CN107795804B - 一种伺服电机驱动的摄像机智能摇臂 - Google Patents
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Abstract
伺服电机驱动的摄像机智能摇臂，杆二一端连接在机架上另一端与杆三一端连接，杆三另一端与杆四一端连接，杆四另一端连接在斗杆上，杆八一端连接在机架上另一端与杆九一端连接，杆九另一端二与杆十的一端连接，杆十另一端与第二推拉杆一端连接，第二推拉杆另一端固定在推动环上，转轴一端与从动轴承内圈固定安装，从动轴承外圈固定在动臂上，转轴另一端十一连接在滑套上；杆一一端连接在机架上另一端与三角板第三角和动臂一端同时连接，动臂另一端与斗杆一端连接，斗杆另一端固定连接在主动轴承的内圈上，主动轴承的内圈内侧固定有球体，球体嵌装在圆柱螺旋线凹槽中。
Description
技术领域
本发明涉及机械领域，具体是一种伺服电机驱动的摄像机智能摇臂。
背景技术
在电视技术日新月异的时代，摇臂摄像技术在综艺、体育、谈话类等节目中发挥了不可忽视的作用。它大大丰富了电视节目的镜头语言，增加了镜头画面的动感和多元化，给镜头画面增添了磅礴的气势和纵深空间感，使观众有身临其境的感觉；而且，由于摇臂摄像机的特有长臂优势，经常能拍到其他摄像机不能捕捉到的镜头。但是，传统摇臂机构因其自身结构的限制，会导致手臂重量大、刚性差、惯量大、关节误差累积、机构动力学性能较差等问题，由于机械手臂负荷量较轻，很难安装体积、重量较大的工作装置，高精确度也难保证。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种伺服电机驱动的摄像机智能摇臂。
为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
伺服电机驱动的摄像机智能摇臂，包括杆一、杆二、杆三、杆四、杆五、杆六、杆七、杆八、杆九、杆十、第一圆柱销、第二圆柱销、三角板、第一圆柱销、第二圆柱销、油缸、第一推拉杆、第一限位套管、第一滑块、环轨板、从动轴承、拉杆、转轴、第二传动杆、执行器、第一传动杆、斗杆、第二限位套管、第二推拉杆、动臂、主动轴承的内圈、主动轴承的滚珠、主动轴承的外圈、球体、圆柱螺旋线凹槽、弹簧、第二滑块和推动环；
杆二一端通过转动副三连接在机架上，杆二另一端通过轴向移动副与杆三一端连接，杆三另一端通过转动副四与杆四一端连接，杆四另一端通过转动副五连接在斗杆上，
杆五一端通过转动副六连接在机架上，杆五另一端通过转动副七与杆六一端连接，杆六另一端通过转动副八与三角板第一角连接，三角板第二角通过转动副九与杆七一端连接，杆七另一端通过转动副十与第一推拉杆的一端连接；第一推拉杆另一端固定连接在环轨板上，第一限位套管套装在第一推拉杆上，同时第一限位套管固定在动臂上，
杆八一端通过转动副十一连接在机架上，杆八另一端通过轴向移动副与杆九一端连接，杆九另一端通过转动副十二与杆十的一端连接，杆十另一端通过转动副十三与第二推拉杆一端连接，第二推拉杆另一端固定在推动环上，第二限位套管套装在第二推拉杆上，第二限位套管固定在动臂上，
转轴外壁面上设有圆柱螺旋线凹槽，转轴一端与从动轴承内圈固定安装，从动轴承外圈固定在动臂上，转轴另一端通过转动副二十一连接在滑套上；
杆一一端通过转动副一连接在机架上，杆一另一端通过转动副二与三角板第三角和动臂一端同时连接，动臂另一端通过轴向移动副与斗杆一端连接形成伸缩杆，斗杆另一端固定连接在主动轴承的内圈上，主动轴承的内圈内侧固定有球体，球体嵌装在圆柱螺旋线凹槽中；
