CN103174920A - 一种应用于视频监控系统的云台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种应用于视频监控系统的云台，包括底座、轴架、摄像机支架、水平传动结构、垂直传动结构、电机，其特征在于，所述电机为单台且同轴的一端输出轴与所述水平传动结构固定连接，另一端输出轴与所述垂直传动结构固定连接。本发明的有益效果是：本发明的技术方案采用了单台电机同时控制云台水平传动和垂直传动的结构，实现了云台的水平扫描与垂直扫描交替停歇进行。与现有技术相比，本发明节省了单台电机及其驱动设备，大大降低了成本；同时，由于实现了水平扫描与垂直扫描交替停歇进行，可以进行全方位扫描。采用本发明可以满足用户对成本以及工作效果的需求。

Description

一种应用于视频监控系统的云台

技术领域

本发明属于云台结构领域，尤其涉及一种应用于视频监控系统的云台。 

背景技术

云台是安装、固定摄像机的支撑设备，它分为固定和电动云台两种。电动云台适用于对较大范围进行扫描监视，它可以扩大摄像机的监视范围。云台根据其回转的特点可分为只能左右旋转的水平旋转云台和既能左右旋转又能上下旋转的全方位云台。通常情况下，全方位云台内部有两台电机，分别负责云台的上下和左右两个方向的转动。 

公开号为101907217A，发明名称为“一种高精度定位平台”以及公开号为101398120A，发明名称为“内嵌式云台”的专利都公开了利用两台电机分别对云台进行控制的技术。 

尽管现有技术中利用两台电机和两套电机控制电路能实现对云台扫描比较精准的控制，但是其使用成本较高、传动结构复杂，且过多的功能占据了较多的系统资源和空间。对于某些不需要对云台扫描实现精准控制的用户来说，使用上述云台则会造成资源浪费。当前迫切需要一种制造成本较低且能进行全方位扫描的应用于视频监控系统的云台，以满足上述用户的需求。 

发明内容

本发明的目的是提供一种制造成本较低且能进行全方位扫描的应用于视频监控系统的云台，以满足某些用户的需求。 

为了完成本发明目的，本发明提供了一种应用于视频监控系统的云台，包括底座、轴架、摄像机支架、水平传动结构、垂直传动结构、电机，其特征在于，所述电机为单台且同轴的一端输出轴与所述水平传动结构固定连接，另一端输出轴与所述垂直传动结构固定连接。 

进一步地，所述水平传动结构，包括主动转盘、槽轮；所述主动转盘上轴端中心孔与所述电机的一端输出轴固定连接；所述主动转盘下侧的轴头与固定在轴架上的轴套滑动连接；所述主动转盘与所述槽轮构成传动机构；所述槽轮 下侧的槽轮轴穿过所述轴架与所述底座固定连接，所述槽轮轴的穿过部位与固定在轴架上的轴套滑动连接。 

进一步地，所述主动转盘中心部位设有向所述主动转盘圆周凹面部位延伸的转臂，所述转臂的外侧设有滚销；所述主动转盘带有锁止凸圆弧，所述槽轮带有锁止凹圆弧；所述主动转盘带有的锁止凸圆弧面与所述槽轮带有的锁止凹圆弧面互相吻合；所述主动转盘与所述槽轮构成单销四槽外槽轮传动机构。 

进一步地，所述垂直传动结构，包括圆锥齿轮、主动齿轮、从动齿轮、凸轮；所述电机一端的输出轴固定有一个圆锥齿轮，所述圆锥齿轮与固定在主动齿轮安装轴上的圆锥齿轮相啮合；所述主动齿轮安装轴与固定在轴架上的轴套滑动相连；所述主动齿轮与所述从动齿轮构成不完全齿轮传动机构;所述从动齿轮与凸轮同轴连接，构成整体;所述摄像机支架与支架轴一端固定连接，所述支架轴与固定于轴架上的轴套滑动连接；所述支架轴设有与其构成整体的凸轮杆，所述凸轮杆的一端设有滚销；所述滚销与所述凸轮的凹槽滚动连接。 

