CN106151814A - 一种带升降功能的摄像头云台 - Google Patents

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Abstract

一种带升降功能的摄像头云台，升降机是通过直流电机驱动丝杆旋转，利用丝杆的螺旋传动变成摄像头云台在竖直方向上的直线运动，在升降机内部增加拉线式编码器来实现位置反馈，利用设置在直流电机中的STM32开发板，来精确控制摄像头云台的升降高度。

Description

一种带升降功能的摄像头云台
技术领域
本发明涉及机器人领域，特别涉及到一种带升降功能的摄像头云台。
背景技术
现有的摄像头云台为了精确控制摄像头云台的升降高度，大多采用伺服电机，但伺服电机价格昂贵，使摄像头云台的成本大大增加。另外，为了隐藏上部云台摄像头的走线，大都采用弹簧线伸缩，这样的设置使摄像头云台体积太大，会影响编码器作用，并且不能精确控制升降的高度。
发明内容
本发明提供一种带升降功能的摄像头云台，使用价格更为低廉的直流电机，配合拉线编码器使用，能够根据要求来精确控制升降的高度，同时，隐藏了云台摄像头的走线，本发明体积小、外形美观、成本更低，能够精确控制升降的高度。
为解决上述问题，本发明提供一种带升降功能的摄像头云台，包括：上底板、下底板、圆形节柱、丝杆、转接套、电机、编码器、编码器支架，拖链、拖链支架、云台摄像头、轴承；上底板上表面安装有云台摄像头，上底板下表面固定连接有圆形节柱、丝杆和拖链支架，丝杆和拖链支架设置在圆形节柱的空腔内；下底板上安装有电机和编码器支架，编码器设置在编码器支架中，编码器的拉线端与上底板固定，并设置在圆形节柱的空腔内；电机的转轴与转接套通过紧定螺钉固定，在两者之间设置有轴承，转接套与丝杆通过紧定螺钉固定；拖链一端与拖链支架固定连接，另一端固定在圆形节柱的内壁上，云台摄像头的电线设置在拖链中。
进一步，所述圆形节柱包括外节柱、中节柱和内节柱，所述三个节柱套设在一起，相对滑动连接，外节柱上端通过沉头螺栓与上底板固定连接，内节柱下端通过沉头螺栓与下底板固定连接，中节柱套设在外节柱和内节柱之间，在外节柱下端、中节柱两端以及内节柱上端分别设有止挡部，拖链的一端固定在内节柱的内壁上，所述外节柱、中节柱和内节柱的长度相等。
进一步，所述丝杆包括第一丝杆、第二丝杆、第三丝杆、第四丝杆，所述四个丝杆分别螺纹连接，第一丝杆上端与上底板固定连接，第四丝杆与转接套通过紧定螺钉固定连接，在第一丝杆下端、第二丝杆两端、第三丝杆两端以及第四丝杆上端分别设有止挡部，所述第一丝杆、第二丝杆、第三丝杆、第四丝杆的长度相等，所述四个丝杆的最大伸长长度大于或等于所述三个节柱的最大伸长长度。
进一步，电机是直流电机，在电机内设置有用于控制电机转动的STM32开发板，STM32开发板与编码器电连接，并利用编码器反馈的信号，来精确控制所述摄像头云台的升降。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：
本发明的带升降功能的摄像头云台使用价格更为低廉的直流电机，配合拉线编码器使用，能够根据要求来精确控制升降的高度，摄像头云台的升降是通过电机驱动丝杆旋转，利用丝杆的螺旋传动变成直线运动，在升降机内部增加拉线式编码器来实现位置反馈，利用STM32开发板，来精确控制摄像头云台的升降位置，升降可以是2节，也可以是3节，或者多节；云台摄像头的走线隐藏在圆形节柱内的拖链中，整个摄像头云台体积小，外形美观。
附图说明
附图1是本发明带升降功能的摄像头云台的正视剖面图；
附图2是本发明带升降功能的摄像头云台的侧视剖面图；
附图3是本发明带升降功能的摄像头云台在最低高度的侧视剖面图。
(注意：附图中的所示结构只是为了说明本发明特征的示意，并非是要依据附图所示结构。)
具体实施方式
如图1-2所示，根据本发明所述的带升降功能的摄像头云台，其包括上底板101、下底板111、圆形节柱、丝杆、转接套109、电机112、编码器114、编码器支架113，拖链115、拖链支架116、云台摄像头117、轴承110；上底板101上表面安装有云台摄像头117，上底板101下表面固定连接有圆形节柱、丝杆和拖链支架116，所述圆形节柱包括外节柱102、中节柱105和内节柱107，所述三个节柱套设在一起，相对滑动连接，外节柱102上端通过沉头螺栓与上底板101固定连接，内节柱107下端通过沉头螺栓与下底板111固定连接，中节柱105套设在外节柱102和内节柱107之间，在外节柱102下端、中节柱105两端以及内节柱107上端分别设有止挡部，所述止挡部限制节柱的最大伸长长度；拖链支架116设置在圆形节柱的空腔内，拖链115一端与拖链支架116固定连接，另一端固定在内节柱107的内壁上，云台摄像头117的电线设置在拖链115中，隐藏了云台摄像头117的电线。
丝杆、拖链支架116以及拖链115都设置在圆形节柱的空腔内，减小了摄像头云台的体积，并且保证了丝杆的驱动功能的正常发挥，所述丝杆包括第一丝杆103、第二丝杆104、第三丝杆106、第四丝杆108，所述四个丝杆分别螺纹连接，第一丝杆103上端与上底板101固定连接，第四丝杆108与转接套109通过紧定螺钉固定，在第一丝杆103下端、第二丝杆104两端、第三丝杆106两端以及第四丝杆108上端分别设有止挡部，所述止挡部限制丝杆的最大伸长长度。