推动环套装在主动轴承外圈上，主动轴承外圈上设有轴向滑槽，第二滑块嵌装在主动轴承外圈的轴向滑槽中，第二滑块一侧为推动环，第二滑块另一侧为弹簧，弹簧一端固定在第二滑块上，弹簧另一侧固定在主动轴承外圈上，第一传动杆一端通过转动副二十四连接在第二滑块上，第一传动杆另一端通过转动副二十五连接在执行器上，
拉杆一端连接在第一滑块上，第一滑块嵌装在环轨板的轨槽中；拉杆另一端通过转动副二十二与第二传动杆一端连接，第二传动杆另一端通过转动副二十三连接在执行器上，滑套套装在第二传动杆上；
杆五上设有轴向滑槽，第一圆柱销一端固定连接在杆三上，第一圆柱销另一端嵌装在杆五的轴向滑槽中，
杆一上设有轴向滑槽，第二圆柱销一端固定连接在杆九上，第二圆柱销另一端嵌装在杆一的轴向滑槽中，
油缸一端通过转动副三十一连接在机架上，油缸另一端通过转动副三十二连接在第二限位套管上。
进一步的，还包括内限位环和外限位环，内限位环固定在从动轴承外圈上，外限位环固定在动臂上，内限位环和外限位环之间的环形空隙为环形限位轨道，第二传动杆穿过环形限位轨道。
进一步的，动臂、斗杆和转轴的轴线平行或共线。
进一步的，环轨板的轨槽截面为T字形，轨槽内腔宽度大于轨槽出口宽度，第一滑块安装在轨槽内腔中。
进一步的，转动副六由伺服电机一驱动，和/或转动副三由伺服电机二驱动，和/或转动副一由伺服电机三驱动，和/或转动副十一由伺服电机四驱动，和/或转动副三十一由伺服电机五驱动。
进一步的，第一圆柱销和第二圆柱销的柱面与槽壁形成高副。
进一步的，第一圆柱销与杆三垂直、第二圆柱销与杆九垂直。
与现有技术相比较，本发明具备的有益效果：
机构刚度大，工作空间大，尽可能将驱动电机安装在机座位置，降低了杆件的承载负荷，降低了整机的转动惯量，质量轻，累计误差小，具有良好的动力学性能。
附图说明
图1为本发明所述的可控机构搬运机器人的整体结构示意图。
图2为本发明所述的可控机构搬运机器人的动臂、斗杆、转轴、执行器及其附属零件的装配示意图。
图3为本发明所述的可控机构搬运机器人的主动轴承及其附属零件的装配示意图。
图4为本发明所述的可控机构搬运机器人的主动轴承外圈、主动轴承外圈上滑槽、第二滑块之间的装配示意图。
图5为本发明所述的可控机构搬运机器人的转轴、轴承、动臂、第二推拉杆、内限位环和外限位环的装配示意图。
图6为本发明所述的可控机构搬运机器人的环轨板与第一滑块、拉杆、第一推拉杆、动臂、第二推拉杆之间的装配示意图。
图7为本发明所述可控机构搬运机器人的杆三、杆二、杆五和第一圆柱销的装配示意图。
图8为本发明所述的可控机构搬运机器人的转轴、轴承、动臂、内限位环和外限位环的装配示意图。图中，40为将内限位环固定在轴承外圈上的支撑杆。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明的技术方案作进一步阐述。
实施例1
伺服电机驱动的摄像机智能摇臂，包括杆一1、杆二2、杆三3、杆四4、杆五5、杆六6、杆七7、杆八8、杆九9、杆十10、第一圆柱销51、第二圆柱销52、油缸79、第一滑块96a、第一推拉杆85a、第一限位套管84a、环轨板89、从动轴承93、拉杆95、转轴90、第二传动杆72、执行器98、第一传动杆71、斗杆92、第二限位套管84b、第二推拉杆85b、动臂91、主动轴承的内圈73、主动轴承的滚珠、主动轴承的外圈74、球体96、圆柱螺旋线凹槽97、弹簧81、第二滑块96b和推动环80；
杆二2一端通过转动副三103连接在机架99上，杆二2另一端通过轴向移动副与杆三3一端连接，杆三3另一端通过转动副四104与杆四4一端连接，杆四4另一端通过转动副五105连接在斗杆92上，