进一步地，所述主动齿轮带有锁止凸圆弧；所述从动齿轮上带有锁止凹圆弧；所述主动齿轮带有的锁止凸圆弧面与所述所述从动齿轮上带有锁止凹圆弧面互相吻合；所述凸轮为方形、环状、四边对称且带有过渡圆角。 

进一步地，所述凸轮由四段凹圆弧通过过渡圆角平滑连接成框式结构；框式结构里面设有对称的凸轮槽；所述凸轮设有十字连接筋，所述十字连接筋中心与所述从动齿轮固定连接。 

进一步地，电机固定架与所述轴架为一体结构，所述电机固定于电机固定架。 

本发明的有益效果是：本发明的技术方案采用了单台电机同时控制云台水平传动和垂直传动的结构，实现了云台的水平扫描与垂直扫描交替停歇进行。与现有技术相比，本发明节省了单台电机及其驱动设备，大大降低了成本；同时，由于实现了水平扫描与垂直扫描交替停歇进行，可以进行全方位扫描。采用本发明可以满足用户对成本以及工作效果的需求。 

附图说明

图1为本发明一种自动扫描云台结构示意图（a）； 

图2为本发明一种自动扫描云台结构示意图（b）； 

图3为本发明水平传动结构的原理示意图； 

图4为本发明垂直传动结构的原理示意图； 

图5为本发明凸轮杆示意图； 

图6为本发明云台水平传动被锁定时的示意图； 

图7为本发明云台垂直传动被锁定时的示意图； 

图8为本发明主动转盘与槽轮相对转动过程示意图； 

图9为本发明主动齿轮与从动齿轮相对转动过程示意图。 

图中，1.底座，2.轴套，3.槽轮，4.主动转盘，5.电机一端输出轴，6.电机，7.电机固定架，8.螺钉，9.主动齿轮，10.从动齿轮，11.凸轮，12.凸轮杆，13摄像机支架,14.摄像机，15.支架轴，16.主动齿轮安装轴，17.电机输出轴一端固定的圆锥齿轮，18.轴架，19.转臂设有的滚销，20转臂，21，槽轮上设有的锁止凹圆弧，22，主动转盘上设有的锁止凸圆弧，23，主动齿轮设有的锁止凸圆弧，24，从动齿轮设有的锁止凹圆弧。 

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。。 

本发明提供了一种应用于视频监控系统的云台，包括底座、轴架、摄像机支架、水平传动结构、垂直传动结构、电机，电机为单台且同轴的一端输出轴与所述水平传动结构固定连接，另一端输出轴与所述垂直传动结构固定连接。水平传动结构，包括主动转盘、槽轮；所述主动转盘上轴端中心孔与所述电机的一端输出轴固定连接；主动转盘下侧的轴头与固定在轴架上的轴套滑动连接；主动转盘与槽轮构成传动机构；槽轮下侧的槽轮轴穿过轴架与底座固定连接，槽轮轴的穿过部位与固定在轴架上的轴套滑动连接。主动转盘中心部位设有向主动转盘圆周凹面部位延伸的转臂，转臂的外侧设有滚销；主动转盘带有锁止凸圆弧，槽轮带有锁止凹圆弧；主动转盘带有的锁止凸圆弧面与槽轮带有的锁止凹圆弧面互相吻合；主动转盘与槽轮构成单销四槽外槽轮传动机构。垂直传动结构，包括圆锥齿轮、主动齿轮、从动齿轮、凸轮；电机一端的输出轴固定有一个圆锥齿轮，圆锥齿轮与固定在主动齿轮安装轴上的圆锥齿轮相啮合；主动齿轮安装轴与固定在轴架上的轴套滑动相连；主动齿轮与从动齿轮构成不完全齿轮传动机构;从动齿轮与凸轮同轴连接，构成整体;摄像机支架与支架轴一端固定连接，支架轴与固定于轴架上的轴套滑动连接；支架轴设有与其构成整 体的凸轮杆，凸轮杆的一端设有滚销；滚销与所述凸轮的凹槽滚动连接。主动齿轮带有锁止凸圆弧；从动齿轮上带有锁止凹圆弧；主动齿轮带有的锁止凸圆弧面与从动齿轮上带有锁止凹圆弧面互相吻合；凸轮为方形、环状、四边对称且带有过渡圆角。凸轮由四段凹圆弧通过过渡圆角平滑连接成框式结构；框式结构里面设有对称的凸轮槽；凸轮设有十字连接筋，十字连接筋中心与从动齿轮固定连接。电机固定架与所述轴架为一体结构，所述电机固定于电机固定架。 

