伺服电机、减速器及俯仰装置的检测装置，均固定安装在一个密封不锈钢圆桶内。

所述方位装置的动力源中心线与所述俯仰装置的中心线相互平行，所述传动轴穿过所述传动轴套。

所述传动轴的上下端与传动轴套之间装有O型密封圈。 

所述传动轴经锥齿轮传动装置和链轮传动装置联动俯仰轴的结构是：所述传动轴下端伸入方位架内而固定连接一个小锥齿轮，该小锥齿轮与一个大锥齿轮啮合，该大齿轮通过一要轴同轴固定安装一个小链轮，该小链轮通过链带联动一个大链轮，该大链轮固定安装在所述声纳装置的俯仰轴的一端，该链带的中间位置处装有一个张紧轮。

所述密封不锈钢圆桶是一个圆筒通过螺钉固定连接上盖和下底，下底通过螺钉固定连接于一个连接板上，该连接板固定连接在船体的收放装置上。。

所述密封不锈钢圆桶的圆筒与上盖和下底之间连接处装有O型密封圈。

所述方位装置的检测装置为二个光电传感器和一个发信环，二个光电传感器固定连接在密封不锈钢圆桶上，该发信环固定在所述大齿轮上。

所述俯仰装置的检测装置由两个光电传感器和一个发信环组成，两个光电传感器固定安装在密封的不锈钢圆桶上，该发信环固定在所述传动轴上。

所述的密封不锈钢圆桶侧壁上设有密封接头，对电源线和信号线实现固定与密封；在所述密封接头处设有圆柱形夹紧爪和抱箍装置，对外接的电源线和信号线箍紧，防止水流冲击摆动而影响密封结构。

本发明的积极进步效果在于：解决了二维测扫云台能够在水下作业而且能抗8节航速，实现精密运动。

附图说明

图1为本发明中的水下二维测扫云台的主视图。

图2为图1中水下二维测扫云台的左视图。

具体实施方式

下面结合附图给出本发明优选实施例，以详细说明本发明的技术方案。

如图1所示，本水下二维测扫云台由方位装置1和俯仰装置2和密封不锈钢圆桶3组成，该方位装置1的动力源轴线方向与俯仰装置2的中心轴线方向相互平行，该方位装置1的动力源和该俯仰装置2的动力源均固结在所述密封不锈钢圆桶3内。

结合图1和图2所示，该方位装置1的动力源由伺服电机11和减速器12组成，该动力源通过电机连接板5固结在密封不锈钢圆桶3的底盖30上。在减速器12 的输出轴上用键和螺钉固结一小圆柱直齿轮13，其通过外啮合方式与大齿轮14连接，在大齿轮14的腹板上用螺钉固定输出传动轴套15，且该输出传动轴套15穿过大齿轮14的中心孔，并与方位支架8固结。

结合图1和图2所示，该俯仰装置2的动力源同样由伺服电机21和减速器22组成，该动力源通过电机连接板5固结在密封不锈钢圆桶3的底盖上。在减速器22的输出轴上用键固结一传动轴23，该传动轴23同时也应穿过输出传动轴套15的中心孔，该传动轴23靠近两端部位分别设置了两个O型密封圈4来保证运动中密封。在该传动轴23的输出端用键和螺钉固结一小锥齿轮24，其通过外啮合方式与大锥齿轮25连接。大锥齿轮25与小链轮27分别通过一个轴26固定在方位支架8上。小链轮27通过链条形式与大链轮28相连，在俯仰轴10的一端固结大链轮28，另外一端固结在方位支架8上。此俯仰轴与声纳装置9通过螺钉固结。为保证链轮传动稳定性，在链条上设置了一张紧轮29，该张紧轮29固结在方位支架8上。

该密封不锈钢圆桶3通过连接板7固结在船体的收放装置（图中双点划线所示）上。在该密封不锈钢圆桶3的上盖和底盖均设置了O型密封圈4，且在该密封不锈钢圆桶3的侧壁上固结有密封接头6，用于固定线缆。为了防止船体在运动中线缆的摆动对密封接头密封性能的影响，在靠近密封不锈钢圆桶3外的密封接头6的夹紧爪部位设置一抱箍（图中未示），用于夹紧线缆。