杆五5一端通过转动副六106连接在机架99上，杆五5另一端通过转动副七107与杆六6一端连接，杆六6另一端通过转动副八108与三角板83第一角连接，三角板83第二角通过转动副九109与杆七7一端连接，杆七7另一端通过转动副十110与第一推拉杆85a的一端连接；第一推拉杆85a另一端固定连接在环轨板89上，第一限位套管84a套装在第一推拉杆85a上，同时第一限位套管84a固定在动臂91上，
杆八8一端通过转动副十一111连接在机架99上，杆八8另一端通过轴向移动副与杆九9一端连接，杆九9另一端通过转动副十二112与杆十10的一端连接，杆十10另一端通过转动副十三113与第二推拉杆85b一端连接，第二推拉杆85b另一端固定在推动环80上，第二限位套管84b套装在第二推拉杆85b上，第二限位套管84b固定在动臂91上，
转轴90外壁面上设有圆柱螺旋线凹槽97，转轴90一端与从动轴承93内圈固定安装，从动轴承93外圈固定在动臂91上，转轴90另一端通过转动副二十一121连接在滑套42上；
杆一1一端通过转动副一101连接在机架99上，杆一1另一端通过转动副二102与三角板83第三角和动臂91一端同时连接，动臂91另一端通过轴向移动副与斗杆92一端连接形成伸缩杆，斗杆92另一端固定连接在主动轴承的内圈73上，主动轴承的内圈73内侧固定有球体96，球体96嵌装在圆柱螺旋线凹槽97中；
推动环80套装在主动轴承外圈74上，主动轴承外圈74上设有轴向滑槽，第二滑块96b嵌装在主动轴承外圈74的轴向滑槽中，第二滑块96b一侧为推动环80，第二滑块96b另一侧为弹簧81，弹簧81一端固定在第二滑块96b上，弹簧81另一侧固定在主动轴承外圈74上，第一传动杆71一端通过转动副二十四124连接在第二滑块96b上，第一传动杆71另一端通过转动副二十五125连接在执行器98上，
拉杆95一端连接在第一滑块96a上，第一滑块96a嵌装在环轨板89的轨槽中；拉杆95另一端通过转动副二十二122与第二传动杆72一端连接，第二传动杆72另一端通过转动副二十三123连接在执行器98上，滑套42套装在第二传动杆72上；
杆五5上设有轴向滑槽，第一圆柱销51一端固定连接在杆三3上，第一圆柱销51另一端嵌装在杆五5的轴向滑槽中，
杆一1上设有轴向滑槽，第二圆柱销52一端固定连接在杆九9上，第二圆柱销52另一端嵌装在杆一1的轴向滑槽中，
油缸79一端通过转动副三十一131连接在机架99上，油缸79另一端通过转动副三十二132连接在第二限位套管84b上。
进一步的，还包括内限位环94a和外限位环94b，内限位环94a固定在从动轴承93外圈上，外限位环94b固定在动臂91上，内限位环94a和外限位环94b之间的环形空隙为环形限位轨道，第二传动杆72穿过环形限位轨道。
进一步的，动臂91、斗杆92和转轴90的轴线平行或共线。
进一步的，环轨板89的轨槽截面为T字形，轨槽内腔宽度大于轨槽出口宽度，第一滑块96a安装在轨槽内腔中。
进一步的，转动副六106由伺服电机一驱动，和/或转动副三103由伺服电机二驱动，和/或转动副一101由伺服电机三驱动，和/或转动副十一111由伺服电机四驱动，和/或转动副三十一131由伺服电机五驱动。
进一步的，第一圆柱销51和第二圆柱销52的柱面与槽壁形成高副。
进一步的，第一圆柱销51与杆三3垂直、第二圆柱销52与杆九9垂直。
机架通过转动副安装在小车上。
Claims (8)
1.伺服电机驱动的摄像机智能摇臂，其特征在于，包括杆一、杆二、杆三、杆四、杆五、杆六、杆七、杆八、杆九、杆十、第一圆柱销、第二圆柱销、三角板、油缸、第一推拉杆、第一限位套管、第一滑块、环轨板、从动轴承、拉杆、转轴、第二传动杆、执行器、第一传动杆、斗杆、第二限位套管、第二推拉杆、动臂、主动轴承的内圈、主动轴承的滚珠、主动轴承的外圈、球体、圆柱螺旋线凹槽、弹簧、第二滑块和推动环；