以下结合附图对本发明实施例进行进一步详细说明。 

如图1和图2中所示，本发明一种应用于视频监控的云台,包括水平传动结构、垂直传动结构、底座1、摄像机支架13、轴架18；电机6的两端都带有电机轴，电机6两端带有的电机轴为同轴结构；电机6竖直放置并固定于轴架18上，电机一端输出轴5与水平传动结构固定相连接，电机的另一端输出轴与垂直传动结构固定相连接。 

本发明的技术方案采用了单台电机同时控制云台水平传动和垂直传动的结构。与现有技术相比，本发明节省了单台电机及其驱动设备，大大降低了成本，可以满足部分用户对成本的需求。 

上面的水平传动结构，包括主动转盘4、槽轮3；主动转盘4的上轴端中心孔与电机6电机一端输出轴5固定连接，主动转盘4下侧的轴头与固定在轴架18上的轴套2滑动连接；主动转盘4与槽轮3为传动机构；槽轮3下侧的槽轮轴穿过轴架18与底座1固定连接，槽轮轴3的穿过部位与固定在轴架18上的轴套滑动连接。 

本发明水平转动结构利用电机带动转盘，转盘传动槽轮，槽轮与轴架固定并带动轴架转动。 

垂直传动结构，包括圆锥齿轮、主动齿轮9、从动齿轮10、凸轮11；电机输出轴一端固定的圆锥齿轮17，所述电机输出轴一端固定的圆锥齿轮17与固定在主动齿轮安装轴16上的圆锥齿轮相啮合；主动齿轮安装轴16与固定在轴架上的轴套滑动相连；主动齿轮9与所述从动齿轮10构成不完全齿轮传动机构;从动齿轮10与凸轮11同轴连接，构成整体;摄像机支架13与支架轴15一端固定连接，支架轴15与固定于轴架上的轴套滑动连接；支架轴15设有与其构成整体的凸轮杆12，凸轮杆的一端设有滚销；滚销与所述凸轮12的凹槽滚动连接。 

本发明垂直转动结构，采用两个圆锥齿轮，主动齿轮，从动齿轮，凸轮传 动，实现了云台的垂直传动。 

电机6通过螺钉8固定在电机固定架7上，电机固定架7与轴架18为构成整体。当然，电机6还可以通过其他的方式固定在电机固定架上7上，如卡住、焊接等方式，只要为本领域技术人员的常用技术手段，本发明的技术方案都包括在内。 

摄像机14置于摄像机支架13上，支架轴15与固定于轴架18的轴套滑动连接。摄像机14可以是换成手机或其它具有视频采集功能的设备。 

如图3、图6、图8中所示，本发明云台的水平传送结构及其传动原理如下。 

主动转盘4中心部位固定有向主动转盘4圆周凹面部位延伸的转臂20，转臂20的一端设有滚销19；主动转盘4设有锁止凸圆弧22，槽轮3设有锁止凹圆弧21；锁止凸圆弧22和槽轮带有锁止凹圆弧21互相吻合；主动转盘4与槽轮3组成单销四槽外槽轮传动机构。 