在本较佳实施实例中，方位装置1中的减速器12的减速比为32，小圆柱直齿轮13齿数为18，大圆柱直齿轮14齿数为72。俯仰装置2中的减速器22的减速比为32，小锥齿轮24齿数为17，大锥齿轮25齿数为34，小链轮齿数为10，大链轮齿数为20。因此整个系统中方位装置1和俯仰装置2的总传动比相同。

该方位装置1和该俯仰装置2的检测装置也均密封在密封不锈钢圆桶3内，其中该方位装置1的光电传感器16固结在密封不锈钢圆桶3内，该方位装置1的发信环17与大圆柱直齿轮14固结。该俯仰装置2的光电传感器200固结在密封不锈钢圆桶3内，该俯仰装置2的发信环201与传动轴23固结。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种水下二维测扫云台，包括一个方位装置（1）和一个俯仰装置（2），其特征在于：

    a.所述方位装置（1）是：一个伺服电机（11）经一个减速器（12）联接一个小齿轮（13），该小齿轮（13）与一个大齿轮（14）啮合，该大齿轮（14）与一根传动轴套（15）固定连接，传动轴套（15）与一个方位支架（8）固定连接；

    b.所述俯仰装置（2）是：一个伺服电机（21）经一个减速器（22）联接一根传动轴（23），该传动轴（23）经一个锥齿轮传动装置和一个链轮传动装置联动一根安装在所述方位支架（8）上的固定连接声纳装置（9）的俯仰轴（10）；

    c.所述方位装置（1）中的伺服电机（11）、减速器（12）、小齿轮（13）、大齿轮（14）及方位装置（1）的检测装置，以及所述俯仰装置（2）中的伺服电机（21）、减速器（22）及俯仰装置（2）的检测装置，均固定安装在一个密封不锈钢圆桶（3）内。

2.根据权利要求1所述水下二维测扫云台，其特征在于所述方位装置（1）的动力源中心线与所述俯仰装置（2）的中心线相互平行，所述方位装置（1）的动力源由所述伺服电机（11）和减速器（12）组成，所述传动轴（23）穿过所述传动轴套（15）。

3.根据权利要求2所述的水下二维测扫云台，其特征在于所述传动轴（23）的上下端与传动轴套（15）之间装有O型密封圈（4）。

4.根据权利要求1所述的水下二维测扫云台，其特征在于所述传动轴（23）经锥齿轮传动装置和链轮传动装置联动俯仰轴（10）的结构是：所述传动轴（23）下端伸入方位支架（8）内而固定连接一个小锥齿轮（24），该小锥齿轮（24）与一个大锥齿轮（25）啮合，该大锥齿轮（25）通过一轴（26）同轴固定安装一个小链轮（27），该小链轮（27）通过链带联动一个大链轮（28），该大链轮（28）固定安装在所述声纳装置的俯仰轴（10）的一端，该链带的中间位置处装有一个张紧轮（29）。

5.根据权利要求1所述的水下二维测扫云台，其特征在于所述密封不锈钢圆桶（3）是一个圆筒通过螺钉固定连接上盖（31）和下底（30），下底（30）通过螺钉固定连接于一个连接板（7）上，该连接板（7）固定连接在船体的收放装置上。

6.根据权利要求5所述的水下二维测扫云台，其特征在于所述密封不锈钢圆桶（3）的圆筒与上盖（31）和下底（30）之间连接处装有O型密封圈（4）。

7.根据权利要求1所述的水下二维测扫云台，其特征在于所述方位装置（1）的检测装置为二个光电传感器（16）和一个发信环（17），二个光电传感器（16）固定连接在密封不锈钢圆桶（3）上，该发信环（17）固定在所述大齿轮（14）上。

8.根据权利要求1所述的水下二维测扫云台，其特征在于所述俯仰装置（2）的检测装置由两个光电传感器（200）和一个发信环（201）组成，两个光电传感器（200）固定安装在密封的不锈钢圆桶（3）上，该发信环（201）固定在所述传动轴（23）上。

9.根据权利要求1所述的水下二维测扫云台，其特征在于所述的密封不锈钢圆桶（3）侧壁上设有密封接头（6），对电源线和信号线实现固定与密封；在所述密封接头（6）处设有圆柱形夹紧爪和抱箍装置，对外接的电源线和信号线箍紧，防止水浪冲击摆动而影响密封性能。

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