如图1-2所示，在一个实施例中，包括三个圆形节柱和四个丝杆，四个丝杆的最大伸长长度大于或等于三个圆形节柱的最大伸长长度。根据具体的使用环境的需要，升降可以是2节或3节节柱，也可以是3节节柱总长度范围内的任意高度。另外，还可以设置多个节柱和丝杆来满足不同的使用环境。如图3所示，每个圆形节柱和每个丝杆的长度分别相等，在不使用时，第二丝杆104、第三丝杆106和第四丝杆108可以完全套入第一丝杆103内部，中节柱105和内节柱107可以完全套入外节柱102内部，此时，摄像头云台仅有一个圆形节柱的长度，减小了体积，便于收纳放置。
在下底板111上安装有电机112和编码器支架113，电机112为直流电机，编码器114设置在编码器支架113中，编码器114的拉线端与上底板101固定，并设置在圆形节柱的空腔内；电机112的转轴也设置在圆形节柱的空腔内，并与转接套109通过紧定螺钉和轴承110固定，转接套109与第四丝杆108通过紧定螺钉固定，转接套109能够保证转驱动力的传动效率；电机112内设置有用于控制电机转动的STM32开发板，STM32开发板与编码器114电连接，利用编码器114反馈的信号，来精确控制所述摄像头云台的升降。
在工作时，直流电机中的STM32开发板接收编码器114反馈的信号，控制电机112转动，转接套109将电机112转轴的转动传递给丝杆，带动丝杆转动，丝杆的螺旋转动首先带动外节柱102在竖直方向上向上升起，当外节柱102升到最大伸长长度时，再带动中节柱105在竖直方向上向上升起，这样，可以根据需要，选择不同的升降高度，从而达到精确控制所述摄像头云台的升降。本发明结构简单，体积小，外形美观，成本低，能够精确控制升降的高度。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种带升降功能的摄像头云台，其特征在于，包括：上底板(101)、下底板(111)、圆形节柱、丝杆、转接套(109)、电机(112)、编码器(114)、编码器支架(113)，拖链(115)、拖链支架(116)、云台摄像头(117)、轴承(110)；上底板(101)上表面安装有云台摄像头(117)，上底板(101)下表面固定连接有圆形节柱、丝杆和拖链支架(116)，丝杆和拖链支架(116)设置在圆形节柱的空腔内；下底板(111)上安装有电机(112)和编码器支架(113)，编码器(114)设置在编码器支架(113)中，编码器(114)的拉线端与上底板(101)固定，并设置在圆形节柱的空腔内；电机(112)的转轴与转接套(109)通过紧定螺钉固定，在两者之间设置有轴承(110)，转接套(109)与丝杆通过紧定螺钉固定；拖链(115)一端与拖链支架(116)固定连接，另一端固定在圆形节柱的内壁上，云台摄像头(117)的电线设置在拖链(115)中。
2.如权利要求1所述的摄像头云台，其特征在于，所述圆形节柱包括外节柱(102)、中节柱(105)和内节柱(107)，所述三个节柱套设在一起，相对滑动连接，外节柱(102)上端通与上底板(101)固定连接，内节柱(107)下端与下底板(111)固定连接，中节柱(105)套设在外节柱(102)和内节柱(107)之间，拖链(115)的一端固定在内节柱(107)的内壁上。
3.如权利要求2所述的摄像头云台，其特征在于，在外节柱(102)下端、中节柱(105)两端以及内节柱(107)上端分别设有止挡部。
4.如权利要求3所述的摄像头云台，其特征在于，外节柱(102)上端通过沉头螺栓与上底板(101)固定连接，内节柱(107)下端通过沉头螺栓与下底板(111)固定连接。
5.如权利要求4所述的摄像头云台，其特征在于，所述外节柱(102)、中节柱(105)和内节柱(107)的长度相等。
6.如权利要求1-5所述的摄像头云台，其特征在于，所述丝杆包括第一丝杆(103)、第二丝杆(104)、第三丝杆(106)、第四丝杆(108)，所述四个丝杆分别螺纹连接，第一丝杆(103)上端与上底板(101)固定连接，第四丝杆(108)与转接套(109)固定连接。
7.如权利要求6所述的摄像头云台，其特征在于，在第一丝杆(103)下端、第二丝杆(104)两端、第三丝杆(106)两端以及第四丝杆(108)上端分别设有止挡部。
8.如权利要求7所述的摄像头云台，其特征在于，第四丝杆(108)与转接套(109)通过紧定螺钉固定连接。
9.如权利要求8所述的摄像头云台，其特征在于，所述第一丝杆(103)、第二丝杆(104)、第三丝杆(106)、第四丝杆(108)的长度相等；所述四个丝杆的最大伸长长度大于或等于所述三个节柱的最大伸长长度。
10.如权利要求9所述的摄像头云台，其特征在于，在电机(112)内设置有用于控制电机转动的STM32开发板，STM32开发板与编码器(114)电连接，并利用编码器(114)反馈的信号，来精确控制所述摄像头云台的升降。
11.如权利要求10所述的摄像头云台，其特征在于，所述电机(112)是直流电机。
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