当电机6作用时，电机6带动主动转盘4转动，如图8所示，当滚销19进入槽轮3时，带动槽轮3转动，直到主动转盘4转过90度后滚销19退出槽轮3为止。如图8所示，主动转盘逆时针转动，转臂随之转动，设置于转臂一端的滚销，进入槽轮，带动槽轮顺时针转动。主动转盘继续转动，当主动转盘转过90度时，转臂退出槽轮，此时主动转盘的锁止凸圆弧与槽轮的锁止凹圆弧滑动相接，槽轮不再随着主动转盘继续转动，当主动转盘再转过270度的时候，滚销再次进入槽轮带动槽轮顺时针转动，按此重复运动，当槽轮不转动的时候，相当于云台水平方向保持定位，云台水平方向停止转动。 

由于槽轮轴3穿过轴套2并且固定在底座1上，轴架18与轴套2外圈相固定，并可绕槽轮轴自由旋转，因此槽轮3转动的时候，槽轮3带动与其通过轴套2固定的轴架18围绕槽轮轴同步转动。槽轮3转动90度相当于底座1反方向旋转90度，但是云台底座实际上是固定不动的，是轴架18水平方向旋转了90度，可以看做云台水平方向旋转了90度。 

如图1、图2、图4、图5、图7、图9中所示，本发明云台的垂直传送结构及其传动原理如下。 

本发明垂直传动结构，包括圆锥齿轮、主动齿轮9、从动齿轮10、凸轮11；所述电机6上侧的电机轴固定有一个圆锥齿轮17，圆锥齿轮17与固定在主动齿轮安装轴16上的圆锥齿轮相啮合；主动齿轮安装轴16与固定在轴架上的轴套滑动相连；主动齿轮9与从动齿轮10构成不完全齿轮传动机构;从动齿轮10 与凸轮11构成整体，同步转动;摄像机支架13与固定于轴架18上的轴套滑动连接；支架轴15设有与其构成整体的凸轮杆12，凸轮杆12的一端设有滚销；滚销与凸轮的凹槽滚动连接。主动齿轮9带有锁止凸圆弧23；从动齿轮10上带有锁止凹圆弧2，主动齿轮带有的锁止凸圆弧面与所述所述从动齿轮上带有锁止凹圆弧面互相吻合；凸轮11为方形、环状、四边对称且带有过渡圆角。凸轮11由四段凹圆弧通过过渡圆角平滑连接成框式结构；框式结构里面设有对称的凸轮槽；凸轮11设有十字连接筋，十字连接筋中心与从动齿轮10固定连接。 

当电机6作用时，上述主动转盘4上的锁止凸圆弧22与槽轮3上的锁止凹圆弧21接触，槽轮3停止不动，此时，云台水平方向停止转动。主动转盘4在电机6的带动下继续旋转，此时，主动齿轮9在两个圆锥齿轮的带动下与从动齿轮10开始啮合，主动齿轮9与从动齿轮10组成不完全齿轮传动机构，主动齿轮9每转过一周，从动齿轮10按相反的方向转过90度后停歇一次，从动齿轮转10一周中有四次停歇。当主动齿轮9带动从动齿轮10转过90度后，主动齿轮9上的锁止凸圆弧23与从动齿轮10上的锁止凹圆弧24接触，保持定位。从动齿轮上10安装有凸轮11，从动齿轮10转动时带动凸轮11同步转动，凸轮杆12上加工有滚销，滚销与凸轮11的凹槽滑动相接，凸轮11带动凸轮杆12摆动，凸轮杆12与摄像机支架13固定，摄像机支架13上安装有摄像机14，摄像机14围绕支架轴15在一定角度范围内往复旋转扫描摄像，实现了云台对垂直方向的扫描监控。凸轮11为闭合的环形对称结构，从动齿轮10每旋转90度凸轮杆12便往复摆动一次，带动摄像机往复旋转扫描一次。 

如图9所示，电机转动时带动主动齿轮转动，主动齿轮顺时针转动，此时，主动齿轮的轮齿开始与从动齿轮的轮齿齿合，主动齿轮带动从动齿轮逆时针转动；当转动90度的时候，主动齿轮的轮齿与从动齿轮的轮齿离开，主动齿轮的锁止凸圆弧与从动齿轮的锁止凹圆弧相吻合，且滑动相接，主动齿轮继续在电机的带动下顺时针旋转，从动齿轮停止不动，云台垂直方向停止运动。此时，水平方向主动转盘带动槽轮开始转动，当主动转盘转过90度的时候，槽轮保持不动，云台水平方向停止转动，主动齿轮的轮齿开始与从动齿轮的轮齿齿合，主动齿轮带动从动齿轮逆时针转动；如此往复，实现云台的水平扫描与垂直扫描交替停歇实现。 