杆二一端通过转动副三连接在机架上，杆二另一端通过轴向移动副与杆三一端连接，杆三另一端通过转动副四与杆四一端连接，杆四另一端通过转动副五连接在斗杆上，
杆五一端通过转动副六连接在机架上，杆五另一端通过转动副七与杆六一端连接，杆六另一端通过转动副八与三角板第一角连接，三角板第二角通过转动副九与杆七一端连接，杆七另一端通过转动副十与第一推拉杆的一端连接；第一推拉杆另一端固定连接在环轨板上，第一限位套管套装在第一推拉杆上，同时第一限位套管固定在动臂上，
杆八一端通过转动副十一连接在机架上，杆八另一端通过轴向移动副与杆九一端连接，杆九另一端通过转动副十二与杆十的一端连接，杆十另一端通过转动副十三与第二推拉杆一端连接，第二推拉杆另一端固定在推动环上，第二限位套管套装在第二推拉杆上，第二限位套管固定在动臂上，
转轴外壁面上设有圆柱螺旋线凹槽，转轴一端与从动轴承内圈固定安装，从动轴承外圈固定在动臂上，转轴另一端通过转动副二十一连接在滑套上；
杆一一端通过转动副一连接在机架上，杆一另一端通过转动副二与三角板第三角和动臂一端同时连接，动臂另一端通过轴向移动副与斗杆一端连接形成伸缩杆，斗杆另一端固定连接在主动轴承的内圈上，主动轴承的内圈内侧固定有球体，球体嵌装在圆柱螺旋线凹槽中；
推动环套装在主动轴承外圈上，主动轴承外圈上设有轴向滑槽，第二滑块嵌装在主动轴承外圈的轴向滑槽中，第二滑块一侧为推动环，第二滑块另一侧为弹簧，弹簧一端固定在第二滑块上，弹簧另一侧固定在主动轴承外圈上，第一传动杆一端通过转动副二十四连接在第二滑块上，第一传动杆另一端通过转动副二十五连接在执行器上，
拉杆一端连接在第一滑块上，第一滑块嵌装在环轨板的轨槽中；拉杆另一端通过转动副二十二与第二传动杆一端连接，第二传动杆另一端通过转动副二十三连接在执行器上，滑套套装在第二传动杆上；
杆五上设有轴向滑槽，第一圆柱销一端固定连接在杆三上，第一圆柱销另一端嵌装在杆五的轴向滑槽中，
杆一上设有轴向滑槽，第二圆柱销一端固定连接在杆九上，第二圆柱销另一端嵌装在杆一的轴向滑槽中，
油缸一端通过转动副三十一连接在机架上，油缸另一端通过转动副三十二连接在第二限位套管上。
2.如权利要求1所述的伺服电机驱动的摄像机智能摇臂，其特征在于，还包括内限位环和外限位环，内限位环固定在从动轴承外圈上，外限位环固定在动臂上，内限位环和外限位环之间的环形空隙为环形限位轨道，第二传动杆穿过环形限位轨道。
3.如权利要求1所述的伺服电机驱动的摄像机智能摇臂，其特征在于，动臂、斗杆和转轴的轴线平行或共线。
4.如权利要求1所述的伺服电机驱动的摄像机智能摇臂，其特征在于，环轨板的轨槽截面为T字形，轨槽内腔宽度大于轨槽出口宽度，第一滑块安装在轨槽内腔中。
5.如权利要求1所述的伺服电机驱动的摄像机智能摇臂，其特征在于，转动副六由伺服电机一驱动，和/或转动副三由伺服电机二驱动，和/或转动副一由伺服电机三驱动，和/或转动副十一由伺服电机四驱动，和/或转动副三十一由伺服电机五驱动。
6.如权利要求1所述的伺服电机驱动的摄像机智能摇臂，其特征在于，第一圆柱销和第二圆柱销的柱面与槽壁形成高副。
7.如权利要求1所述的伺服电机驱动的摄像机智能摇臂，其特征在于，第一圆柱销与杆三垂直、第二圆柱销与杆九垂直。
8.如权利要求1所述的伺服电机驱动的摄像机智能摇臂，其特征在于，机架通过转动副安装在小车上。
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