本发明实施例云台水平方向旋转时垂直方向始终是停止的，垂直方向旋转时水平方向始终是停止的，云台的水平方向旋转扫描与垂直方向旋转扫描相交 替实现了云台自动扫描。在本专利中电机每旋转一周云台水平方向旋转90度，垂直方向在一定角度范围内往复旋转一次。电机旋转四周云台水平方向旋转一周，垂直方向在一定角度范围内往复旋转四次。 

本发明改变槽轮3传动机构的槽数、形状，合理改变不完全齿轮的啮合齿数以及凸轮的形状则可以增加云台水平旋转一周的停歇次数，增加监控的点位。 

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。 

Claims (7)

1.一种应用于视频监控系统的云台，包括底座、轴架、摄像机支架、水平传动结构、垂直传动结构、电机，其特征在于，所述电机为单台且同轴的一端输出轴与所述水平传动结构固定连接，另一端输出轴与所述垂直传动结构固定连接。

2.根据权利要求1所述的应用于视频监控系统的云台，其特征在于,所述水平传动结构，包括主动转盘、槽轮；所述主动转盘上轴端中心孔与所述电机的一端输出轴固定连接；所述主动转盘下侧的轴头与固定在轴架上的轴套滑动连接；所述主动转盘与所述槽轮构成传动机构；所述槽轮下侧的槽轮轴穿过所述轴架与所述底座固定连接，所述槽轮轴的穿过部位与固定在轴架上的轴套滑动连接。

3.根据权利要求2所述的应用于视频监控系统的云台，其特征在于，所述主动转盘中心部位设有向所述主动转盘圆周凹面部位延伸的转臂，所述转臂的外侧设有滚销；所述主动转盘带有锁止凸圆弧，所述槽轮带有锁止凹圆弧；所述主动转盘带有的锁止凸圆弧面与所述槽轮带有的锁止凹圆弧面互相吻合；所述主动转盘与所述槽轮构成单销四槽外槽轮传动机构。

4.根据权利要求3所述的应用于视频监控系统的云台，其特征在于,所述垂直传动结构，包括圆锥齿轮、主动齿轮、从动齿轮、凸轮；所述电机一端的输出轴固定有一个圆锥齿轮，所述圆锥齿轮与固定在主动齿轮安装轴上的圆锥齿轮相啮合；所述主动齿轮安装轴与固定在轴架上的轴套滑动相连；所述主动齿轮与所述从动齿轮构成不完全齿轮传动机构;所述从动齿轮与凸轮同轴连接，构成整体;所述摄像机支架与支架轴一端固定连接，所述支架轴与固定于轴架上的轴套滑动连接；所述支架轴设有与其构成整体的凸轮杆，所述凸轮杆的一端设有滚销；所述滚销与所述凸轮的凹槽滚动连接。

5.根据权利要求4所述的应用于视频监控系统的云台，其特征在于，所述主动齿轮带有锁止凸圆弧；所述从动齿轮上带有锁止凹圆弧；所述主动齿轮带有的锁止凸圆弧面与所述所述从动齿轮上带有锁止凹圆弧面互相吻合；所述凸轮为方形、环状、四边对称且带有过渡圆角。

6.根据权利要求5所述的应用于视频监控系统的云台，其特征在于，所述凸轮由四段凹圆弧通过过渡圆角平滑连接成框式结构；框式结构里面设有对称的凸轮槽；所述凸轮设有十字连接筋，所述十字连接筋中心与所述从动齿轮固定连接。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的应用于视频监控系统的云台，其特征在于，电机固定架与所述轴架为一体结构，所述电机固定于电机固定架。

Images